Poudre de niobium

Aperçu de la poudre de niobium

Le niobium est un métal de transition réfractaire, blanc et brillant, qui présente une résistance à la chaleur exceptionnelle et un point de fusion très élevé. Sous forme de poudre, il présente une excellente stabilité thermique, électrique et chimique.

Les principales propriétés de la poudre de niobium sont les suivantes

• Résistance élevée à la chaleur et caractère réfractaire
• Excellente résistance à la corrosion
• Supraconducteur en dessous de 9,2 K (-264¡"C)
• Stabilité thermique et électrique
• Faible absorption de neutrons
• Poudre de haute densité et de bonne pureté chimique
• Disponible dans différentes gammes de tailles de particules

La poudre de niobium est utilisée là où ses propriétés réfractaires, conductrices et supraconductrices peuvent être mises à profit. Les principales applications sont l'électronique, les supraconducteurs, les alliages, les composants résistants aux produits chimiques et à la chaleur, les revêtements optiques et la pyrotechnie.

Composition de la poudre de niobium

La composition typique de la poudre de niobium est la suivante :

élément	Pureté
Niobium (Nb)	99 % minimum
Tantale (Ta)	0,5 % maxi
Hafnium (Hf)	0,01 % max.
Azote (N)	0,03 % max
Carbone (C)	0,05 % max
Oxygène (O)	0.1-0.2%
Hydrogène (H)	0,0015% max

La poudre de niobium de haute pureté contient plus de 99% de niobium métal avec de faibles niveaux d'impuretés. Les qualités commerciales ont des niveaux d'impureté plus élevés.

Propriétés de la poudre de niobium

La poudre de niobium présente les propriétés suivantes :

Propriété immobilière	Valeur
Densité	8,57 g/cm3
Point de fusion	2477¡"C
Conductivité thermique	53 W/m?K
Résistivité électrique	15 Ã×'Î?cm
Module de Young	105 GPa
Coefficient de Poisson	0.40
Résistance à la traction	550 MPa
Résistance en Compression	200 MPa
Dureté Vickers	600 HV

Le niobium a un point de fusion extrêmement élevé et une très bonne conductivité. Il offre une grande résistance à basse et à haute température. La température de transition supraconductrice est de 9,2 K.

Méthodes de production de la poudre de niobium

La poudre de niobium peut être produite par des méthodes telles que :

• Hydratation-Déshydratation?- Les lingots de niobium sont broyés en poudre grossière et hydratés. L'hydrure de niobium est déshydraté sous vide et broyé en poudre fine.
• Réduction calciothermique?- Réduction de l'oxyde de niobium avec du calcium, suivie d'une consolidation et d'un broyage en poudre.
• Electrolyse?- Électrolyse en sel fondu de l'oxyde de niobium pour produire une éponge de niobium qui est broyée en poudre.
• Réduction des émissions de carbone?- L'oxyde de niobium est réduit avec du carbone et transformé en poudre.

Le processus d'hydruration est le plus courant, mais la réduction au carbone et la réduction électrothermique permettent d'obtenir des poudres d'une plus grande pureté.

Applications de la poudre de niobium

La poudre de niobium est utilisée dans les principales applications suivantes :

• ÉlectroniqueCondensateurs, cavités supraconductrices à radiofréquence, jonctions Josephson, circuits intégrés.
• Alliages métalliques?- Ajouté aux aciers et aux alliages à base de nickel pour la solidité et la résistance à la chaleur.
• Revêtements et peintures?- Utilisé dans les revêtements conducteurs, les peintures anti-étincelles, les revêtements optiques.
• Soudage?- Comme matériau d'apport pour l'acier inoxydable, les alliages de nickel et les métaux réfractaires.
• Industrie chimiqueComposants tels que les échangeurs de chaleur, les cuves de réacteurs utilisant la stabilité du niobium.
• Feu d'artifice?comme combustible et oxydant dans les préparations pyrotechniques.

Spécifications de la poudre de niobium

La poudre de niobium est disponible sous différentes spécifications :

• Degré de pureté?- De la pureté commerciale à l'ultra haute pureté (99,99%) en fonction des impuretés.
• Taille des particules?- De 1 micron à 150 microns pour diverses applications.
• Morphologie?- Formes de poudre irrégulières, sphériques, nodulaires et en flocons.
• Surface?- Des poudres à faible surface jusqu'aux poudres à surface élevée.
• Teneur en oxygène?- Des qualités de poudre fine à faible teneur en oxygène sont également disponibles.
• Grades personnalisésCaractéristiques et pureté des particules spécifiques au client.

Fournisseurs mondiaux de poudre de niobium

Parmi les principaux fournisseurs mondiaux de poudre de niobium, on peut citer

• H.C. Starck (Allemagne)
• CBMM (Brésil)
• Niobec (Canada)
• ESPI Metals (États-Unis)
• Continental Steel & Tube (États-Unis)
• ZhuZhou Oriental Powder Metallurgy (Chine)

Ces entreprises produisent diverses qualités de poudre de niobium en utilisant différentes méthodes de production, à des niveaux de pureté allant du commercial à l'élevé.

Prix de la poudre de niobium

Les prix de la poudre de niobium dépendent de facteurs tels que

• Grade de pureté?- De $50/kg pour la pureté commerciale à plus de $500/kg pour les qualités de très haute pureté.
• GranulométrieLes poudres nanométriques et submicroniques sont plus chères.
• Morphologie?- Les poudres sphériques et lisses sont vendues à des prix plus élevés.
• Quantité?- Les prix diminuent pour les quantités en vrac en raison des économies d'échelle.
• Fabricant?- Les grands fournisseurs mondiaux offrent des prix plus compétitifs.
• GéographieLes prix varient selon les régions du monde.

Stockage et manipulation de la poudre de niobium

La poudre de niobium nécessite un stockage et une manipulation contrôlés :

• Éviter l'exposition à l'air et à l'humidité pour minimiser l'oxydation
• Éviter les risques d'inflammation et d'explosion dus aux poudres fines
• Utiliser une ventilation et une protection respiratoire appropriées lors de la manipulation
• Suivre les précautions de la fiche de données de sécurité du fournisseur
• Stocker les contenants scellés dans un endroit frais et sec, à l'écart des produits incompatibles.

Des boîtes à gants pour gaz inertes, une mise à la terre appropriée et des EPI doivent être utilisés lors de la manipulation de la poudre de niobium.

Inspection et essais de la poudre de niobium

Les inspections et les tests suivants sont généralement effectués sur la poudre de niobium :

• Analyse chimiqueLes techniques de plasma à couplage inductif ou de fluorescence X sont utilisées pour vérifier la composition et la pureté.
• Analyse de la taille des particules?- Réalisé selon la norme ASTM B822 en utilisant la technique de diffraction laser.
• MorphologieMicroscopie électronique à balayage utilisée pour déterminer la forme et la surface.
• Surface spécifiqueMéthode d'absorption des gaz BET utilisée pour mesurer la surface par unité de masse.
• Test d'impuretésICP-MS utilisé pour quantifier les niveaux de tantale, d'oxygène, d'azote et d'autres impuretés.
• Flux de poudre?- Testé à l'aide d'un débitmètre de Hall conformément à la norme ASTM B213.

Comparaison des poudres de niobium et de tantale

Les poudres de niobium et de tantale sont deux poudres de métaux réfractaires similaires :

Paramètre	Poudre de niobium	Poudre de tantale
Densité	8,57 g/cm3	16,6 g/cm3
Point de fusion	2477¡"C	2996¡"C
Résistivité électrique	15 Ã×'Î.cm	13 Ã×'Î.cm
Résistance à la traction	550 MPa	400 MPa
Résistance à l'oxydation	Modéré	Meilleur
Coût	Inférieur	Plus haut
APPLICATIONS	Alliages, condensateurs	Médical, électronique

Le tantale a une densité et un point de fusion plus élevés et une meilleure résistance à l'oxydation, mais il est plus cher que le niobium.

FAQ sur la poudre de niobium

Q : Comment la poudre de niobium est-elle produite ?

R : Les principales méthodes de production de la poudre de niobium sont l'hydruration-déshydruration, la réduction calciothermique, l'électrolyse et la réduction au carbone des sources d'oxyde de niobium.

Q : À quoi sert la poudre de niobium ?

R : Les principales applications de la poudre de niobium sont l'électronique, les alliages métalliques, les revêtements, l'industrie chimique, le soudage, la pyrotechnie et les supraconducteurs.

Q : Quelle est la taille typique de la poudre de niobium pour les revêtements par projection thermique ?

R : Pour les processus de pulvérisation thermique, la poudre de niobium est généralement utilisée dans une gamme de tailles de particules allant de 45 à 150 microns. Une poudre plus fine peut entraîner des problèmes d'oxydation.

Q : La poudre de niobium est-elle inflammable ou explosive ?

R : Oui, comme d'autres métaux finement divisés, la poudre de niobium peut être potentiellement inflammable ou explosive. Des précautions appropriées sont nécessaires pour une manipulation et un stockage sûrs.

Q : Où puis-je acheter de la poudre de niobium de haute pureté pour les applications supraconductrices ?

R : La poudre de niobium de très haute pureté (99,99%) adaptée aux applications supraconductrices peut être achetée auprès des principaux fournisseurs, notamment HC Starck, CBMM et ESPI Metals.