Nióbio em pó

Visão geral do pó de nióbio

O nióbio é um metal de transição refratário, branco e brilhante, com uma excelente resistência ao calor e um ponto de fusão muito elevado. Na forma de pó, apresenta uma excelente estabilidade térmica, eléctrica e química.

As principais propriedades do pó de nióbio incluem:

• Elevada resistência ao calor e natureza refractária
• Excelente resistência à corrosão
• Supercondutor abaixo de 9,2K (-264¡"C)
• Estabilidade térmica e eléctrica
• Baixa absorção de neutrões
• Pó de alta densidade com boa pureza química
• Disponível em várias gamas de tamanho de partículas

O pó de nióbio é utilizado onde as suas propriedades refractárias, condutoras e supercondutoras podem ser utilizadas. As principais aplicações incluem eletrónica, supercondutores, ligas, componentes resistentes a químicos/calor, revestimentos ópticos e pirotecnia.

Composição do pó de nióbio

O pó de nióbio tem a seguinte composição típica

Elemento	Pureza
Nióbio (Nb)	Mínimo de 99%
Tântalo (Ta)	Máx. 0,5 %
Háfnio (Hf)	máximo de 0,01%
Nitrogênio (N)	0,03% máx.
Carbono (C)	Máx. de 0,05%
Oxigênio (O)	0.1-0.2%
Hidrogénio (H)	0,0015% max

O pó de nióbio de elevada pureza contém mais de 99% de nióbio metálico com baixos níveis de impurezas. As qualidades comerciais têm impurezas admissíveis mais elevadas.

Propriedades do nióbio em pó

O pó de nióbio apresenta as seguintes propriedades

Propriedade	Valor
Densidade	8,57 g/cm3
Ponto de Fusão	2477¡"C
Condutividade térmica	53 W/m?K
Resistividade elétrica	15 ×'Î?cm
Módulo de Young	105 GPa
Coeficiente de Poisson	0.40
Resistência à tração	550 MPa
Resistência à Compressão	200 MPa
Dureza Vickers	600 HV

O nióbio tem um ponto de fusão extremamente elevado e uma condutividade muito boa. Oferece uma elevada resistência a baixas e altas temperaturas. A temperatura de transição supercondutora é de 9,2K.

Métodos de produção de pó de nióbio

O pó de nióbio pode ser produzido por métodos como:

• Hidridação-Desidridação?- Lingotes de nióbio triturados em pó grosso e hidratados. O hidreto de nióbio é desidratado sob vácuo e moído em pó fino.
• Redução Calciotérmica?- Redução do óxido de nióbio com cálcio, seguida de consolidação e trituração até à obtenção de pó.
• Eletrólises?- Eletrólise de sal fundido do óxido de nióbio para produzir uma esponja de nióbio que é triturada em pó.
• Redução das emissões de carbono?- O óxido de nióbio é reduzido com carbono e transformado em pó.

O processo de hidretação é o mais comum, mas o carbono e a redução electrotérmica oferecem um pó de maior pureza.

Aplicações do pó de nióbio

O pó de nióbio é utilizado nas seguintes aplicações principais:

• Eletrônica?- Condensadores, cavidades supercondutoras de radiofrequência, junções Josephson, circuitos integrados.
• Ligas metálicas?- Adicionado aos aços e às ligas à base de níquel para obter força e resistência ao calor.
• Revestimentos e tintas?- Utilizado em revestimentos condutores, tintas resistentes a faíscas, revestimentos ópticos.
• Soldadura?- Como material de enchimento para aço inoxidável, ligas de níquel e metais refractários.
• Indústria Química?- Componentes como permutadores de calor, vasos de reactores que utilizam a estabilidade do nióbio.
• Pirotecnia?- Como combustível e oxidante em formulações pirotécnicas.

Especificações do pó de nióbio

O pó de nióbio está disponível em várias especificações:

• Graus de pureza?- De pureza comercial a pureza ultra-alta (99,99%) com base nas impurezas.
• Tamanhos de partículas?- De 1 mícron a 150 mícrones para várias aplicações.
• Morfologia?- Formas de pó irregulares, esféricas, nodulares e em flocos.
• Área da Superfície?- Desde a área de superfície baixa até aos graus de pó de área de superfície elevada.
• Teor de Oxigênio?- Também estão disponíveis graus de pó fino com baixo teor de oxigénio.
• Notas personalizadas?- Características e pureza das partículas específicas do cliente.

Fornecedores globais de nióbio em pó

Alguns dos principais fornecedores mundiais de pó de nióbio incluem:

• H.C. Starck (Alemanha)
• CBMM (Brasil)
• Niobec (Canadá)
• ESPI Metals (EUA)
• Continental Steel & Tube (EUA)
• ZhuZhou Oriental Powder Metallurgy (China)

Estas empresas produzem vários graus de pó de nióbio utilizando diferentes métodos de produção com níveis de pureza comerciais a elevados.

Preços do pó de nióbio

Os preços do pó de nióbio dependem de factores como:

• Grau de pureza?- De $50/kg para pureza comercial a mais de $500/kg para graus de pureza ultra-elevados.
• Tamanho da partícula?- Os pós nanométricos e sub-micrónicos têm preços mais elevados.
• Morfologia?- Os pós esféricos e lisos têm um preço mais elevado.
• Quantidade?- Os preços são reduzidos para quantidades a granel devido à economia de escala.
• Fabricante?- Os principais fornecedores mundiais oferecem preços mais competitivos.
• Geografia?- Os preços variam consoante a região do mundo.

Armazenamento e manuseamento do pó de nióbio

O pó de nióbio requer armazenamento e manuseamento controlados:

• Evitar a exposição ao ar e à humidade para minimizar a oxidação
• Evitar os riscos de ignição e de explosão provocados pelo pó fino
• Utilizar ventilação e proteção respiratória adequadas durante o manuseamento
• Seguir as precauções da ficha de dados de segurança do fornecedor
• Armazenar os recipientes selados num local fresco e seco, afastado de substâncias incompatíveis

Devem ser utilizadas caixas de luvas de gás inerte, ligação à terra adequada e EPI ao manusear pó de nióbio.

Inspeção e ensaio do pó de nióbio

As seguintes inspecções e ensaios são normalmente realizados no pó de nióbio:

• Análise química?- Técnicas de plasma indutivamente acoplado ou de fluorescência de raios X utilizadas para o controlo da composição e da pureza.
• Ensaio de tamanho de partículas?- Realizado de acordo com a norma ASTM B822 utilizando a técnica de difração laser.
• Morfologia?- Microscopia eletrónica de varrimento utilizada para determinar a forma e a área de superfície.
• Área de superfície específica?- Método de absorção de gás BET utilizado para medir a área de superfície por unidade de massa.
• Teste de impurezas?- ICP-MS utilizado para quantificar os níveis de tântalo, oxigénio, azoto e outras impurezas.
• Fluxo de pó?- Testado com o medidor de caudal Hall, de acordo com a norma ASTM B213.

Comparação do pó de nióbio e tântalo

Os pós de nióbio e de tântalo são dois pós metálicos refractários semelhantes:

Parâmetros	Nióbio em pó	Tântalo em pó
Densidade	8,57 g/cm3	16,6 g/cm3
Ponto de Fusão	2477¡"C	2996¡"C
Resistividade elétrica	15 Ã×'Î.cm	13 Ã×'Î.cm
Resistência à tração	550 MPa	400 MPa
Resistência à oxidação	Moderada	Melhor
Custo	Baixo	Maior
APLICAÇÕES	Ligas, condensadores	Medicina, eletrónica

O tântalo tem maior densidade, ponto de fusão e melhor resistência à oxidação, mas é mais caro do que o nióbio.

FAQs sobre o nióbio em pó

P: Como é produzido o pó de nióbio?

R: Os principais métodos de produção de pó de nióbio são a hidretação-desidretação, a redução calciotérmica, a eletrólise e a redução de carbono de fontes de óxido de nióbio.

P: Para que é utilizado o pó de nióbio?

R: As principais aplicações do pó de nióbio incluem a eletrónica, as ligas metálicas, os revestimentos, a indústria química, a soldadura, a pirotecnia e os supercondutores.

P: Qual é o tamanho típico do pó de nióbio para revestimentos por pulverização térmica?

R: Para processos de pulverização térmica, o pó de nióbio é normalmente utilizado em intervalos de tamanho de partículas de 45-150 microns. Um pó mais fino pode levar a problemas de oxidação.

P: O pó de nióbio é inflamável ou explosivo?

R: Sim, tal como outros metais finamente divididos, o pó de nióbio pode ser potencialmente inflamável ou explosivo. São necessárias precauções adequadas para um manuseamento e armazenamento seguros.

P: Onde posso comprar pó de nióbio de elevada pureza para aplicações de supercondutores?

R: O pó de nióbio de pureza ultra elevada (99,99%) adequado para aplicações de supercondutores pode ser adquirido junto dos principais fornecedores, incluindo a HC Starck, a CBMM e a ESPI Metals.