개요
니오븀 분말 은 물리적, 화학적, 전기적 특성의 독특한 조합으로 가치를 인정받는 내화성 금속 소재입니다. 콜럼븀으로도 알려진 니오븀은 내열성, 내식성, 저온에서의 초전도성, 열악한 환경에서의 안정성이 뛰어납니다.
분말인 니오븀은 금속 사출 성형, 열간 등방성 프레스, 적층 제조, 열 분무, 분말 야금 프레스 및 소결 등의 공정을 통해 부품을 쉽게 제조할 수 있습니다. 주요 응용 분야로는 초전도 자석, 고성능 합금, 전자 기기, 항공우주 및 방위 부품, 화학 처리기, 의료용 임플란트 등이 있습니다.
이 가이드는 생산 방법, 구성, 특성, 특성, 사양, 응용 분야, 가격 및 주요 글로벌 공급업체를 포함하여 니오븀 분말에 대한 자세한 개요를 제공합니다. 또한 엔지니어, 제품 설계자 및 연구원이 니오븀 분말 소재를 이해하고 적절한 등급을 선택하는 데 도움이 되는 주요 파라미터를 요약한 표도 여러 개 포함되어 있습니다.
니오븀 분말 생산
니오븀 분말의 상업적 생산은 니오븀 광석 광물을 추출한 후 화학적 전환 공정을 거쳐 분말 형태의 니오븀을 얻는 데 의존합니다.
니오븀 분말 생산 방법
- 추출 - 니오븀 광석을 채굴하고 부유를 통해 농축하여 파이로클로어 또는 콜럼바이트 광물 정광을 생산합니다.
- 전환 - 농축물은 화학적으로 조 니오븀 산화물 또는 기타 니오븀 중간체로 전환됩니다.
- 정화 - 니오븀 화학 중간체에서 불순물을 제거하기 위해 여러 공정을 적용했습니다.
- 감소 - 니오븀 산화물/염을 수소, 탄소 또는 금속으로 환원하여 니오븀 금속 분말을 생산합니다.
- 응축 - 기화된 니오븀 금속이 미세한 구형 분말로 응축되었습니다.
- 밀링 - 거친 니오븀을 미세하고 불규칙한 분말 입자로 분쇄한 제품입니다.
주요 생산 단계에서는 탄탈륨, 텅스텐, 철 및 천연 광석에 존재하는 기타 금속과 같은 불순물을 제거하는 데 중점을 둡니다. 이를 통해 고급 응용 분야에 적합한 순수한 니오븀 분말이 생산됩니다.
유형 니오븀 분말
니오븀 분말은 다양한 제조 공정과 최종 사용 요건에 맞게 다양한 구성과 형태로 제공됩니다.
니오븀 분말 유형
| 유형 | 설명 | 파티클 모양 | 일반적인 용도 |
|---|---|---|---|
| 순수 니오븀 | 99.8-99.99% 니오븀 함량 | 구형, 불규칙 | 합금, 초전도체 |
| 니오븀 하이드레이드 | 원자 수소가 포함된 니오븀, NbH2 | 불규칙하고 다공성 | 고순도 합금, 적층 제조 |
| 니오븀-티타늄 | 10-50% Ti가 포함된 Nb-Ti 합금 | 불규칙 | MRI 자석, 초전도체 |
| 니켈 니오븀 | 일반적으로 60:40 비율의 Nb-Ni 합금 | 구형 | 전자 제품, 부식 방지 합금 |
| 탄탈륨 니오븀 | 10-90% Ta를 함유하는 Nb-Ta 합금 | Angular | 고온 합금, 내식성 |
| 페로니오븀 | 철-니오븀 마스터 합금(60-70% Nb) | 불규칙 | 강철 합금 추가 |
순수 니오븀은 최적의 고온 특성을 제공합니다. 티타늄이나 니켈과 같은 합금 첨가물은 기계적 특성을 향상시킵니다. 하이드레이딩은 파우더 흐름과 소결 반응을 개선합니다.
니오븀 분말의 특성
니오븀 분말은 물리적, 기계적, 전기적, 열적, 화학적 특성이 균형을 이루고 있어 고성능 애플리케이션에 적합합니다.
니오븀 분말 특성
| 속성 | 일반적인 값 | 중요성 |
|---|---|---|
| 입자 크기 | 1 - 150 미크론 | 소형화, 소결 거동 |
| 겉보기 밀도 | 2.5 - 5.0g/cc | 누르기 및 취급 특성 |
| 탭 밀도 | 3.5 - 7.0g/cc | 압축률 표시기 |
| 유량 | 25 - 50초/50g | 분말 유동성, 다이 충진 용이성 |
| 산소 함량 | 500 - 5000 ppm | 기계적 특성에 미치는 영향 |
| 열 전도성 | 54 W/m-K | 열 제거 기능 |
| 녹는점 | 2469°C | 고온에서도 강도 유지 |
| 전기 저항 | 15-20 μΩ-cm | 전도성 속성 |
| 인장 강도 | 250 - 650 MPa | 골절에 대한 내성 |
| 경도 | 80 - 200 HV | 마모, 변형에 대한 내성 |
매우 높은 융점과 안정적인 미세 구조로 우수한 고온 특성을 제공합니다. 낮은 전기 저항은 전도성을 제공합니다.
입자 크기, 형태, 산소 함량과 같은 분말 특성은 가공 중 거동과 최종 재료 성능을 결정합니다.
니오븀 분말의 응용 분야
니오븀의 고유한 특성으로 인해 다음과 같은 특수 응용 분야에 적합합니다:
니오븀 분말 응용 분야
| 산업 | 용도 | 원하는 속성 |
|---|---|---|
| 항공우주 | 제트 엔진 부품, 로켓 | 높은 중량 대비 강도, 내열성 |
| 의료 | 임플란트, 방사선 치료 | 생체 적합성, 내식성 |
| 전자 제품 | 커패시터, 전도성 코팅 | 전기 전도성, 초전도성 |
| 자동차 | 배기 시스템, 연료 전지 촉매 | 내식성, 고온 강도 |
| 화학 | 열교환기, 반응 용기 | 산 및 알칼리에 대한 내식성 |
| 방어 | 미사일 부품, 갑옷 | 고강도, 내열성 |
티타늄 또는 몰리브덴을 함유한 니오븀 합금은 극한의 온도에서 작동하는 항공우주 터빈과 로켓 노즐에 높은 수준의 강도를 제공합니다.
특수 니오븀-주석 와이어는 MRI 의료용 영상장치와 물리학 연구 장비의 초전도 자석을 가능하게 합니다. 다공성 니오븀 구조는 연료 전지 전극의 촉매 지지체 역할을 합니다.
니오븀은 넓은 온도 범위에서 안정성이 뛰어나 용광로 부품, 항공우주 시스템 및 기타 까다로운 고열 환경에 적합합니다.
니오븀 분말 사양
국제 재료 표준은 조성 제한, 허용되는 불순물 수준, 입자 크기 범위 및 다양한 용도에 맞는 니오븀 분말 등급에 대한 기타 테스트 방법을 정의하는 데 도움이 됩니다.
니오븀 분말 사양
| 표준 | 설명 | 입자 크기 | 순도 | 산소 함량 |
|---|---|---|---|---|
| ASTM B393 | 순수 니오븀 분말 | -325 메시 | 99.8% 분 | 최대 2000ppm |
| ASTM B394 | 니오븀 하이드레이드 분말 | 10 - 75 미크론 | 98% 분 | 최대 4500ppm |
| AWS A5.18 | 용접용 니오븀-티타늄 분말 | -100 메시 | 합금 조성별 | 최대 3000ppm |
| ASTM B517 | 페로니오븀 과립 | 3 - 25mm | 60-70% Nb | 최대 1.5% |
| ISO 9001 | Nb 생산업체를 위한 품질 관리 | 고객 지정 | 99.9% 분 | 애플리케이션별 |
이는 합금 용접, 초전도체, 제강 또는 일반 산업 응용 분야와 같은 다양한 분야에서 니오븀 분말을 사용하기 위한 품질 기준을 정의하는 데 도움이 됩니다.
니오븀 분말 공급 업체
많은 회사에서 사용자 요구 사항에 맞게 다양한 조성, 크기, 순도 및 포장 수량으로 니오븀 분말을 생산 및 유통합니다.
니오븀 분말 공급 업체
| 공급업체 | 생산 능력 | 제품 | 가격 책정 |
|---|---|---|---|
| CBMM | 63,000톤/년 | 순수 니오븀, 니오븀 수산화물 | $$/kg |
| 솔리캄스크 | 15,000톤/년 | 페로니오븀, 니오븀 합금 | $$/kg |
| AMG 슈퍼합금 | 10,000톤/년 | 니켈 니오븀, 특수 합금 | $$$/kg |
| 타이탄엑스 | 3,000톤/년 | 순수 니오븀, 밀 제품 | $$/kg |
| 에지테크 산업 | 1,000톤/년 | 순수 니오븀, 니오븀 산화물 | $$/kg |
가격은 순도, 입자 크기, 합금 구성 및 로트 수량에 따라 $50/kg에서 고순도 등급의 경우 $500/kg 이상까지 다양하게 책정됩니다.
대량의 니오븀 생산업체는 광석 공급과 가까운 브라질과 러시아에 위치해 있습니다. 지역 시장에 서비스를 제공하기 위해 전 세계에 추가 프로세서가 존재합니다.
선택 니오븀 분말
최고의 니오븀 분말을 선택하려면 조성, 특성, 입자 특성을 생산 방법 및 성능 요구 사항에 맞춰야 합니다.
주요 선택 기준:
- 순도 수준 - 기계적 특성 및 미세 구조에 영향
- 합금 추가 - 티타늄, 니켈 또는 탄탈륨으로 특성 향상
- 입자 크기 및 모양 - 프레싱 및 소결 동작에 영향을 미칩니다.
- 겉보기 및 탭 밀도 - 분말 압축성 표시
- 산소/질소 함량 - 고온 강도는 낮을수록 좋습니다.
- 분말 생산 방법 - 파티클 특성 및 기능 결정
- 공급업체 역량 - 품질 시스템, 샘플링, 고객 서비스
니오븀 분말 공급업체와 긴밀히 협력하여 공정 및 부품에 적합한 최적의 소재를 확보하세요. 분말 특성의 사소한 변화는 제조 동작에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
자주 묻는 질문
니오븀 하이드레이트 분말의 장점은 무엇인가요?
니오븀 하이드라이드 분말은 고체 용액에 원자 수소를 함유하고 있습니다. 이 수소는 순수 니오븀에 비해 분말 흐름과 압축성을 개선하여 가공이 용이합니다. 가열 시 수소가 빠져나가므로 소결 특성이 순수 니오븀과 일치합니다.
입자 모양이 니오븀 분말의 특성에 어떤 영향을 미치나요?
가스 분무를 통해 생산된 구형 분말은 더 높고 균일한 압축 및 소결 밀도를 제공합니다. 불규칙한 분말 형태는 프레스 후 취급 시 녹색 강도에 도움이 되지만 수축 거동을 예측하기 어렵습니다.
니오븀 분말의 가격에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?
순도는 가격 책정의 주요 요인입니다. 니오븀 함량을 높이기 위해 정제를 더 많이 할수록 비용이 더 많이 듭니다. 입자 크기가 작을수록 체질 요구 사항으로 인해 더 높은 가격이 책정됩니다. 최소 주문 수량은 킬로그램당 가격에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
초합금에는 일반적으로 어떤 니오븀이 함유되어 있나요?
초합금은 1-5% 니오븀을 첨가하여 고체 용액을 강화합니다. 니오븀 함량이 높을수록 연성 및 용접성이 저하됩니다. 일반적인 예로는 인코넬 718, 인코넬 625, 와스팔로이가 있습니다.
유속이 중요한 파우더 특성인 이유는 무엇인가요?
유량은 표준화된 조건에서 니오븀 분말이 얼마나 자유롭게 흐르는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 파우더 흐름이 원활하면 다이 캐비티를 정밀하게 채울 수 있고 취급이 개선됩니다. 유속이 낮으면 분리 또는 케이킹과 관련된 잠재적 문제가 발생할 수 있습니다.
티타늄에 니오븀을 합금하면 어떤 이점이 있나요?
니오븀에 10-50% 티타늄을 첨가하면 우수한 전도성 및 초전도 특성을 유지하면서 강도를 크게 높일 수 있습니다. 니오븀-티타늄 합금은 고자기장 MRI 자석과 입자 가속기를 가능하게 합니다.
페로니오븀은 제강에 어떻게 사용되나요?
페로니오븀은 60-70% 니오븀을 함유한 마스터 합금으로서 스테인리스 및 고강도 저합금강에 니오븀을 경제적으로 도입할 수 있게 해줍니다. 니오븀은 강철의 강력한 입자 정제 및 카바이드 형성제입니다.
결론
탁월한 열 안정성, 내식성, 합금 잠재력 및 초전도성을 갖춘 니오븀은 까다로운 응용 분야에서 필수적인 역할을 수행합니다. 니오븀 분말은 엔지니어가 고급 제조 기술을 사용하고 합금 원소를 사용하여 특성을 조정할 수 있는 유연성을 제공합니다. 니오븀의 새로운 용도가 등장함에 따라 공급업체들은 분말 생산 및 특성화를 지속적으로 발전시키고 있습니다.
