Prášek ze slitiny zirkonia a niklu

Přehled

Prášek ze slitiny zirkonia a niklu je druh práškové kovové slitiny složené převážně ze zirkonia a niklu. Vykazuje vlastnosti obou kovů, včetně vysoké pevnosti, dobré odolnosti proti korozi, tepelné odolnosti a tažnosti.

Mezi klíčové vlastnosti a detaily práškové slitiny zirkonia a niklu patří:

Složení:

• Především kombinace zirkonia a niklu.
• Může také obsahovat malé množství dalších prvků, jako je titan, měď, chrom, železo nebo uhlík.
• Obsah niklu se obvykle pohybuje v rozmezí 10-50%

Výrobní proces:

• Nejčastěji se vyrábí rozprašováním plynu
• Může být také vyroben jinými metodami, jako je plazmové zpracování rotačními elektrodami (PREP).

Velikost částic:

• Rozsah 10-150 mikronů
• K dispozici jsou vlastní velikosti částic
• Sférická morfologie prášku

Běžné aplikace:

• Prášek pro 3D tisk
• Tepelně stříkané povlaky
• Svařovací výrobky
• Jaderné reaktory
• Chemické vybavení

Typy Prášky ze slitiny zirkonia a niklu

Existuje několik běžných typů a systémů práškových slitin zirkonia a niklu, které mají mírně odlišné vlastnosti a charakteristiky.

Typ slitiny	Složení	Klíčové vlastnosti
Slitiny bohaté na zirkonium	Zr-2Ni, Zr-3Ni, Zr-4Ni	Vysoká pevnost a tvrdost, průměrná tažnost
Vyvážené slitiny	Zr-20Ni, Zr-25Ni	Vynikající kombinace vysoké pevnosti a dobré tažnosti
Slitiny bohaté na nikl	Zr-35Ni, Zr-40Ni	Zvýšená tažnost a houževnatost ve srovnání se slitinami bohatými na zirkonium.

Vlastnosti prášku ze slitiny zirkonia a niklu

Prášek ze slitiny zirkonia a niklu nabízí jedinečnou rovnováhu vlastností, díky níž je vhodný pro vysoce výkonné aplikace:

Fyzikální vlastnosti:

• Vysoká hustota (6-9 g/cm3)
• Bod tání 1300-1600 °C
• Nízký koeficient tepelné roztažnosti
• Dobrá tepelná a elektrická vodivost

Mechanické vlastnosti:

• Vysoká pevnost
• Dobrá lomová houževnatost a tažnost
• Vynikající odolnost proti tečení
• Tvrdost v rozmezí 300-500 HV

Chemické vlastnosti:

• Odolnost proti korozi a oxidaci
• Kompatibilita s vysokými teplotami a drsným prostředím

Další vlastnosti:

• Biokompatibilní a nemagnetické
• Recyklovatelné a šetrné k životnímu prostředí
• Možnost přizpůsobení složení a vlastností

Aplikace z Prášek ze slitiny zirkonia a niklu

Díky vyváženému souboru vlastností má prášková slitina zirkonia a niklu rozmanité využití v mnoha významných průmyslových odvětvích:

Průmysl	Aplikace
Aditivní výroba	3D tisk konečných dílů pro letecký, lékařský a automobilový průmysl
Nátěry	Tepelně stříkané povlaky pro ochranu proti opotřebení a korozi
Jaderné	Obaly palivových tyčí, vnitřní části reaktorů
Chemické zpracování	Čerpadla, ventily, potrubí pro korozivní prostředí
Biomedicína	Chirurgické nástroje, implantáty, protetika
Elektronika	Pouzdra a přípojky součástí
Obrana	Balistické pancéřové desky

Mnoho z těchto aplikací využívá tepelnou odolnost, pevnost a odolnost proti korozi zirkoniového niklu v náročných podmínkách. Prášek slitiny lze zpracovat na plně husté součásti pomocí izostatického lisování za tepla, čímž se dosáhne lepších mechanických vlastností.

Specifikace prášku ze slitiny zirkonia a niklu

Prášky ze slitiny zirkonia a niklu jsou k dispozici v různých standardních a zakázkových specifikacích pro různé aplikace:

Velikost částic:

Rozsah velikostí	Typická použití
10-45 mikronů	3D tisk, tepelně stříkané povlaky
45-106 mikronů	Aplikace lisování a spékání
10-150 mikronů	Vstupní suroviny pro izostatické lisování za tepla

Chemické složení (hmotnost %):

Slitina	Zr (% min)	Ni (% min)	O (max. %)
Zr-2Ni	Bal.	1	0.14
Zr-25Ni	Bal.	24	0.14
Zr-35Ni	Bal.	34	0.14

Mezinárodní specifikace, jako je ASTM B392 a ISO 6475, pomáhají standardizovat složení, kvalitu a testování práškové slitiny zirkonia a niklu.

Globální dodavatelé a ceny

Mezi hlavní světové dodavatele nabízející různé práškové výrobky ze slitiny zirkonia a niklu patří:

Společnost	Třídy výrobků	Odhad ceny
AMETEK	Zr-2Ni, Zr-20Ni, Zr-35Ni	$200-500/kg
Stanfordské materiály	Zr-702 (Zr-1Ni), Zr-705 (Zr-25Ni)	$250-750/kg
Micron Metals	Zr-2Ni, Zr-702, Zr-705	$100-800/kg
Hoganas	Zr-25Ni, Zr-702, Zr-705	$300-900/kg

Ceny se mohou lišit v závislosti na:

• Třída a složení slitiny
• Úrovně čistoty
• Množstevní a množstevní slevy
• Distribuce velikosti částic

Celkové ceny prášku ze slitiny zirkonia a niklu se pohybují v rozmezí $100-900 za kg v závislosti na specifikaci výrobku.

Výhody vs. nevýhody Prášek ze slitiny zirkonia a niklu

Výhody

• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti
• Vynikající odolnost proti korozi
• Dobré vysokoteplotní vlastnosti
• Přizpůsobitelné složení
• Vhodné pro aditivní výrobu

Nevýhody

• Dražší než slitiny oceli
• Náročná úplná denzita bez HIP
• Omezená tažnost při vysoké rychlosti deformace
• Vyžaduje bezpečnostní opatření při manipulaci kvůli reaktivitě

Nejčastější dotazy

Jaký je rozdíl mezi zirkoniem a práškem ze slitiny zirkonia?

Čistý zirkoniový prášek se skládá pouze z kovového zirkonia, zatímco prášek ze slitiny zirkonia kombinuje zirkonium s dalšími legujícími prvky, jako je nikl, pro zlepšení vlastností.

Jaká velikost částic je nejlepší pro 3D tisk prášku ze slitiny zirkonia a niklu?

Pro 3D tisk s využitím zirkoniumniklových slitin pomocí práškového lože je typický rozsah velikosti částic 10-45 mikronů.

Je prášek ze slitiny zirkonia a niklu radioaktivní?

Ne, prášek ze slitiny zirkonia a niklu obsahuje stabilní izotopy a není radioaktivní, na rozdíl od některých výrobků ze zirkonia používaných v jaderných aplikacích.

Jaká opatření je třeba dodržovat při manipulaci s práškovou slitinou zirkonia a niklu?

Zabraňte kontaktu s kůží a očima. Používejte osobní ochranné prostředky včetně rukavic, ochranných brýlí a masek, abyste minimalizovali expozici a vdechnutí při manipulaci. Používejte nástroje a zařízení odolné proti jiskrám. Prášek může být hořlavý.

Lze 3D tisknout díly ze slitiny zirkonia a niklu bez izostatického lisování za tepla?

Ano, ale vlastnosti se zlepšují následným zpracováním pomocí HIP, aby se plně zhutnila veškerá vnitřní pórovitost a zlepšily mechanické vlastnosti.

znát více procesů 3D tisku