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 9,2K (-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 :

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 :

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 par le calcium, suivie d'une consolidation et d'un broyage en poudre.
• Électrolyse - L'électrolyse du sel fondu de l'oxyde de niobium produit 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 le 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 :

• Électronique - Condensateurs, 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 chimique - Les composants tels que les échangeurs de chaleur et les cuves de réacteurs utilisent la stabilité du niobium.
• Pyrotechnie - 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 la très 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 poudres fines à faible teneur en oxygène sont également disponibles.
• Grades personnalisés - Caractéristiques 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.
• Taille des particules - Les poudres nanométriques et submicroniques sont plus coûteuses.
• Morphologie - Les poudres sphériques et lisses se vendent plus cher.
• Quantité - Les prix diminuent pour les quantités importantes en raison des économies d'échelle.
• Fabricant - Les grands fournisseurs mondiaux offrent des prix plus compétitifs.
• Géographie - Les 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 appropriée et une protection respiratoire 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 un 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 chimique - Les 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.
• Morphologie - La microscopie électronique à balayage a été utilisée pour déterminer la forme et la surface.
• Surface spécifique - Méthode BET d'absorption des gaz utilisée pour mesurer la surface par unité de masse.
• Test d'impuretés - ICP-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 :

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.