LIGAS DE NIÓBIO MATERIAIS SUPERCONDUTORES 1960  Nb-65Ti escolha para materiais supercondutores em substituição às ligas de NbZr. Vantagens: facilidade de fabricação, propriedades elétricas melhores e compatibilidade com cobre. Monofilamentos nos primeiros magnetos  variação de fluxo e instabilidade magnética. Solução: colocação de feixes de filamentos entrelaçados em matriz de cobre e redução das perdas magnéticas.

Eliminação da instabilidade magnética e redução das correntes parasitas com aproveitamento. Melhora da ductilidade com o uso de Nb-46.5Ti Ligas de Nb com 45 a 50% Ti exibem campos magnéticos com 11.5 a 12.2 T na temperatura crítica de 9.0 to 9.3 K (a teoria prevê valores de 17 a 18T). Desenvolvimento de novas ligas  NbTiTaZr com campo magnético superior

FABRICAÇÃO de LINGOTES refusão em (VAR) ou plasma para fundir lingotes de Nb-Ti com 203 a 584 mm. 2 ou 3 fusões para homogeneizar a liga. forjamento no diâmetro de 152mm e recozimento posterior a 870 °C durante duas horas. usinagem até o diâmetro de146 mm. a microestrutura é β-recrystallized.

FABRICAÇÃO de MAGNETOS Nb-Ti extrusão de lingotes com núcleo de filamentos de 120mm de diâmetro envolvidos em uma matriz de cobre de 200mm de diâmetro. utilização em equipamentos de ressonância magnética nuclear supercondutividade: depende taxa de resfriamento após fusão, tratamento térmico e redução a frio. filmes protetores são usados para proteção superficial em aplicações aeroespaciais.

Fabricação de magnetos Colocação dos filamentos de Nb ouTa na matriz de cobre, trefilação e tratamento térmico.

Compósitos com Alumínio Alumínio de alta pureza é utilizado em substituição ao cobre com vantagens da alta condutividade térmica, melhora da estabilidade magnética e redução do tempo para dissipar o calor gerado na variação do fluxo além da densidade. Desvantagem: incompatibilidade com o Nb-Ti nas etapas de trefilação do compósito.

LIGAS de NIÓBIO

Propriedades Mecânicas à Temperatura Ambiente

TUNGSTÊNIO estrutura cristalina = CCC densidade = 19,25 g/cm3 temperatura de fusão = 3410 oC coeficiente de expansão térmica = 5,2 10-6/oC módulo de elasticidade = 411 GPa

CARACTERÍSTICAS DO TUNGSTÊNIO elemento metálico com maior temperatura de fusão e alta densidade. reatividade com oxigênio em altas temperaturas formando WO2 e WO3 limita utilização. usado em filamentos de emissão termiônica de elétrons nos microscópios eletrônicos e tubos de raios X, lâmpadas incandescentes e elementos de aquecimento em fornos a vácuo.

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO óxido após beneficiamento do minério é reduzido com hidrogênio para obtenção de pó metálico. a metalurgia do pó é o processo convencional para carbonetos de tungstênio e filamentos de lâmpadas. 60% utilizado em carbonetos para insertos trefilação de fios  apresenta estrutura fibrosa que impede o desenvolvimento de microtrincas.

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO dopagem do óxido com alumínio-silício-potássio favorece o processo de fabricação de fios contínuos. após sinterização (1900 a 2400 oC)  o potássio é insolúvel, difunde mais lentamente que os outros elementos e permanece no interior dos poros do lingote. teores de até 5% Fe e Ni são usados na sinterização. o lingote é posteriormente forjado, laminado e trefilado em fios.

DEPOSIÇÃO POR CVD aplicação de tungstênio por meio de CVD. hidrogênio e WF6 (hexafluoreto de tungstênio é líquido na temperatura ambiente). filme de tungstênio é depositado em um substrato reação WF6 + 3 H2  W + 6HF ( 300 oC). utilização na indústria eletrônica em conectores para circuitos integrados.

PROPRIEDADES MECÂNICAS

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