A empresa H.C.
Starck oferece hastes e folhas
de tântalo e nióbio para a fabricação de fios supercondutores de baixa
temperatura, onde resfriamento criogênico é necessário para manter o material
abaixo da temperatura crítica.
A empresa
também fornece serviços de extrusão de feixes de fios de grande diâmetro para atender
os requisitos dos clientes. Tântalo (Ta) e nióbio (Nb) apresentam propriedades
especiais, que os tornam uma opção adequada para várias aplicações com supercondutores:
- Aceleradores
de partículas
- Equipamentos
médicos (RMN e RMI)
- Levitação
magnética
- Equipamentos
de pesquisa em fusão nuclear
- Espectroscopia
de massa
As folhas e as hastes de tântalo e nióbio
da H.C. Starck
têm sido usadas em projetos científicos de grande escala para desenvolver
reatores de fusão para produção de energia limpa e em grandes experimentos de
acelerador de partículas. Os supercondutores são críticos para estes experimentos
que envolvem a suspensão e controladores de plasmas de alta energia.
Durante a
produção do fio supercondutor, é tomado cuidado para garantir que as hastes e as
folhas tiveram sua composição química, propriedades mecânicas e rugosidade de
superfície, rigorosamente controladas. Isto é importante para permitir um melhor
processamento e ajuda a alcançar um fio supercondutor de alta qualidade.
As folhas
são frequentemente utilizadas como uma barreira de difusão entre o estanho e
cobre, e as hastes são usadas principalmente para a produção de fios
supercondutores de Nb3Sn. Estes fios são usados em aplicações de
alto campo magnético.
O tântalo
é usado principalmente em supercondutores para criar uma barreira de difusão
confiável e estável entre a matriz de estanho e cobre. Essa barreira de difusão
começa como uma folha de tântalo, cuja largura é reduzida para apenas uma
fração da sua largura original durante o curso do processo de estiramento.
Cuidados
devem ser tomados para assegurar que a camada de tântalo não seja danificada e
não deve haver qualquer contato direto entre o estanho e cobre. Esta é a razão
pela qual a qualidade original da superfície, a uniformidade de espessura, as propriedades
mecânicas e a microestrutura tem uma grande importância. Se essas propriedades
não são controladas adequadamente, isso resultaria em pobres propriedades
magnéticas, rendimentos reduzidos e vários outros efeitos indesejados.
As
propriedades do nióbio são tão importantes quanto as do tântalo, mas por razões
ligeiramente diferentes. Este é o lugar onde a H.C.
Starck se destaca. A empresa
desenvolveu processos que facilitam o controle rigoroso de todas as
propriedades e parâmetros chave. A H.C.
Starck continua a fazer
avanços na otimização das propriedades mecânicas ou microestruturais em suas instalações.
A Figura
1 mostra o mapa EBSD e o pólo de hastes de nióbio em seção transversal.
Figura 1. Mapa EBSD e pólo das hastes de nióbio em
secção transversal
As especificações das hastes de nióbio e
tântalo são:
- Controle
microestrutural
- Em
conformidade com a norma ASTM B392 (Nb) e B365 (Ta)
- Propriedades
mecânicas e químicas consistentes
- Comprimento
máximo: 2,5 a 7,5 m
- Diâmetros:
10 a 100 mm
As especificações das folhas de nióbio e
tântalo são:
- Química
consistente
- Excelente
qualidade de superfície
- Propriedades
mecânicas sintonizados com as necessidades dos clientes
- Em
conformidade com a norma ASTM B393 (Nb) e B708 (Ta)
- Folha: 0,25
a 2,5 milímetros de espessura, até 1m de largura
- Outras
dimensões podem ser disponibilizadas mediante pedido
H.C.
Starck presta serviços de
extrusão para produção de fios supercondutores de baixa temperatura (Figura 2).
A prensa de 5,500 mt é integrada com controles avançados para reduções ótimas e
controle dimensional preciso. A alta tonelagem leva a propriedades excelentes dos
fios e melhores rendimentos.
Figura 2. Tarugo para extrusão
O tarugo para extrusão opera sob as
seguintes condições:
- Temperatura
de extrusão: vasta gama, atmosfera controlada
- Força de pressão: 5500 toneladas
- Diâmetro do tarugo de
entrada: 152 a 432 milímetros (6-17 ")
Tântalo e nióbio são materiais
supercondutores de baixa temperatura que continuarão sendo utilizados em
aceleradores de partículas grandes e poderosos.
