Ниобиевая фольга Нб2: технические характеристики и области применения
Ниобиевая фольга Нб2 — тонколистовой прокат из ниобия марки Нб2 по ГОСТ 16099-80, содержащий не менее 99,7 % Nb. Материал сохраняет пластичность при глубокой вытяжке и гибке, обладает температурой плавления 2468 C и модулем упругости 105 ГПа. Фольга Нб2 немагнитна, имеет малое сечение захвата тепловых нейтронов — 1,15 барн, что определяет её применение в ядерной энергетике и вакуумной технике.
Технические параметры фольги Нб2
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–0,5 | холодная прокатка | ГОСТ 16099-80 | мм |
| Предел прочности | 300 | отожжённое состояние | ГОСТ 1497-84 | МПа |
| Относительное удлинение | 20 | 20 C | ГОСТ 1497-84 | % |
| Температура эксплуатации | –196…+1100 | вакуум, инертный газ | справочные данные | C |
| Сечение захвата нейтронов | 1,15 | тепловые нейтроны | справочные данные | барн |
Состав и структура
Марка Нб2 регламентирует ограничение примесей внедрения: кислород — не более 0,05 %, азот — не более 0,03 %, углерод — не более 0,02 %. Суммарное содержание тугоплавких примесей (Ta, W, Mo) не превышает 0,2 %. Рекристаллизационный отжиг при 1100–1300 C в вакууме не ниже 110 Па формирует равномерное зерно размером 20–50 мкм, обеспечивающее изотропность механических свойств в плоскости листа.
Технологические свойства
- Гибка и штамповка при комнатной температуре без предварительного нагрева.
- Свариваемость контактной и электронно-лучевой сваркой в среде аргона или вакуума.
- Совместимость с жидкометаллическими теплоносителями (Na, Li) при температурах до 900 C.
- Сохранение пластичности после облучения флюенсом до 110 нейтр./см.
- Анодное оксидирование для формирования диэлектрических покрытий.
Области применения
- Оболочки тепловыделяющих элементов и дистанционирующие решётки реакторов на быстрых нейтронах.
- Геттеры в электровакуумных приборах: магнетронах, клистронах, фотоэлектронных умножителях.
- Токоподводы и экраны сверхпроводящих магнитов в ускорителях и томографах.
- Мембраны датчиков давления в агрессивных средах химических производств.
- Промежуточные слои при диффузионной сварке разнородных металлов.
Условия поставки и обработки
Фольга Нб2 поставляется в рулонах или мерных листах шириной до 300 мм. Поверхность — без следов окалины и травления, допускается матовая шероховатость Ra 1,6 мкм. Резка выполняется лазером или электроэрозионным методом в защитной атмосфере. Хранение — в герметичной таре с влажностью не выше 40 % во избежание насыщения кислородом при нагреве.
Вопросы и ответы
При какой температуре фольга Нб2 окисляется на воздухе?
Интенсивное окисление начинается выше 400 C. При 600 C образуется рыхлый слой NbO, не защищающий металл. Эксплуатация при нагреве допускается только в вакууме или инертной среде.
Чем Нб2 отличается от Нб1?
Нб2 содержит больше примесей внедрения (O, N, C) и имеет предел прочности не менее 300 МПа против 200 МПа у Нб1. Нб2 применяется там, где требуется повышенная жёсткость при сохранении пластичности.
Возможна ли сварка фольги Нб2 с нержавеющей сталью?
Прямая сварка плавлением даёт хрупкие интерметаллиды. Применяют диффузионную сварку через промежуточный слой никеля или меди при 900–1000 C в вакууме.
Какой минимальный радиус гибки фольги толщиной 0,1 мм?
При отожжённом состоянии радиус гибки составляет 1–1,5 толщины листа, то есть 0,1–0,15 мм. Для нагартованной фольги радиус увеличивается до 3 толщин.
