Ниобиевая полоса НБПЛ-2 в Минске

Ниобиевая полоса НБПЛ-2: характеристики, сортамент и применение

Ниобиевая полоса НБПЛ-2 — деформированный полуфабрикат из ниобия марки НбП-2 (ниобий повышенной чистоты), выпускаемый в виде плоского проката по ТУ 48-19-286. Материал получают холодной прокаткой спечённых или электронно-лучевых слитков с промежуточными вакуумными отжигами, что обеспечивает низкое содержание внедрённых примесей — кислорода, азота, углерода и водорода. Полоса поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии с нормируемыми механическими и электрическими свойствами.

Технические параметры и сортамент

НБПЛ-2 отличается высокой пластичностью при криогенных температурах, низким удельным электросопротивлением и стабильной температурой сверхпроводящего перехода. Толщина проката — от 0,05 до 2,0 мм, ширина — до 300 мм, длина — в рулонах или мерных отрезках. Кромка обрезная, без заусенцев, разнотолщинность по длине регламентируется ТУ.

Структура и физико-механические свойства

Ниобий марки НбП-2 имеет объёмно-центрированную кубическую решётку с параметром a = 0,3300 нм. После рекристаллизационного отжига при 1100–1300 C в вакууме 10–10 Па формируется равномерное зерно размером 20–60 мкм. Полоса НБПЛ-2 сохраняет пластичность до –196 C и ниже, что критично для криогенной техники. Модуль упругости — 105 ГПа, коэффициент Пуассона — 0,38, теплопроводность — 53,7 Вт/(мК) при 20 C.

Области применения

• Токонесущие элементы сверхпроводящих магнитов в ускорителях и томографах (МРТ), включая матрицы композитных проводов Nb–Ti и NbSn.
• Геттеры и конструкционные элементы вакуумных камер установок электронно-лучевой сварки и ионно-плазменного напыления.
• Аноды и детали электролитических конденсаторов, работающих при повышенных температурах.
• Тепловые трубы и элементы систем охлаждения космических аппаратов, где требуется совместимость с цезием и литием.
• Промежуточные слои в диффузионных барьерах при производстве сверхпроводящих кабелей.
• Мишенные узлы и фольга для ядерных исследований и нейтронных детекторов.

Технологические особенности обработки

НБПЛ-2 поддаётся резке лазером, электроэрозионной и плазменной обработке в защитной атмосфере. При гибке и штамповке рекомендуется подогрев до 200–400 C для снижения риска трещин в нагартованном состоянии. Сварка выполняется в среде аргона или в вакууме; зона термического влияния склонна к росту зерна, что требует последующего отжига. Полировка — электрохимическая в смеси HF и HNO.

Условия эксплуатации и совместимость

Полоса устойчива к воздействию большинства минеральных кислот, за исключением плавиковой и её смесей. При нагреве выше 400 C на воздухе интенсивно окисляется с образованием NbO, поэтому эксплуатация в окислительных средах ограничена вакуумом или инертным газом. Совместима с жидким гелием, азотом и водородом при криогенных температурах.

Вопросы и ответы