การใช้โลหะทนไฟ

โลหะทนไฟเป็นวัสดุโลหะชนิดหนึ่งที่ทนความร้อนได้ดีเยี่ยมและมีจุดหลอมเหลวสูงมาก

องค์ประกอบทนไฟเหล่านี้ รวมถึงสารประกอบและโลหะผสมหลายชนิดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเหล่านี้ มีลักษณะทั่วไปหลายประการ นอกจากจะมีจุดหลอมเหลวสูงแล้ว ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง ความหนาแน่นสูง และรักษาความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง คุณลักษณะเหล่านี้หมายความว่าโลหะทนไฟสามารถใช้ได้ในหลายสาขา เช่น อิเล็กโทรดหลอมแก้ว ชิ้นส่วนเตาหลอม เป้าหมายสปัตเตอร์ เครื่องทำความร้อน และถ้วยใส่ตัวอย่าง ผู้เชี่ยวชาญจากแผนกเทคโนโลยีของ RSM ได้แนะนำโลหะทนไฟที่ใช้กันมากที่สุด 2 ชนิดและการใช้งาน ได้แก่ โมลิบดีนัมและไนโอเบียม

โมลิบดีนัม

เป็นโลหะทนไฟที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมภายใต้อุณหภูมิสูง การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และการนำความร้อนสูง

คุณสมบัติเหล่านี้หมายความว่าโมลิบดีนัมสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ทนทานสำหรับการใช้งานความร้อนสูง เช่น ชิ้นส่วนแบริ่ง ผ้าเบรกลิฟต์ ชิ้นส่วนเตาหลอม และแม่พิมพ์ตีขึ้นรูป โมลิบดีนัมใช้ในหม้อน้ำเนื่องจากมีการนำความร้อนสูง (138 W/(m · K))

นอกจากคุณสมบัติทางกลและทางความร้อนแล้ว โมลิบดีนัม (2 × 107S/m) ซึ่งทำให้โมลิบดีนัมใช้ในการผลิตอิเล็กโทรดหลอมแก้ว

โมลิบดีนัมมักจะผสมกับโลหะชนิดต่างๆ สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงทางความร้อน เนื่องจากโมลิบดีนัมยังคงมีความแข็งแรงสูงแม้ในอุณหภูมิสูง TZM เป็นโลหะผสมฐานโมลิบดีนัมที่มีชื่อเสียง ประกอบด้วยเซอร์โคเนียม 0.08% และไทเทเนียม 0.5% ความแข็งแรงของโลหะผสมนี้ที่อุณหภูมิ 1100 ° C นั้นมีค่ามากกว่าโมลิบดีนัมที่ไม่ได้อัลลอยด์ประมาณสองเท่า โดยมีการขยายตัวทางความร้อนต่ำและมีค่าการนำความร้อนสูง

ไนโอเบียม

ไนโอเบียมเป็นโลหะทนไฟมีความเหนียวสูง ไนโอเบียมมีความสามารถในการแปรรูปสูงแม้ในอุณหภูมิต่ำ และมีหลายรูปแบบ เช่น ฟอยล์ แผ่น และแผ่น

ในฐานะที่เป็นโลหะทนไฟ ไนโอเบียมมีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งหมายความว่าโลหะผสมไนโอเบียมสามารถใช้ในการผลิตส่วนประกอบทนไฟประสิทธิภาพสูงโดยมีน้ำหนักค่อนข้างเบา ดังนั้นโลหะผสมไนโอเบียมเช่น C-103 จึงมักใช้ในเครื่องยนต์จรวดการบินและอวกาศ

C-103 มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเป็นเลิศและสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1482 ° C นอกจากนี้ยังสามารถขึ้นรูปได้สูงโดยที่กระบวนการ TIG (ก๊าซเฉื่อยทังสเตน) สามารถใช้ในการเชื่อมได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการแปรรูปหรือความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ

นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะทนไฟชนิดต่างๆ ก็จะมีหน้าตัดนิวตรอนความร้อนที่ต่ำกว่า ซึ่งสะท้อนถึงศักยภาพในการใช้งานนิวเคลียร์รุ่นต่อไป