



液体窒素:液体の窒素ガス。不活性、無色、無臭、非腐食性、不燃性で、極低温です。窒素は大気の大部分(体積比78.03%、重量比75.5%)を占めています。窒素は不活性であり、燃焼を促進しません。気化時の過度の吸熱反応により凍傷を引き起こします。
液体窒素は便利な冷熱源です。その独特な特性により、液体窒素は徐々に人々の注目を集め、認知度を高めてきました。畜産、医療、食品、極低温研究の分野で広く利用されています。電子工学、冶金、航空宇宙、機械製造など、様々な分野でその応用範囲が拡大し、発展を続けています。
極低温超伝導
超伝導体はその独自の特性により、様々な分野で幅広く利用される可能性があります。超伝導体は、超伝導冷媒として液体ヘリウムの代わりに液体窒素を使用することで得られます。これにより超伝導技術の応用範囲が広がり、20世紀の偉大な科学的発明の一つとされています。
超伝導磁気浮上技術は、超伝導セラミックYBCOを用いており、超伝導材料を液体窒素温度(78K、-196℃に比例)まで冷却すると、通常の状態から超伝導状態へと変化します。遮蔽電流によって発生する磁場は線路の磁場に押し付けられ、その力が列車の重量を超えると、車両を浮遊させることができます。同時に、冷却過程で磁束ピンニング効果により、磁場の一部は超伝導体に閉じ込められます。この閉じ込められた磁場は線路の磁場に引き寄せられ、反発と引力の両方の作用により、車両は線路上にしっかりと浮遊します。磁石間の同性同士の反発と異性同士の引力という一般的な作用とは対照的に、超伝導体と外部磁場の相互作用は互いに押し出し合い、引き付け合うため、超伝導体と永久磁石は自身の重力に抵抗し、互いの下に浮いたり、逆さまに吊り下げたりすることができます。
電子部品の製造および試験
環境ストレススクリーニングとは、いくつかのモデル環境要因を選択し、適切な量の環境ストレスを部品または機械全体に適用して、部品の工程欠陥、つまり製造および取り付け工程での欠陥を引き起こし、修正または交換を行うことです。環境ストレススクリーニングは、温度サイクルとランダム振動を受け入れるのに役立ちます。温度サイクルテストは、高い温度変化率、大きな熱応力を受け入れるため、異なる材料の部品、接合不良、材料自身の非対称性、工程中の潜在的なトラブルと機敏な故障によって引き起こされる欠陥のために、5℃ /分の温度変化率を受け入れます。限界温度は-40℃、+ 60℃です。サイクル数は8です。このような環境パラメータの組み合わせにより、仮想溶接、クリッピング部品、部品自身の欠陥がより明白に露出されます。大量の温度サイクルテストの場合、2ボックス方式の受け入れを検討できます。この環境では、スクリーニングをレベルに保持する必要があります。
液体窒素は、電子部品や回路基板をシールドおよびテストするための、より高速で便利な方法です。
極低温ボールミル技術
極低温遊星ボールミルは、保温カバーを備えた遊星ボールミルに液体窒素ガスを連続的に投入し、冷気を高速回転するボール粉砕槽で発生した熱をリアルタイムで吸収することで、ボール粉砕槽内の材料と粉砕ボールを常に一定の極低温環境に保ちます。極低温環境下での混合、微粉砕、新製品開発、ハイテク材料の小ロット生産などに活用されています。製品は小型で、効果が高く、コンプライアンスが高く、騒音が少ないため、医療、化学工業、環境保護、軽工業、建材、冶金、セラミック、鉱物などの部品製造に広く使用されています。
グリーン加工技術
極低温切断は、液体窒素、液体二酸化炭素、冷気噴霧などの極低温流体を切断エリアの切断システムに使用し、切断エリアを局所的に極低温または超極低温状態にします。極低温条件下でのワークの極低温脆性を利用して、ワークの切削性、工具寿命、およびワークの表面品質を向上させます。 冷却媒体の違いにより、極低温切断は冷気切断と液体窒素冷却切断に分けられます。 極低温冷気切断法は、-20℃ ~ -30℃(またはそれ以下)の極低温気流をツールチップの加工部に噴霧し、微量の植物潤滑剤(10~20m 1 /時間)を混合して、冷却、切削片除去、潤滑の役割を果たします。 従来の切断と比較して、極低温冷却切断は加工コンプライアンスを向上させ、ワークの表面品質を向上させ、環境への汚染はほとんどありません。日本安田工業株式会社の加工センターでは、モーター軸とカッター軸の中間に断熱空気ダクトを挿入し、-30℃の極低温冷風を使用して刃に直接導くレイアウトを採用しています。この配置により、切削条件が大幅に改善され、冷風切削技術の実装に有利です。 横川和彦氏は、旋削とフライス加工における冷風冷却の研究を行いました。フライス加工テストでは、水性切削液、常温風(+10℃)、冷風(-30℃)を使用して力を比較しました。結果、冷風を使用すると工具の耐久性が大幅に向上することが示されました。旋削テストでは、冷風(-20℃)の工具摩耗率は、常温空気(+20℃)よりも大幅に低くなっています。
液体窒素冷却切削には、2つの重要な用途があります。1つは、ボトルの圧力を利用して、液体窒素を切削液のように切削領域に直接噴霧することです。もう1つは、加熱下での液体窒素の蒸発サイクルを利用して、工具またはワークを間接的に冷却することです。現在、極低温切削は、チタン合金、高マンガン鋼、焼入れ鋼などの難加工材料の加工において重要な役割を果たしています。KPRaijurkarは、H13A超硬工具と液体窒素サイクル冷却工具を採用し、チタン合金の極低温切削実験を行いました。試験結果によると、従来の切削方法と比較して、工具の摩耗が明らかに減少し、切削温度が30%低下し、ワーク表面の加工品質が大幅に向上しました。Wan Guangminは、間接冷却法を採用して高マンガン鋼の極低温切削実験を行い、その結果について解説しています。間接冷却法を用いて高マンガン鋼を極低温で加工すると、工具抵抗がなくなり、工具の摩耗が減少し、加工硬化の兆候が改善され、ワークの表面品質も向上します。王連鵬らは、CNC工作機械を用いて焼入れ鋼45の低温加工に液体窒素噴霧法を採用し、その試験結果についてコメントした。焼入れ鋼45の低温加工に液体窒素噴霧法を採用することで、工具の耐久性とワーク表面品質が向上することが示された。
液体窒素冷却加工状態において、超硬合金材料は曲げ強度、破壊靭性、耐食性といった特性が優れており、硬度は温度上昇とともに低下するため、液体窒素冷却下でも常温時と同様に優れた切削性能を発揮できると考えられます。その性能は結合相の数によって決まります。高速度鋼の場合、極低温では硬度が上昇し、衝撃強度は低下しますが、全体として優れた切削性能を発揮します。彼は、極低温下における一部の材料の切削被削性向上に関する研究を行い、低炭素鋼AISll010、高炭素鋼AISl070、軸受鋼AISIE52100、チタン合金Ti-6A1-4V、鋳造アルミニウム合金A390の5つの材料を選定し、研究と評価を実施しました。極低温下での優れた脆性により、極低温切削でも所望の加工結果が得られます。高炭素鋼および軸受鋼の場合、液体窒素冷却により切削部の温度上昇と工具摩耗率を抑制できます。鋳造アルミニウム合金の切削加工において、極低温冷却の適用により、工具硬度とシリコン相の耐摩耗性を向上させることができます。また、チタン合金の加工においては、工具とワークピースを同時に極低温冷却することで、切削温度を低く抑え、チタンと工具材料間の化学的親和性を排除することができます。
液体窒素のその他の用途
酒泉衛星は中央特別燃料ステーションに液体窒素を供給し、ロケット燃料の推進剤となる液体窒素を製造し、高圧で燃焼室に送り込んだ。
高温超伝導電力ケーブル。緊急メンテナンス時に液体パイプラインを凍結させるために使用されます。材料の極低温安定化および極低温急冷に適用されます。液体窒素冷却装置技術(産業応用における熱膨張および冷収縮兆候)も広く使用されています。液体窒素クラウドシーディング技術。リアルタイム液体滴ジェットの液体窒素排水技術は、常に深く研究されています。窒素地下消火を採用し、火災を迅速に鎮火し、ガス爆発の被害を排除します。液体窒素を選択する理由:他の方法よりも速く冷却し、他の物質と化学反応せず、空間を大幅に絞り、乾燥した雰囲気を提供し、環境に優しい(液体窒素は使用後に大気中に直接揮発し、汚染を残しません)、使用が簡単で便利です。
HL極低温装置
HL極低温装置1992年に設立されたこのブランドは、HL極低温機器会社 極低温機器株式会社HL Cryogenic Equipmentは、お客様の多様なニーズに応えるため、高真空断熱極低温配管システムおよび関連サポート機器の設計・製造に注力しています。真空断熱パイプとフレキシブルホースは、高真空・多層マルチスクリーンの特殊断熱材を使用し、厳格な技術処理と高真空処理を経て製造されており、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体水素、液体ヘリウム、液化エチレンガス(LEG)、液化天然ガス(LNG)の輸送に使用されています。
HL Cryogenic Equipment Company の相分離器、真空パイプ、真空ホース、真空バルブの製品シリーズは、一連の非常に厳格な技術的処理を経たもので、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体水素、液体ヘリウム、LEG、LNG の移送に使用され、空気分離、ガス、航空、エレクトロニクス、超伝導、チップ、製薬、バイオバンク、食品および飲料、自動化アセンブリ、化学工学、鉄鋼、ゴム、新素材製造、科学研究などの業界の極低温装置 (極低温貯蔵タンク、デュワー、コールドボックスなど) に使用されています。
投稿日時: 2021年11月24日