液体窒素のさまざまな分野への応用(3)電子・製造分野

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液体窒素:液体状態の窒素ガス。不活性、無色、無臭、非腐食性、非引火性、極低温。窒素は大気の大部分 (体積で 78.03%、重量で 75.5%) を形成します。窒素は不活性であり、燃焼をサポートしません。蒸発中の過度の吸熱接触によって引き起こされる凍傷。

液体窒素は便利な冷却源です。そのユニークな特性により、液体窒素は徐々に人々の注目を集め、認識されるようになりました。畜産業、医療産業、食品産業、極低温研究分野でますます広く使用されています。エレクトロニクス、冶金、航空宇宙、機械製造、その他の分野での応用が拡大し、発展しています。

極低温超電導

超電導体ならではの特性を活かし、さまざまな分野での活用が期待されます。超電導は液体ヘリウムの代わりに液体窒素を超電導冷媒として使用することで得られ、超電導技術の応用範囲を幅広く広げ、20世紀の偉大な科学発明の一つとされています。

超電導磁気浮上技術は、超電導セラミックスYBCOを用い、超電導材料を液体窒素温度(78K、-196℃に比例)まで冷却すると、通常の状態から超電導状態に変化します。シールド電流によって発生する磁場が線路の磁場を押し、その力が列車の重量よりも大きい場合、車両が停止する可能性があります。同時に、冷却プロセス中の磁束ピンニング効果により、磁場の一部が超電導体内に閉じ込められます。このトラップ磁場はトラックの磁場に引き付けられ、反発力と吸引力の両方により、車はトラック上にしっかりと浮いたままになります。磁石間の同性間の反発と異性間の引力の一般的な効果とは対照的に、超電導体と外部磁場の間の相互作用は互いに押し出したり引き付けたりするため、超電導体と永久磁石の両方が自身の重力に抵抗して浮遊または停止することができます。お互いの下に逆さまにぶら下がっています。

電子部品の製造および検査

環境ストレススクリーニングとは、モデル環境要因の数を選択し、コンポーネントまたは機械全体に適切な量の環境ストレスを加え、コンポーネントのプロセス欠陥、つまり生産および設置のプロセスでの欠陥を引き起こすことです。修正または交換を行います。周囲ストレス スクリーニングは、温度サイクルやランダムな振動を受け入れるのに役立ちます。温度サイクル試験は、高い温度変化率、大きな熱応力を受け入れるため、接合部の不良、材料自体の非対称性、隠れたトラブルや機敏な故障によって引き起こされるプロセスの欠陥など、異なる材料のコンポーネントが許容されるようにするためのものです。温度変化速度5℃/min。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、自身の欠陥の構成要素がより明白になります。質量温度サイクル試験については、2 ボックス法の受け入れを検討できます。この環境では、スクリーニングはレベルで開催されるべきです。

液体窒素は、電子部品や回路基板をシールドしてテストするための、より迅速で便利な方法です。

極低温ボールミル粉砕技術

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、冷気が高速回転してボール粉砕タンクから発生する熱をリアルタイムに吸収し、ボール粉砕を行います。材料が入ったタンクでは、粉砕ボールは常に一定の極低温環境にあります。極低温環境での混合、微粉砕、新製品開発、ハイテク材料の小バッチ生産。この製品は、サイズが小さく、効果が高く、コンプライアンスが高く、騒音が低く、医療、化学産業、環境保護、軽工業、建材、冶金、セラミック、鉱物およびその他の部品で広く使用されています。

グリーン加工スキル

極低温切断は、液体窒素、液体二酸化炭素、冷気スプレーなどの極低温流体を切断領域の切断システムに使用し、ワークピースの極低温脆性を利用して切断領域を局所極低温または超極低温状態にすることです。極低温条件下では、ワークの切削加工性、工具寿命、ワークの表面品質が向上します。冷媒の違いにより、極低温切断は冷風切断と液体窒素冷却切断に分けられます。極低温冷風切削法は、-20℃~-30℃(またはそれ以下)の極低温気流を工具先端の加工部に吹き付け、植物系微量潤滑剤(1時間に10~20m1)を混ぜて、遊びさせる方法です。冷却、切りくず除去、潤滑の役割。従来の切削と比較して、極低温冷却切削は加工コンプライアンスを向上させ、ワークピースの表面品質を向上させ、環境への汚染をほとんど発生させません。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部に断熱エアダクトを挿入し、-30℃の極低温冷風を直接刃に導くレイアウトを採用しており、切削条件が大幅に向上します。冷風切断技術の導入に有益です。横川和彦は旋削・フライス加工における冷風冷却の研究を行った。フライス加工試験では、水系切削液、常温風(+10℃)、冷風(-30℃)を使用して力を比較しました。その結果、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わかりました。旋削試験において、冷気(-20℃)の場合は通常の空気(+20℃)に比べて工具摩耗率が大幅に低くなります。

液体窒素冷却切断には 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スプレーする方法です。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、工具やワークピースを間接的に冷却する方法です。現在、極低温切断は、チタン合金、高マンガン鋼、焼入れ鋼、その他の加工が難しい材料の加工において重要です。KPRaijurkar は、H13A 超硬工具を採用し、液体窒素サイクル冷却工具を使用してチタン合金の極低温切断実験を実施しました。テスト結果は、従来の切削方法と比較して、工具の摩耗が明らかに排除され、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たことを示しました。Wan Guangmin 氏は間接冷却法を採用して高マンガン鋼の極低温切断実験を実施し、その結果についてコメントしています。間接冷却法を採用して極低温で高マンガン鋼を加工すると、工具の力が排除され、工具の摩耗が減少し、加工硬化の兆候が改善され、ワー​​クピースの表面品質も改善されます。王連鵬ら。は、CNC 工作機械による焼入れ鋼 45 の低温加工に液体窒素をスプレーする方法を採用し、テスト結果についてコメントしました。焼き入れ鋼45の低温加工に液体窒素スプレー法を採用することにより、工具耐久性とワーク表面品位を向上させることができました。

液体窒素冷却加工状態では、曲げ強度、破壊靱性、耐食性を結び付ける超硬材料、強度、温度による硬度上昇が低いため、液体窒素冷却中の超硬切削工具材料は優れた切削性能を結び付けることができると考えられます。室温と同様に、その性能は結合相の数によって決まります。ハイス鋼の場合、極低温では硬度が上がり、衝撃強さは低くなりますが、全体としてより優れた切削性能につながります。彼は、極低温での切削加工性の改善におけるいくつかの材料について研究を行い、低炭素鋼AISll010、高炭素鋼AISl070、軸受鋼AISIE52100、チタン合金Ti-6A 1-4V、鋳造アルミニウム合金A390の5つの材料を選択し、実装しました。研究と評価の結果: 極低温脆性が優れているため、極低温切削により所望の加工結果が得られます。高炭素鋼や軸受鋼では、液体窒素冷却により切削部の温度上昇や工具摩耗速度を抑えることができます。鋳造アルミニウム合金の切削では、極低温冷却を適用すると、工具硬度とシリコン相摩耗摩耗能力に対する工具耐性が向上します。また、チタン合金の加工では、工具とワークピースの極低温冷却が同時に可能となり、有用な低い切削温度が得られ、切削温度の低下を防ぐことができます。チタンと工具素材の化学親和性。

液体窒素のその他の用途

酒泉衛星は中央の特別燃料ステーションにロケット燃料の推進剤である液体窒素を生成させ、高圧で燃焼室に送り込んだ。

高温超電導電力ケーブル。緊急メンテナンス時に液体パイプラインを凍結す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焼入れに適用されます。液体窒素冷却装置のスキル (産業用途における熱膨張と冷間収縮の兆候) 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スキル。リアルタイム液滴ジェットの液体窒素排出技術は、常に徹底的な研究が続けられています。窒素地下消火方式を採用し、火災を素早く消し、ガス爆発の被害を排除します。液体窒素を選ぶ理由: 他の方法よりも早く冷却し、他の物質と化学反応せず、空間を大幅に絞り込んで乾燥した雰囲気を提供するため、環境に優しいです (液体窒素は使用後、残留物を残さずに直接大気中に揮発します)。汚染)、シンプルで使いやすいです。

HL極低温装置

HL極低温装置1992年に設立された、HL 極低温機器会社 極低温機器株式会社。HL Cryogenic Equipment は、お客様のさまざまなニーズを満たすために、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および製造に取り組んでいます。真空断熱パイプとフレキシブルホースは、高真空および多層マルチスクリーン特殊断熱材で構築されており、液体酸素、液体窒素の移送に使用される一連の非常に厳しい技術処理と高真空処理を経ています。 、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。

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、一連の極めて厳しい技術的処理を経て、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体水素、液体の移送に使用されます。ヘリウム、LEG、LNG があり、これらの製品は空気分離、ガス、航空、エレクトロニクス、超電導体、チップ、薬局、バイオバンク、食品・飲料、自動化組立、化学工学、鉄鋼、ゴム、新素材製造、科学研究など


投稿時間: 2021 年 11 月 24 日