Vloeibare stikstof: Stikstofgas in vloeibare toestand. Inert, kleurloos, geurloos, niet-corrosief, niet-ontvlambaar en extreem cryogeen. Stikstof vormt het grootste deel van de atmosfeer (78,03% in volume en 75,5% in gewicht). Stikstof is inactief en ondersteunt geen verbranding. Bevriezing kan optreden door overmatig endotherm contact tijdens de verdamping.
Vloeibare stikstof is een handige koudebron. Dankzij zijn unieke eigenschappen heeft vloeibare stikstof steeds meer aandacht gekregen en wordt het steeds vaker gebruikt in de veehouderij, de medische sector, de voedingsmiddelenindustrie en cryogeen onderzoek. Ook in de elektronica, metallurgie, lucht- en ruimtevaart, machinebouw en andere sectoren is het toepassingsgebied sterk in ontwikkeling.
Cryogene supergeleiding
Supergeleiders hebben unieke eigenschappen waardoor ze waarschijnlijk op grote schaal in diverse categorieën gebruikt zullen worden. Supergeleiders worden verkregen door vloeibare stikstof in plaats van vloeibaar helium als supergeleidend koelmiddel te gebruiken, wat de toepassingsmogelijkheden van supergeleidingstechnologie enorm heeft vergroot en wordt beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke uitvindingen van de 20e eeuw.
Supergeleidende magnetische levitatie is mogelijk dankzij het supergeleidende keramische materiaal YBCO. Wanneer dit materiaal wordt afgekoeld tot de temperatuur van vloeibare stikstof (78 K, oftewel -196 °C), verandert het van een normale toestand in een supergeleidende toestand. Het magnetische veld dat door de afgeschermde stroom wordt opgewekt, duwt tegen het magnetische veld van de rails. Als deze kracht groter is dan het gewicht van de trein, kan de wagon zweven. Tegelijkertijd wordt een deel van het magnetische veld in de supergeleider opgesloten door het magnetische flux-pinning-effect tijdens het afkoelingsproces. Dit opgesloten magnetische veld wordt aangetrokken door het magnetische veld van de rails, en door zowel afstoting als aantrekking blijft de wagon stevig boven de rails zweven. In tegenstelling tot het algemene effect van afstotende en aantrekkende magneten, werkt de interactie tussen de supergeleider en het externe magnetische veld zowel afstotend als aantrekkend. Hierdoor kunnen zowel de supergeleider als de externe magneet hun eigen zwaartekracht weerstaan en zweven of ondersteboven onder elkaar hangen.
Fabricage en testen van elektronische componenten
Omgevingsstressscreening houdt in dat een aantal modelmatige omgevingsfactoren wordt geselecteerd en de juiste hoeveelheid omgevingsstress wordt toegepast op de componenten of de gehele machine. Dit veroorzaakt procesdefecten in de componenten, dat wil zeggen defecten die tijdens het productie- en installatieproces ontstaan, waarna correctie of vervanging mogelijk is. Omgevingsstressscreening is nuttig voor het testen van temperatuurschommelingen en willekeurige trillingen. Bij een temperatuurcyclustest worden componenten van verschillende materialen blootgesteld aan een hoge temperatuurveranderingssnelheid en grote thermische spanning. Hierdoor worden defecten in de componenten, veroorzaakt door slechte verbindingen, asymmetrie van het materiaal zelf, verborgen problemen tijdens het proces en plotselinge uitval, zichtbaar. De temperatuurveranderingssnelheid bedraagt 5℃/min. De grenstemperatuur ligt tussen -40℃ en +60℃. Het aantal cycli is 8. Deze combinatie van omgevingsparameters maakt defecten in virtuele lasnaden, verbindingsstukken en componenten duidelijker zichtbaar. Voor grootschalige temperatuurcyclustests kan de tweeboxmethode worden overwogen. In deze omgeving moet de screening op een bepaald niveau plaatsvinden.
Vloeibare stikstof is een snellere en nuttigere methode voor het afschermen en testen van elektronische componenten en printplaten.
Cryogene kogelmolenvaardigheden
Een cryogene planetaire kogelmolen voert continu vloeibare stikstofgas toe aan de kogelmolen, die is voorzien van een warmte-isolerende kap. De koude lucht wordt door de hoge rotatiesnelheid van de kogelmolen snel geabsorbeerd, waardoor de kogels in de kogelmolen zich altijd in een cryogene omgeving bevinden. Deze cryogene omgeving maakt mengen, fijnmalen, productontwikkeling en kleinschalige productie van hoogwaardige materialen mogelijk. Het product is compact, efficiënt, zeer flexibel en geluidsarm, en wordt veelvuldig gebruikt in de medische sector, chemische industrie, milieubescherming, lichte industrie, bouwmaterialenindustrie, metallurgie, keramiek, mineralen en andere sectoren.
Groene bewerkingsvaardigheden
Cryogeen snijden is het gebruik van cryogene vloeistoffen zoals vloeibare stikstof, vloeibare koolstofdioxide en koele lucht die op het snijvlak worden gespoten. Dit resulteert in een lokale cryogene of ultracryogene toestand in het snijvlak. Door de cryogene brosheid van het werkstuk onder cryogene omstandigheden te benutten, worden de bewerkbaarheid, de levensduur van het gereedschap en de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk verbeterd. Afhankelijk van het gebruikte koelmedium kan cryogeen snijden worden onderverdeeld in snijden met koele lucht en snijden met vloeibare stikstof. Bij cryogeen snijden met koele lucht wordt een cryogene luchtstroom van -20℃ tot -30℃ (of zelfs lager) op het te bewerken deel van de gereedschapspunt gespoten, gemengd met een kleine hoeveelheid plantaardig smeermiddel (10-20 m³ per uur), wat zorgt voor koeling, spaanafvoer en smering. In vergelijking met traditioneel snijden biedt cryogeen snijden een betere bewerkingsnauwkeurigheid, een hogere oppervlaktekwaliteit van het werkstuk en is het vrijwel milieuvriendelijk. Het bewerkingscentrum van Japan Yasuda Industry Company heeft een adiabatisch luchtkanaal in het midden van de motoras en de freesas geplaatst, dat de cryogene koele lucht van -30℃ rechtstreeks naar het snijblad leidt. Deze opstelling verbetert de snijomstandigheden aanzienlijk en is gunstig voor de toepassing van koudluchtsnijtechnologie. Kazuhiko Yokokawa deed onderzoek naar koelluchtkoeling bij draaien en frezen. Bij de freesproef werden snijvloeistof op waterbasis, lucht op normale temperatuur (+10℃) en koele lucht (-30℃) gebruikt om de kracht te vergelijken. De resultaten toonden aan dat de duurzaamheid van het gereedschap aanzienlijk verbeterde bij gebruik van koele lucht. Bij de draaiproef was de slijtage van het gereedschap bij gebruik van koele lucht (-20℃) aanzienlijk lager dan bij gebruik van normale lucht (+20℃).
Koelsnijden met vloeibare stikstof kent twee belangrijke toepassingen. De eerste is het gebruik van flesdruk om vloeibare stikstof rechtstreeks in het snijgebied te spuiten, net als snijvloeistof. De tweede is het indirect koelen van het gereedschap of werkstuk door gebruik te maken van de verdampingscyclus van vloeibare stikstof onder verhitting. Cryogeen snijden is tegenwoordig belangrijk bij de bewerking van titaniumlegeringen, hoogmangaanstaal, gehard staal en andere moeilijk te bewerken materialen. KPRaijurkar gebruikte een H13A hardmetalen gereedschap en een koelcyclus met vloeibare stikstof om cryogeen snijexperimenten uit te voeren op titaniumlegeringen. De testresultaten toonden aan dat, vergeleken met traditionele snijmethoden, gereedschapsslijtage aanzienlijk werd geëlimineerd, de snijtemperatuur met 30% werd verlaagd en de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk aanzienlijk werd verbeterd. Wan Guangmin paste de indirecte koelmethode toe om cryogeen snijexperimenten uit te voeren op hoogmangaanstaal en bespreekt de resultaten. Bij het cryogeen bewerken van hoogmangaanstaal met de indirecte koelmethode wordt de gereedschapskracht geëlimineerd, de gereedschapsslijtage verminderd, de werkverharding verbeterd en de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk eveneens verbeterd. Wang Lianpeng et al. De methode van vloeibare stikstofverstuiving werd toegepast bij het bewerken van gehard staal 45 bij lage temperaturen op CNC-bewerkingsmachines, en de testresultaten werden besproken. De duurzaamheid van het gereedschap en de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk kunnen worden verbeterd door de vloeibare stikstofverstuivingsmethode toe te passen bij het bewerken van gehard staal 45 bij lage temperaturen.
Bij bewerking met vloeibare stikstofkoeling neemt de buigsterkte, breuktaaiheid en corrosiebestendigheid van hardmetaal toe, terwijl de hardheid bij lage temperaturen laag is. Hierdoor kan hardmetaal snijgereedschap bij koeling met vloeibare stikstof waarschijnlijk uitstekende snijprestaties leveren, vergelijkbaar met die bij kamertemperatuur. De prestaties worden bepaald door het aantal bindingsfasen. Bij snelstaal neemt de hardheid toe en de slagvastheid af bij cryogene koeling, maar over het algemeen levert het betere snijprestaties. Hij voerde een onderzoek uit naar de verbetering van de bewerkbaarheid van verschillende materialen bij cryogene koeling. Vijf materialen werden geselecteerd: koolstofarm staal AIS11010, koolstofrijk staal AIS1070, lagerstaal AISIE52100, titaniumlegering Ti-6A1-4V en gegoten aluminiumlegering A390. Het onderzoek en de evaluatie toonden aan dat, vanwege de uitstekende brosheid bij cryogene koeling, de gewenste bewerkingsresultaten kunnen worden behaald met cryogene koeling. Bij koolstofrijk staal en lagerstaal kunnen de temperatuurstijging in de snijzone en de slijtage van het gereedschap worden beperkt door koeling met vloeibare stikstof. Bij het verspanen van gegoten aluminiumlegeringen kan cryogene koeling de hardheid van het gereedschap en de weerstand tegen slijtage door silicium verbeteren. Bij de bewerking van titaniumlegeringen zorgt de cryogene koeling van zowel het gereedschap als het werkstuk voor een lage snijtemperatuur en elimineert het de chemische affiniteit tussen titanium en het gereedschapsmateriaal.
Andere toepassingen van vloeibare stikstof
De Jiuquan-satelliet stuurde het centrale speciale brandstofstation om vloeibare stikstof te produceren, een drijfgas voor raketbrandstof, dat onder hoge druk in de verbrandingskamer wordt geperst.
Hogetemperatuur-supergeleidende stroomkabel. Deze wordt gebruikt om vloeistofleidingen te bevriezen tijdens noodonderhoud. Toegepast voor cryogene stabilisatie en cryogene afkoeling van materialen. Koeling met vloeibare stikstof (waarbij thermische uitzetting en krimp in de industrie worden bestudeerd) wordt ook veelvuldig gebruikt. Vloeibare stikstof voor het creëren van wolken. Vloeibare stikstof voor het afvoeren van vloeistofdruppels in realtime wordt continu diepgaand onderzocht. Stikstof wordt gebruikt voor het blussen van ondergrondse branden, waardoor brand snel wordt geblust en de schade van gasexplosies wordt voorkomen. Waarom kiezen voor vloeibare stikstof? Omdat het sneller koelt dan andere methoden, niet chemisch reageert met andere stoffen, de ruimte aanzienlijk verkleint en een droge atmosfeer creëert, milieuvriendelijk is (vloeibare stikstof verdampt direct in de atmosfeer zonder vervuiling achter te laten) en eenvoudig en gemakkelijk in gebruik is.
HL Cryogene Apparatuur
HL Cryogene Apparatuurdat in 1992 werd opgericht, is een merk dat gelieerd is aanHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,LtdHL Cryogenic Equipment is toegewijd aan het ontwerpen en produceren van vacuümgeïsoleerde cryogene leidingsystemen en bijbehorende ondersteunende apparatuur om aan de uiteenlopende behoeften van klanten te voldoen. De vacuümgeïsoleerde leidingen en flexibele slangen worden vervaardigd in een vacuümomgeving met meerlaagse, speciale isolatiematerialen en ondergaan een reeks uiterst strenge technische behandelingen en vacuümbehandelingen. Ze worden gebruikt voor het transport van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof, vloeibaar argon, vloeibare waterstof, vloeibaar helium, vloeibaar ethyleengas (LEG) en vloeibaar aardgas (LNG).
De productserie van fasescheiders, vacuümleidingen, vacuümslangen en vacuümkleppen van HL Cryogenic Equipment Company, die een reeks uiterst strenge technische behandelingen heeft ondergaan, wordt gebruikt voor het transport van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof, vloeibaar argon, vloeibare waterstof, vloeibaar helium, LEG en LNG. Deze producten worden toegepast in cryogene apparatuur (zoals cryogene opslagtanks, dewars en coldboxen) in industrieën zoals luchtscheiding, gassen, luchtvaart, elektronica, supergeleiders, chips, farmacie, biobanken, voedingsmiddelen en dranken, automatiseringsassemblage, chemische technologie, ijzer en staal, rubber, de productie van nieuwe materialen en wetenschappelijk onderzoek.
Geplaatst op: 24 november 2021
