Flüssigstickstoff: Stickstoffgas im flüssigen Zustand. Inert, farblos, geruchlos, nicht korrosiv, nicht entflammbar und extrem kryogen. Stickstoff macht den Großteil der Atmosphäre aus (78,03 % Volumenanteil und 75,5 % Gewichtsanteil). Stickstoff ist inaktiv und unterstützt keine Verbrennung. Erfrierungen entstehen durch übermäßigen endothermen Kontakt während der Verdampfung.
Flüssigstickstoff ist eine praktische Kältequelle. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften erlangte er zunehmende Beachtung und Anerkennung. Er findet zunehmend Anwendung in der Tierhaltung, der Medizin, der Lebensmittelindustrie und der Kryotechnik. Auch in der Elektronik, Metallurgie, Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau und anderen Bereichen hat sich seine Anwendung erweitert und weiterentwickelt.
Kryogene Supraleitung
Supraleiter verfügen über einzigartige Eigenschaften, die eine breite Anwendung in verschiedenen Bereichen ermöglichen. Supraleiter werden durch die Verwendung von flüssigem Stickstoff anstelle von flüssigem Helium als supraleitendes Kühlmittel hergestellt. Dies eröffnet der Supraleitungstechnologie ein breites Anwendungsspektrum und gilt als eine der größten wissenschaftlichen Erfindungen des 20. Jahrhunderts.
Supraleitende Magnetschwebetechnik basiert auf supraleitender Keramik (YBCO). Wenn das supraleitende Material auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff (78 K, proportional zu -196 °C) abgekühlt wird, geht es vom Normalzustand in den supraleitenden Zustand über. Das durch den abgeschirmten Strom erzeugte Magnetfeld wirkt dem Magnetfeld der Gleise entgegen, und wenn die Kraft größer ist als das Gewicht des Zuges, kann der Zug schweben. Gleichzeitig wird während des Abkühlungsprozesses durch den magnetischen Flussfixierungseffekt ein Teil des Magnetfelds im Supraleiter gefangen. Dieses gefangene Magnetfeld wird vom Magnetfeld der Gleise angezogen, und aufgrund dieser Abstoßung und Anziehung bleibt der Zug fest über den Gleisen schweben. Im Gegensatz zum allgemeinen Effekt der gleichgeschlechtlichen Abstoßung und gegengeschlechtlichen Anziehung zwischen Magneten bewirkt die Wechselwirkung zwischen Supraleiter und externem Magnetfeld sowohl eine gegenseitige Abstoßung als auch eine gegenseitige Anziehung, sodass sowohl Supraleiter als auch externer Magnet ihrer eigenen Schwerkraft widerstehen und kopfüber untereinander schweben oder hängen können.
Herstellung und Prüfung elektronischer Komponenten
Beim Screening auf Umweltbelastungen werden eine Reihe von Modell-Umweltfaktoren ausgewählt und die richtige Menge an Umweltbelastungen auf die Komponenten oder die gesamte Maschine angewendet, um Prozessdefekte der Komponenten (d. h. Defekte im Produktions- und Installationsprozess) zu verursachen und Korrekturen oder einen Austausch vorzunehmen. Das Screening auf Umgebungsbelastungen ist nützlich, um Temperaturzyklen und zufällige Vibrationen zu akzeptieren. Bei einem Temperaturzyklustest werden hohe Temperaturwechselraten und große thermische Belastungen akzeptiert, sodass Komponenten aus unterschiedlichen Materialien aufgrund von schlechten Verbindungen, materialschonender Asymmetrie, durch versteckte Probleme verursachten Prozessdefekten und agilem Versagen Temperaturwechselraten von 5 °C/min akzeptieren. Die Grenztemperatur liegt zwischen -40 °C und +60 °C. Die Anzahl der Zyklen beträgt 8. Durch eine derartige Kombination von Umgebungsparametern werden virtuelle Schweiß- und Clipping-Teile sowie Komponentendefekte deutlicher sichtbar. Für Massen-Temperaturzyklustests können wir die Akzeptanz der Zwei-Box-Methode in Betracht ziehen. In dieser Umgebung sollte das Screening auf diesem Niveau durchgeführt werden.
Flüssiger Stickstoff ist eine schnellere und nützlichere Methode zum Abschirmen und Testen elektronischer Komponenten und Leiterplatten.
Kenntnisse im kryogenen Kugelmahlen
Bei einer kryogenen Planetenkugelmühle wird flüssiger Stickstoff kontinuierlich in die mit einer Wärmeschutzabdeckung ausgestattete Planetenkugelmühle eingeleitet. Die kalte Luft wird durch die schnelle Rotation des Kugelmahlbehälters in Echtzeit absorbiert, sodass sich der mit Materialien gefüllte Kugelmahlbehälter und die Mahlkugeln stets in einer bestimmten kryogenen Umgebung befinden. In der kryogenen Umgebung werden Mischen, Feinmahlen, die Entwicklung neuer Produkte und die Kleinserienproduktion von Hightech-Materialien durchgeführt. Das Produkt ist klein, leistungsstark, konform, geräuscharm und wird häufig in der Medizin, der chemischen Industrie, im Umweltschutz, in der Leichtindustrie, in der Baustoffindustrie, der Metallurgie, der Keramik- und Mineralienindustrie usw. eingesetzt.
Grüne Fertigungskompetenz
Beim kryogenen Schneiden werden kryogene Flüssigkeiten wie flüssiger Stickstoff, flüssiges Kohlendioxid und Kaltluft auf das Schneidsystem des Schneidbereichs gesprüht, wodurch der Schneidbereich lokal in einen kryogenen oder ultrakryogenen Zustand versetzt wird. Unter Ausnutzung der kryogenen Sprödigkeit des Werkstücks unter kryogenen Bedingungen werden dessen Bearbeitbarkeit, Standzeit und Oberflächenqualität verbessert. Je nach Kühlmittel kann das kryogene Schneiden in Kaltluftschneiden und Schneiden mit flüssiger Stickstoffkühlung unterteilt werden. Beim kryogenen Kaltluftschneiden wird ein kryogener Luftstrom von -20 °C bis -30 °C (oder sogar kälter) auf den Verarbeitungsteil der Werkzeugspitze gesprüht und mit Spuren von Pflanzenschmiermittel (10 bis 20 m³ pro Stunde) vermischt, um die Funktion der Kühlung, Spanabfuhr und Schmierung zu übernehmen. Im Vergleich zum herkömmlichen Schneiden kann das Schneiden mit kryogener Kühlung die Verarbeitungsgenauigkeit verbessern, die Oberflächenqualität des Werkstücks verbessern und die Umwelt nahezu nicht belasten. Das Bearbeitungszentrum der japanischen Yasuda Industry Company verwendet einen adiabatischen Luftkanal in der Mitte der Motorwelle und der Messerwelle, der mithilfe der kryogenen Kaltluft von -30 °C direkt zur Klinge führt. Diese Anordnung verbessert die Schneidbedingungen erheblich und ist für die Implementierung der Kaltluftschneidtechnologie von Vorteil. Kazuhiko Yokokawa hat die Kaltluftkühlung beim Drehen und Fräsen erforscht. Im Frästest wurden wasserbasiertes Schneidfluid, Wind mit normaler Temperatur (+10 °C) und Kaltluft (-30 °C) verwendet, um die Kraft zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Werkzeughaltbarkeit durch den Einsatz von Kaltluft deutlich verbessert wurde. Im Drehtest ist der Werkzeugverschleiß bei Kaltluft (-20 °C) deutlich geringer als bei normaler Luft (+20 °C).
Das Schneiden mit flüssigem Stickstoff hat zwei wichtige Anwendungen. Eine besteht darin, flüssigen Stickstoff mithilfe von Flaschendruck direkt in den Schneidbereich zu sprühen, ähnlich wie Schneidflüssigkeit. Die andere besteht darin, das Werkzeug oder Werkstück indirekt zu kühlen, indem der Verdampfungszyklus von flüssigem Stickstoff unter Hitze genutzt wird. Kryogenes Schneiden ist heute bei der Bearbeitung von Titanlegierungen, hochmanganhaltigem Stahl, gehärtetem Stahl und anderen schwer zu bearbeitenden Materialien wichtig. KPRaijurkar verwendete ein H13A-Hartmetallwerkzeug und ein Kühlwerkzeug mit flüssigem Stickstoffkreislauf, um kryogene Schneidexperimente an Titanlegierungen durchzuführen. Die Testergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu herkömmlichen Schneidmethoden der Werkzeugverschleiß deutlich eliminiert, die Schneidtemperatur um 30 % gesenkt und die Qualität der Werkstückoberflächenbearbeitung deutlich verbessert wurde. Wan Guangmin verwendete die indirekte Kühlmethode, um kryogene Schneidexperimente an hochmanganhaltigem Stahl durchzuführen, und kommentiert die Ergebnisse. Bei der Anwendung der indirekten Kühlung zur kryogenen Bearbeitung von hochmanganhaltigem Stahl wird die Werkzeugkraft eliminiert, der Werkzeugverschleiß reduziert, die Kaltverfestigungserscheinungen verbessert und auch die Oberflächenqualität des Werkstücks verbessert. Wang Lianpeng et al. Die Methode des Flüssigstickstoffsprühens wurde bei der Niedertemperaturbearbeitung von gehärtetem Stahl 45 auf CNC-Werkzeugmaschinen angewendet und die Testergebnisse kommentiert. Die Werkzeughaltbarkeit und die Oberflächenqualität des Werkstücks konnten durch die Anwendung des Flüssigstickstoffsprühverfahrens bei der Niedertemperaturbearbeitung von gehärtetem Stahl 45 verbessert werden.
Bei der Kühlung mit flüssigem Stickstoff verbindet Hartmetall Biegefestigkeit, Bruchzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit Festigkeit und geringer Härte, wenn die Temperatur niedrig ist. Daher kann Hartmetall-Schneidwerkzeugmaterial bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff wahrscheinlich die gleiche hervorragende Schneidleistung erzielen wie bei Raumtemperatur, wobei seine Leistung durch die Anzahl der Bindephasen bestimmt wird. Bei Schnellarbeitsstahl nimmt bei kryogener Kühlung die Härte zu und die Schlagzähigkeit ab, aber insgesamt kann die Schneidleistung verbessert werden. Er hat eine Studie zur Verbesserung der Zerspanbarkeit einiger Materialien bei kryogener Kühlung durchgeführt. Dabei wurden fünf Materialien ausgewählt: kohlenstoffarmer Stahl AIS1101, kohlenstoffreicher Stahl AIS1070, Lagerstahl AISIE52100, Titanlegierung Ti-6A 1-4V und Aluminiumgusslegierung A390. Die Ergebnisse wurden untersucht und bewertet: Aufgrund der hervorragenden Sprödigkeit bei kryogener Kühlung können durch kryogenes Schneiden die gewünschten Bearbeitungsergebnisse erzielt werden. Bei kohlenstoffreichem Stahl und Lagerstahl können der Temperaturanstieg in der Schneidzone und der Werkzeugverschleiß durch Kühlung mit flüssigem Stickstoff gebremst werden. Beim Schneiden von Aluminiumlegierungen kann die Anwendung der kryogenen Kühlung die Härte und die Widerstandsfähigkeit des Werkzeugs gegenüber abrasivem Verschleiß in der Siliziumphase verbessern. Bei der Verarbeitung von Titanlegierungen können Werkzeug und Werkstück gleichzeitig durch kryogene Kühlung bei niedrigen Schneidtemperaturen verwendet und die chemische Affinität zwischen Titan und Werkzeugmaterial aufgehoben werden.
Andere Anwendungen von flüssigem Stickstoff
Der Satellit Jiuquan schickte die zentrale Spezialtankstelle zur Herstellung von flüssigem Stickstoff, einem Treibstoff für Raketentreibstoff, der unter hohem Druck in die Brennkammer gepresst wird.
Hochtemperatur-Supraleiter-Stromkabel. Es wird zum Einfrieren von Flüssigkeitsleitungen bei Notfallwartungen verwendet. Es wird zur kryogenen Stabilisierung und zum kryogenen Abschrecken von Materialien eingesetzt. Flüssigstickstoff-Kühlgeräte (Wärmeausdehnung und Kältekontraktion in der Industrie) werden ebenfalls häufig eingesetzt. Flüssigstickstoff-Wolkenimpfung. Die Echtzeit-Tropfenstrahl-Entwässerung mit Flüssigstickstoff wird ständig intensiv erforscht. Stickstoff wird zur unterirdischen Feuerlöschung eingesetzt, um Brände schnell zu löschen und Schäden durch Gasexplosionen auszuschließen. Vorteile von Flüssigstickstoff: Er kühlt schneller als andere Methoden, reagiert nicht chemisch mit anderen Substanzen, reduziert den Platzbedarf und sorgt für eine trockene Atmosphäre. Er ist umweltfreundlich (flüssiger Stickstoff verflüchtigt sich nach Gebrauch direkt in die Atmosphäre, ohne Schadstoffe zu hinterlassen) und einfach und bequem in der Anwendung.
HL Kryotechnik
HL KryotechnikDie 1992 gegründete Marke ist eine Tochtergesellschaft vonHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd.HL Cryogenic Equipment hat sich der Entwicklung und Herstellung von hochvakuumisolierten kryogenen Rohrleitungssystemen und zugehöriger Unterstützungsausrüstung verschrieben, um den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Die vakuumisolierten Rohre und flexiblen Schläuche werden aus hochvakuum- und mehrschichtigen, speziell isolierten Materialien hergestellt und durchlaufen eine Reihe strenger technischer Verfahren und Hochvakuumbehandlungen. Sie werden für den Transport von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff, flüssigem Argon, flüssigem Wasserstoff, flüssigem Helium, verflüssigtem Ethylengas (LEG) und verflüssigtem Erdgas (LNG) verwendet.
Die Produktreihen aus Phasentrennern, Vakuumrohren, Vakuumschläuchen und Vakuumventilen der HL Cryogenic Equipment Company, die eine Reihe äußerst strenger technischer Behandlungen durchlaufen haben, werden für die Übertragung von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff, flüssigem Argon, flüssigem Wasserstoff, flüssigem Helium, LEG und LNG verwendet und diese Produkte werden für kryogene Geräte (z. B. kryogene Lagertanks, Dewar- und Coldboxen usw.) in den Branchen Luftzerlegung, Gase, Luftfahrt, Elektronik, Supraleitung, Chips, Pharmazie, Biobanken, Lebensmittel und Getränke, Automatisierungsmontage, Chemieingenieurwesen, Eisen und Stahl, Gummi, Herstellung neuer Materialien und wissenschaftliche Forschung usw. gewartet.
Beitragszeit: 24.11.2021
