Aplicación del nitrógeno líquido en diferentes campos (3) Campo electrónico y manufacturero

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Nitrógeno líquido: Gas nitrógeno en estado líquido. Inerte, incoloro, inodoro, no corrosivo, no inflamable, con temperaturas extremadamente criogénicas. El nitrógeno constituye la mayor parte de la atmósfera (78,03 % en volumen y 75,5 % en peso). Es inactivo y no favorece la combustión. La congelación se produce por contacto endotérmico excesivo durante la vaporización.

El nitrógeno líquido es una fuente de frío muy práctica. Gracias a sus propiedades únicas, ha ido ganando cada vez más reconocimiento y atención. Su uso se ha extendido en la ganadería, la industria médica, la industria alimentaria y la investigación criogénica. En electrónica, metalurgia, industria aeroespacial, fabricación de maquinaria y otros sectores, su aplicación se ha ido expandiendo y desarrollando.

superconductores criogénicos

Los superconductores poseen características únicas que propician su amplio uso en diversas áreas. Se obtienen mediante el uso de nitrógeno líquido en lugar de helio líquido como refrigerante superconductor, lo que amplía considerablemente la aplicación de la tecnología superconductora y se considera uno de los grandes inventos científicos del siglo XX.

La levitación magnética superconductora se basa en una cerámica superconductora de YBCO. Al enfriar el material superconductor a la temperatura del nitrógeno líquido (78 K, equivalente a -196 °C), este pasa del estado normal al superconductor. El campo magnético generado por la corriente de blindaje ejerce una fuerza contraria al campo magnético de la vía, y si esta fuerza supera el peso del tren, el vagón puede quedar suspendido. Al mismo tiempo, parte del campo magnético queda atrapado en el superconductor debido al efecto de anclaje del flujo magnético durante el proceso de enfriamiento. Este campo magnético atrapado es atraído por el campo magnético de la vía, y debido a la repulsión y atracción, el vagón permanece firmemente suspendido sobre la vía. A diferencia del efecto general de repulsión y atracción entre imanes, la interacción entre el superconductor y el campo magnético externo genera tanto repulsión como atracción mutua, de modo que tanto el superconductor como el imán pueden resistir su propia gravedad y quedar suspendidos o colgados uno debajo del otro.

Fabricación y prueba de componentes electrónicos

La prueba de estrés ambiental consiste en seleccionar el número de factores ambientales del modelo, aplicar la cantidad correcta de estrés ambiental a los componentes o a toda la máquina, y causar defectos de proceso en los componentes, es decir, defectos en el proceso de producción e instalación, y dar corrección o reemplazo. La prueba de estrés ambiental es útil para aceptar ciclo de temperatura y vibración aleatoria. La prueba de ciclo de temperatura consiste en aceptar una alta tasa de cambio de temperatura, gran estrés térmico, de modo que los componentes de diferentes materiales, debido a la mala unión, la propia asimetría del material, defectos en el proceso causados ​​por problemas ocultos y falla ágil, aceptar una tasa de cambio de temperatura de 5℃/min. La temperatura límite es -40℃, +60℃. El número de ciclos es 8. Esta combinación de parámetros ambientales hace que la soldadura virtual, las piezas de clip, los defectos propios de los componentes expongan más obviamente. Para pruebas de ciclo de temperatura masivas, podemos considerar la aceptación del método de dos cajas. En este entorno, la prueba debe mantenerse al nivel.

El nitrógeno líquido es un método más rápido y útil para blindar y probar componentes electrónicos y placas de circuitos.

Habilidades de molienda de bolas criogénica

El molino de bolas planetario criogénico utiliza nitrógeno líquido como combustible, el cual se introduce continuamente en un molino equipado con una cubierta de aislamiento térmico. El aire frío se absorbe en tiempo real mediante la rotación a alta velocidad del tanque de molienda, manteniendo así el material y las bolas en un entorno criogénico. Este entorno permite la mezcla, la molienda fina, el desarrollo de nuevos productos y la producción en lotes pequeños de materiales de alta tecnología. El producto resultante es compacto, de alta eficiencia, con gran cumplimiento de normativas y bajo nivel de ruido. Se utiliza ampliamente en medicina, industria química, protección ambiental, industria ligera, materiales de construcción, metalurgia, cerámica, minerales y otros sectores.

Habilidades de mecanizado verde

El corte criogénico consiste en el uso de fluidos criogénicos, como nitrógeno líquido, dióxido de carbono líquido y aire frío pulverizado, en el sistema de corte de la zona de trabajo. Esto da como resultado una zona de corte localizada en estado criogénico o ultracriogénico, aprovechando la fragilidad criogénica de la pieza de trabajo en condiciones criogénicas para mejorar la maquinabilidad, la vida útil de la herramienta y la calidad de la superficie de la pieza. Según el medio de refrigeración, el corte criogénico se puede dividir en corte con aire frío y corte con refrigeración por nitrógeno líquido. El método de corte con aire frío criogénico consiste en pulverizar un flujo de aire criogénico a -20 ℃ ~ -30 ℃ (o incluso inferior) sobre la parte de procesamiento de la punta de la herramienta, mezclado con un lubricante vegetal en trazas (10 ~ 20 m³ por hora), para refrigerar, eliminar virutas y lubricar. En comparación con el corte tradicional, el corte con refrigeración criogénica mejora la conformidad del proceso, la calidad de la superficie de la pieza de trabajo y prácticamente no contamina el medio ambiente. El centro de procesamiento de Japan Yasuda Industry Company acepta la disposición del conducto de aire adiabático insertado en el medio del eje del motor y el eje de la herramienta, y conduce directamente a la cuchilla utilizando aire frío criogénico de -30℃. Esta disposición mejora considerablemente las condiciones de corte y es beneficiosa para la implementación de la tecnología de corte con aire frío. Kazuhiko Yokokawa realizó una investigación sobre el enfriamiento con aire frío en torneado y fresado. En la prueba de fresado, se utilizó fluido de corte a base de agua, aire a temperatura normal (+10℃) y aire frío (-30℃) para comparar la fuerza. Los resultados mostraron que la durabilidad de la herramienta mejoró significativamente cuando se utilizó aire frío. En la prueba de torneado, la tasa de desgaste de la herramienta con aire frío (-20℃) es significativamente menor que con aire normal (+20℃).

El corte con enfriamiento por nitrógeno líquido tiene dos aplicaciones importantes. Una es usar la presión de una botella para rociar nitrógeno líquido directamente en el área de corte como fluido de corte. La otra es enfriar indirectamente la herramienta o pieza de trabajo usando el ciclo de evaporación de nitrógeno líquido bajo calor. Ahora el corte criogénico es importante en el procesamiento de aleación de titanio, acero de alto manganeso, acero endurecido y otros materiales difíciles de procesar. KPRaijurkar adoptó una herramienta de carburo H13A y usó una herramienta de enfriamiento por ciclo de nitrógeno líquido para llevar a cabo experimentos de corte criogénico en aleación de titanio. Los resultados de la prueba mostraron que en comparación con los métodos de corte tradicionales, el desgaste de la herramienta se eliminó obviamente, la temperatura de corte se redujo en un 30% y la calidad del mecanizado de la superficie de la pieza de trabajo mejoró en gran medida. Wan Guangmin adoptó el método de enfriamiento indirecto para llevar a cabo experimentos de corte criogénico en acero de alto manganeso, y los resultados se comentan. Al adoptar el método de enfriamiento indirecto para procesar acero de alto manganeso a temperatura criogénica, se elimina la fuerza de la herramienta, se reduce el desgaste de la herramienta, se mejoran los signos de endurecimiento por trabajo y la calidad de la superficie de la pieza de trabajo también mejora. Wang Lianpeng et al. Se adoptó el método de pulverización de nitrógeno líquido para el mecanizado a baja temperatura de acero templado 45 en máquinas herramienta CNC, y se comentaron los resultados de las pruebas. La durabilidad de la herramienta y la calidad de la superficie de la pieza de trabajo mejoraron al adoptar este método.

En el estado de procesamiento de enfriamiento con nitrógeno líquido, el material de carburo para conectar la resistencia a la flexión, la tenacidad a la fractura y la resistencia a la corrosión, la resistencia, la dureza aumenta con la temperatura es baja y por lo tanto el material de herramienta de corte de carburo cementado en enfriamiento con nitrógeno líquido puede probablemente conectar el excelente rendimiento de corte, como a temperatura ambiente, y su rendimiento está determinado por el número de fase de unión. Para acero de alta velocidad, con criogenia, la dureza aumenta y la resistencia al impacto es baja, pero en general puede vincular un mejor rendimiento de corte. He sobre algunos materiales en mejora criogénica de su maquinabilidad de corte realizó un estudio, la selección de acero de bajo carbono AISll010, acero de alto carbono AISl070, acero para rodamientos AISIE52100, aleación de titanio Ti-6A 1-4V, aleación de aluminio fundido A390, implementación investigación y evaluación de cinco materiales, debido a la excelente fragilidad en criogenia, los resultados de mecanizado deseados pueden obtenerse mediante corte criogénico. Para acero de alto carbono y acero para rodamientos, el aumento de temperatura en la zona de corte y la tasa de desgaste de la herramienta pueden ser restringidos por enfriamiento con nitrógeno líquido. En el mecanizado de aleaciones de aluminio fundido, la aplicación de refrigeración criogénica puede mejorar la dureza de la herramienta y su resistencia al desgaste abrasivo por la fase de silicio. En el procesamiento de aleaciones de titanio, la refrigeración criogénica simultánea de la herramienta y la pieza de trabajo permite una baja temperatura de corte y elimina la afinidad química entre el titanio y el material de la herramienta.

Otras aplicaciones del nitrógeno líquido

El satélite Jiuquan envió a la estación central de combustible especial para producir nitrógeno líquido, un propulsor para el combustible de cohetes, que se introduce en la cámara de combustión a alta presión.

Cable de alimentación superconductor de alta temperatura. Se utiliza para congelar tuberías de líquido en mantenimiento de emergencia. Aplicado a la estabilización criogénica y al enfriamiento criogénico de materiales. Las habilidades de los dispositivos de enfriamiento con nitrógeno líquido (signos de expansión térmica y contracción en frío en la aplicación industrial) también se utilizan ampliamente. Habilidades de siembra de nubes con nitrógeno líquido. Las habilidades de drenaje de nitrógeno líquido de chorro de gotas de líquido en tiempo real, son objeto de investigación profunda constante. Adopta la extinción de incendios subterráneos con nitrógeno, el fuego se destruye rápidamente y elimina los daños de la explosión de gas. ¿Por qué elegir nitrógeno líquido? Porque enfría más rápido que otros métodos, y no reacciona químicamente con otras sustancias, reduce considerablemente el espacio y proporciona una atmósfera seca, es respetuoso con el medio ambiente (el nitrógeno líquido se volatiliza directamente en la atmósfera después de su uso, sin dejar contaminación), es simple y conveniente de usar.

Equipos criogénicos HL

Equipos criogénicos HLque fue fundada en 1992 es una marca afiliada aHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,LtdHL Cryogenic Equipment se dedica al diseño y la fabricación de sistemas de tuberías criogénicas aisladas de alto vacío y equipos auxiliares relacionados para satisfacer las diversas necesidades de sus clientes. Las tuberías y mangueras flexibles aisladas al vacío están fabricadas con materiales aislantes especiales de alto vacío y multicapa, y se someten a una serie de tratamientos técnicos extremadamente rigurosos y a un tratamiento de alto vacío. Se utilizan para la transferencia de oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, etileno líquido (LEG) y gas natural licuado (GNL).

La gama de productos de separadores de fases, tuberías de vacío, mangueras de vacío y válvulas de vacío de HL Cryogenic Equipment Company, que ha superado una serie de tratamientos técnicos extremadamente rigurosos, se utiliza para la transferencia de oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, LEG y GNL. Estos productos se utilizan para equipos criogénicos (por ejemplo, tanques de almacenamiento criogénico, dewars y cajas frías, etc.) en industrias como la separación de aire, gases, aviación, electrónica, superconductores, chips, farmacia, biobancos, alimentos y bebidas, ensamblaje de automatización, ingeniería química, hierro y acero, caucho, fabricación de nuevos materiales e investigación científica, entre otras.


Fecha de publicación: 24 de noviembre de 2021