Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api
Ingin belajar tentang logam tahan api? Maka Anda telah datang ke tempat yang tepat. Dalam artikel ini, Anda akan menemukan semua yang perlu Anda ketahui tentang logam tahan api .
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api
Pertama-tama, apa itu logam tahan api?
Logam tahan api disebut logam dengan titik leleh lebih dari 3632°F dan sejumlah cadangan tertentu, termasuk tungsten, tantalum, molibdenum, niobium, hafnium, kromium, vanadium, zirkonium, dan titanium.
Biasanya, logam tahan api memiliki kepadatan yang besar dan berat yang berat. Dengan logam tahan api sebagai matriks, paduan yang ditambahkan dengan elemen lain disebut paduan logam tahan api, termasuk paduan tungsten, paduan molibdenum, paduan niobium, paduan titanium, paduan vanadium, paduan krom, paduan renium, paduan krom dan zirkonium, tantalum dan paduan tombol , dll.
Selain itu, logam tahan api biasanya dapat diproduksi menjadi lembaran, strip, foil, pipa, batangan, benang, profil dan produk metalurgi serbuk, seperti batang tantalum , kawat molibdenum , pelat tungsten , dan seterusnya.
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api – Penemuan
Karena logam tahan api memiliki sifat kimia yang sangat aktif dan proses ekstraksinya rumit, sudah terlambat orang menemukan logam tahan api untuk pertama kalinya.
Molibdenum pertama kali ditemukan pada tahun 1782 oleh ahli kimia Swedia Jimmer (P.J.Hjelm). Serbuk tungsten pertama kali diekstraksi oleh Spanish de lure brothers pada tahun 1783 dengan metode reduksi Karbon. Chrome diekstraksi oleh ahli kimia Prancis L.N.Vauquelin pada tahun 1798. Pada tahun 1866, C.W. Blomstrand menemukan niobium dengan reduksi hidrogen dari niobium klorida. Tantalum plastik pertama kali diekstraksi oleh seorang Jerman bernama Bolton pada tahun 1903. Logam zirkonium dan titanium pertama kali ditemukan masing-masing pada tahun 1824 dan 1910. Renium logam baru ditemukan pada tahun 1925.
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api – Pengembangan
Hingga abad ke-20lah logam tahan api digunakan secara luas. Pada tahun 1909, W. D. Coolidge, seorang Amerika, untuk pertama kalinya menggunakan metode metalurgi serbuk untuk menghasilkan billet tungsten. Setelah swaging dan peregangan, bahan menjadi kabel tungsten untuk bola lampu.
Pada tahun 1910, molibdenum diproses menjadi batang, potongan, dan kabel. Pada pertengahan 1940-an, perkembangan pesat bahan logam tahan api dan teknologi pemrosesannya berkembang pesat karena kebutuhan penerbangan, kedirgantaraan, elektronik, dan teknologi energi atom.
Oleh karena itu, peleburan logam tahan api, metalurgi serbuk, dan pemrosesan plastik dipromosikan. Pada tahun 1940-an, tungku busur listrik putih vakum pertama muncul. Pada 1950-an, tungku peleburan berkas elektron ditemukan.
Tungku Peleburan Berkas Elektron
Dari tahun 1960-an, ada banyak teknologi baru, termasuk pengepresan isostatik dingin dan panas, pengecoran presisi, deformasi isotermal, pengelasan dan serangkaian metalurgi serbuk, pengecoran, pemrosesan plastik, panas pemrosesan dan sebagainya.
Dengan teknologi canggih ini, sejumlah besar logam tahan api dan bahan paduan tahan api diproduksi. Pada tahun 1956, A. Caverly mengekstraksi kristal tunggal tungsten, molibdenum, dan renium dengan kemurnian lebih tinggi dari 4N dengan teknologi peleburan area suspensi berkas elektron.
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api – Properti
Kerapuhan Suhu Rendah
Logam tahan api tidak akan mudah retak atau pecah di bawah suhu tinggi dan tahan terhadap pemanasan berulang atau kejutan termal. Tungsten, molibdenum, kromium dan logam tahan api lainnya pada suhu rendah cenderung menjadi rapuh, sementara berubah menjadi ulet dalam kondisi suhu tinggi.
Suhu transisi ulet-Brittle (DBTT) adalah indeks penting untuk pemrosesan daktilitas dan penggunaan logam tahan api. DBTT dapat dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti kemurnian bahan, bahan paduan, metode pemrosesan, dan struktur. Ada dua cara untuk mengurangi DBTT. Salah satunya adalah menambahkan elemen paduan dalam logam tahan api.
Misalnya, renium dapat ditambahkan ke dalam tungsten. Cara lainnya adalah memilih metode pengolahan yang lebih masuk akal, seperti teknologi pengolahan plastik.
Resistensi Oksidasi
Logam tahan api kepadatan tinggi sangat stabil pada suhu kamar dan tidak mudah teroksidasi di udara. Namun, logam tahan api akan cepat teroksidasi di bawah suhu tinggi.
Tungsten dan molibdenum mulai teroksidasi pada sekitar 752° F. Mereka akan dioksidasi dan dihasilkan masing-masing menjadi WO3 dan MoO3 dengan suhu yang naik. Ketika suhu mencapai 1562°F dan 1112°F, material akan tersublimasi secara nyata. Renium mulai teroksidasi pada 572°F dan berubah menjadi Re2O7 pada suhu 662°F .
Tantalum dan niobium mulai teroksidasi pada suhu 536°F dan 392°F. Ketika suhu lebih dari 932°F, mereka akan menghasilkan menjadi Ta2O5 dan Nb2O5. Titanium dan zirkonium dapat teroksidasi dengan cepat pada suhu di atas 1112℉ hingga 1292℉. Serbuk zirkonium dan titanium dapat menyala sendiri di udara dan bahkan dapat terbakar dengan ledakan.
Untuk memperbaiki masalah oksidasi, ada dua langkah. Yang pertama memproduksi paduan antioksidan dan yang kedua menutupi logam tahan api dengan lapisan antioksidan.
Namun, masalah oksidasi logam tahan api di bawah suhu tinggi sejauh ini belum sepenuhnya terpecahkan.
Resistensi Oksidasi
Resistensi Oksidasi
Tungsten, molibdenum, renium tidak bereaksi dengan hidrogen tetapi oksidanya dapat direduksi menjadi logam dengan hidrogen pada suhu tertentu. Tungsten, molibdenum, dan renium dapat menjadi rapuh saat menyerap hidrogen. Ketika suhu mencapai antara 572°F hingga 932°F, logam tersebut akan menyerap hidrogen dalam jumlah besar dan menghasilkan hidrida logam getas.
Dalam kondisi vakum tinggi, hidrogen akan dilepaskan. Oleh karena itu, fitur logam tahan api ini dapat digunakan untuk memproduksi bubuk paduan titanium, zirkonium, tantalum, dan niobium.
Reaksi Hidrogen
Ketahanan Korosi
Logam tahan api memiliki ketahanan korosi yang baik. Ketika suhu di bawah 302°F, permukaan tantalum memiliki lapisan oksida yang padat dan stabil. Oleh karena itu, sifat kimia tantalum sangat stabil.
Tantalum memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap asam sulfat, asam klorida, asam nitrat, asam fosfat, asam organik, dan asam nitrat hidroklorida tetapi akan meleleh dalam asam fluorida, larutan alkali pekat dan cair dasar.
Ketahanan korosi niobium mirip dengan tantalum, tetapi tidak sebaik Ta. Tungsten sangat stabil pada suhu kamar dalam asam klorida, asam sulfat, asam nitrat, asam fluorida, dan aqua regia, tetapi natrium nitrat akan mudah terkorosi. Molibdenum serupa tetapi tidak sebagus tungsten dalam ketahanan korosi.
Secara umum, tantalum, niobium, titanium, zirkonium, dan logam tahan api lainnya adalah bahan anti-korosi yang sangat baik untuk berfungsi sebagai lapisan pelindung.
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api – Aplikasi
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, semakin banyak persyaratan yang diajukan untuk bahan. Saat ini, bahan tradisional tidak dapat memenuhi kebutuhan baru ini, tetapi bahan tahan api memainkan peran yang tak tergantikan di bidang industri pertahanan dan militer nasional, kedirgantaraan, informasi elektronik, energi, pencegahan kimia, metalurgi, dan industri nuklir.
Industri Nuklir
Penerapan logam tahan api dalam industri nuklir terutama tabung zirkonium diikuti oleh tungsten dan molibdenum. Zirkonium memiliki ketahanan yang baik terhadap radiasi dan korosi tepi air, sehingga sangat cocok untuk berbagai jalur pipa di reaktor “Air Bersih”.
Untuk memperkuat keselamatan nuklir dan mencegah kebocoran nuklir, perangkat penyimpanan energi inersia dari paduan kepadatan tinggi berbasis tungsten yang digunakan dalam reaktor nuklir generasi baru dapat mempertahankan siklus pendinginan 3-5 menit tanpa listrik setelah kecelakaan.
Dengan cara ini, kita dapat memperoleh waktu darurat yang berharga untuk penanganan kecelakaan dan mencegah reaktor nuklir terbakar dan menyebabkan kebocoran nuklir. Selain itu, logam dan paduan tahan api sering digunakan sebagai tangki penyimpanan limbah nuklir.
Teknologi Informasi Elektronik
Dalam sirkuit terpadu generasi baru, kebutuhan akan pembuangan panas dan toleransi suhu akan meningkatkan permintaan substrat tungsten dan molibdenum karena kabel menjadi semakin tipis (saat ini hingga 0,2 m). Bahan tahan api juga banyak digunakan di bagian pendukung, cincin penahan, dan penyangga dasar di industri elektronik.
Paduan tungsten dan bahan komposit W-Cu adalah bahan elektroda yang baik karena tungsten memiliki fungsi emisi elektron yang baik, yang telah banyak digunakan dalam EDM, blok pemandu lokomotif listrik, sakelar tegangan ultra-tinggi, dan pengelasan di industri tenaga.
Selain itu, paduan W-Re telah menggantikan platinum sebagai termokopel untuk pengukuran suhu pada banyak kesempatan, dan kawat tungsten-renium kinerja tinggi juga telah digunakan sebagai tabung gambar untuk mengirimkan elektron ke ribuan rumah.
Luar Angkasa, Lautan, dan Kedokteran
Pada abad ke-21, banyak negara secara aktif bersiap untuk membangun stasiun luar angkasa dan dunia bawah laut dengan harapan penggunaan ruang angkasa dan rumah harta karun laut secara damai.
Ada banyak partikel debu dan sampah antariksa di luar angkasa, yang membutuhkan material berintensitas tinggi dan sekaligus dapat menahan radiasi sinar berenergi tinggi di alam semesta . Bahan tahan api memiliki keunggulan unik di sini. Misalnya, stasiun ruang angkasa Mir bekas Uni Soviet dan pesawat ulang-alik AS menggunakan banyak bahan tahan api.
Demikian pula, tindakan korosif air laut tidak dapat ditoleransi oleh bahan biasa. Titanium adalah pilihan terbaik untuk menciptakan lingkungan manusia yang permanen di dasar laut. Tidak hanya berbobot ringan dan berkekuatan tinggi, tetapi juga memiliki ketahanan korosi yang baik.
Paduan niobium memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi darah dan dapat digunakan untuk membuat perancah vaskular. W, W-Mo, W-Re, dan W-Graphite telah digunakan sebagai target sinar-X dalam pengobatan, menyelamatkan banyak nyawa. Logam tahan api juga digunakan dalam elektroda penghancur batu ultrasonik, kisi-kisi sinar rakitan multidimensi, pisau gamma dan kolimator pisau konsentrator ultrasonik dan fasilitas medis canggih lainnya.
Aplikasi Lain
Tungsten dan molibdenum telah banyak digunakan sebagai elemen pemanas, pelindung panas, wadah dan bagian pendukung untuk peleburan tanah jarang dalam tungku suhu tinggi. Tabung tungsten dan molibdenum yang besar, elektroda molibdenum, pelapisan molibdenum, batang inti, dan hopper telah berhasil menggantikan platinum dalam industri kaca dan serat kaca serta memperoleh manfaat sosial dan ekonomi yang besar.
Logam tahan api juga digunakan sebagai komponen elektrotermal dan selongsong pengukur termal untuk pisau elektrotermal dan peleburan seng di industri tekstil.
Kesimpulan
Terima kasih telah membaca artikel kami – Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Logam Tahan Api , dan semoga dapat bermanfaat untuk anda. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang logam tahan api, Anda dapat mengunjungi Logam Tahan Api Tingkat Lanjut (LENGAN ) untuk informasi lebih lanjut.
