다양한 분야에서의 액체질소의 활용 (3) 전자 및 제조 분야

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액체 질소: 액체 상태의 질소 기체. 불활성, 무색, 무취, 비부식성, 불연성이며, 극저온에서 작동합니다. 질소는 대기의 대부분(부피 기준 78.03%, 중량 기준 75.5%)을 구성합니다. 질소는 비활성이며 연소를 촉진하지 않습니다. 기화 중 과도한 흡열 접촉으로 동상이 발생할 수 있습니다.

액체 질소는 편리한 냉매입니다. 독특한 특성 덕분에 액체 질소는 점차 많은 사람들의 관심과 인정을 받고 있습니다. 축산, 의료, 식품 산업, 그리고 극저온 연구 분야에서 액체 질소의 사용은 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 전자, 야금, 항공우주, 기계 제조 등 다양한 분야에서 액체 질소의 활용 범위가 확대되고 발전해 왔습니다.

극저온 초전도

초전도체는 고유한 특성을 지녀 다양한 분야에 널리 사용될 가능성이 높습니다. 초전도체는 액체 헬륨 대신 액체 질소를 초전도 냉매로 사용하여 만들어지며, 이는 초전도 기술의 광범위한 응용 분야를 개척하여 20세기의 위대한 과학 발명 중 하나로 손꼽힙니다.

초전도 자기부상 기술은 초전도 세라믹 YBCO입니다. 초전도 물질이 액체 질소 온도(78K, -196°C에 비례)로 냉각되면 정상 상태에서 초전도 상태로 변합니다. 차폐 전류에 의해 생성된 자기장은 궤도의 자기장을 밀어내는데, 이 힘이 열차 무게보다 크면 차량이 정지할 수 있습니다. 동시에, 냉각 과정에서 자속 고정 효과로 인해 자기장의 일부가 초전도체에 가두어집니다. 이 가두어지는 자기장은 궤도의 자기장에 끌리게 되고, 반발과 인력이 동시에 작용하여 차량은 궤도 위에 단단히 고정됩니다. 자석 사이의 일반적인 동성 반발과 이성 인력 효과와는 달리, 초전도체와 외부 자기장 사이의 상호작용은 서로를 밀어내고 끌어당깁니다. 따라서 초전도체와 영구 자석은 모두 자체 중력에 저항하여 서로의 아래에 거꾸로 매달리거나 매달릴 수 있습니다.

전자 부품 제조 및 테스트

환경 응력 스크리닝은 여러 모델 환경 요인을 선정하고, 부품 또는 전체 기계에 적절한 양의 환경 응력을 가하여 부품의 공정 결함, 즉 생산 및 설치 공정의 결함을 유발하고, 이를 수정 또는 교체하는 것입니다. 주변 응력 스크리닝은 온도 사이클과 무작위 진동을 수용하는 데 유용합니다. 온도 사이클 시험은 높은 온도 변화율과 큰 열 응력을 수용하여 이종 재료 부품의 접합 불량, 재료 자체의 비대칭성, 숨겨진 문제 및 민첩한 고장으로 인한 공정 결함을 5℃/분의 온도 변화율로 허용합니다. 한계 온도는 -40℃, +60℃이며, 사이클 횟수는 8회입니다. 이러한 환경 변수의 조합은 가상 용접, 부품 클리핑, 부품 자체 결함 노출을 더욱 명확하게 보여줍니다. 대량 온도 사이클 시험의 경우, 2상자법 수용을 고려할 수 있습니다. 이러한 환경에서 스크리닝은 수준별로 수행되어야 합니다.

액체 질소는 전자 부품과 회로 기판을 차폐하고 테스트하는 데 더 빠르고 유용한 방법입니다.

극저온 볼 밀링 기술

극저온 행성 볼 밀은 액체 질소 가스를 보온 커버가 장착된 행성 볼 밀에 연속적으로 주입합니다. 차가운 공기가 고속 회전하면서 볼 분쇄 탱크에서 발생하는 열을 실시간으로 흡수하여, 볼 분쇄 탱크가 재료와 함께 분쇄 볼을 항상 일정한 극저온 환경에 유지합니다. 극저온 환경에서는 혼합, 미세 분쇄, 신제품 개발 및 첨단 소재의 소량 생산이 가능합니다. 이 제품은 크기가 작고, 효율이 높으며, 규정 준수율이 높고, 소음이 적어 의학, 화학 산업, 환경 보호, 경공업, 건축 자재, 야금, 세라믹, 광물 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다.

녹색 가공 기술

극저온 절삭은 액체 질소, 액체 이산화탄소, 냉각 공기 분사와 같은 극저온 유체를 절삭 영역의 절삭 시스템에 사용하여 절삭 영역을 국부 극저온 또는 초극저온 상태로 만들고 극저온 조건에서 공작물의 극저온 취성을 이용하여 공작물 절삭 가공성, 공구 수명 및 공작물 표면 품질을 향상시킵니다.냉각 매체의 차이에 따라 극저온 절삭은 냉풍 절삭과 액체 질소 냉각 절삭으로 나눌 수 있습니다.극저온 냉풍 절삭 방법은 공구 끝의 가공 부분에 -20℃ ~ -30℃(또는 그 이하)의 극저온 기류를 분사하고 미량의 식물성 윤활제(시간당 10~20m³)를 혼합하여 냉각, 칩 제거 및 윤활 역할을 합니다.기존 절삭과 비교하여 극저온 냉각 절삭은 가공 적합성을 개선하고 공작물 표면 품질을 개선하며 환경 오염을 거의 발생시키지 않습니다. 일본 야스다 공업(Yasuda Industry Company)의 가공 센터는 모터 축과 커터 축 중간에 단열 덕트를 삽입하고 -30℃의 극저온 냉풍을 이용하여 블레이드에 직접 연결하는 방식을 채택했습니다. 이러한 배치는 절삭 조건을 크게 개선하고 냉풍 절삭 기술 구현에 도움이 됩니다. 요코카와 가즈히코(Kazuhiko Yokokawa)는 선삭 및 밀링 가공에서 냉풍 냉각에 대한 연구를 수행했습니다. 밀링 시험에서는 수성 절삭유, 상온풍(+10℃), 냉풍(-30℃)을 사용하여 절삭력을 비교했습니다. 그 결과, 냉풍을 사용했을 때 공구 내구성이 크게 향상되었습니다. 선삭 시험에서 냉풍(-20℃)의 공구 마모율은 상온풍(+20℃)보다 현저히 낮았습니다.

액체 질소 냉각 절삭은 두 가지 중요한 응용 분야가 있습니다. 하나는 병 압력을 이용하여 절삭유처럼 절삭 영역에 액체 질소를 직접 분사하는 것입니다. 다른 하나는 열 발생 시 액체 질소의 증발 사이클을 이용하여 공구 또는 공작물을 간접적으로 냉각하는 것입니다. 극저온 절삭은 티타늄 합금, 고망간강, 경화강 및 기타 가공이 어려운 소재의 가공에 중요합니다. KPRaijurkar는 H13A 초경 공구를 사용하고 액체 질소 사이클 냉각 공구를 사용하여 티타늄 합금에 대한 극저온 절삭 실험을 수행했습니다. 실험 결과, 기존 절삭 방식과 비교하여 공구 마모가 현저히 감소하고 절삭 온도가 30% 감소했으며 공작물 표면 가공 품질이 크게 향상되었습니다. Wan Guangmin은 간접 냉각 방식을 사용하여 고망간강에 대한 극저온 절삭 실험을 수행했으며, 그 결과에 대해 논평했습니다. 간접 냉각 방식을 사용하여 고망간강을 극저온에서 가공하면 공구 부하가 감소하고 공구 마모가 감소하며 가공 경화 징후가 개선되고 공작물 표면 품질도 향상됩니다. Wang Lianpeng 외. CNC 공작기계에서 담금질강 45의 저온 가공에 액체질소 분사법을 적용하고 시험 결과를 분석했습니다. 담금질강 45의 저온 가공에 액체질소 분사법을 적용하면 공구의 내구성과 가공물 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다.

액체 질소 냉각 가공 상태에서 초경 소재는 굽힘 강도, 파괴 인성, 내식성을 연결하지만, 강도와 경도는 온도에 따라 증가하므로 액체 질소 냉각에서 초경 절삭 공구 소재는 상온과 마찬가지로 우수한 절삭 성능을 나타낼 수 있으며, 그 성능은 결합상 수에 따라 결정됩니다. 고속도강의 경우 극저온에서 경도는 증가하고 충격 강도는 낮지만, 전반적으로 더 나은 절삭 성능을 나타낼 수 있습니다. 그는 극저온에서 절삭 가공성을 개선하기 위한 연구를 수행했으며, 저탄소강 AIS11010, 고탄소강 AIS1070, 베어링강 AISIE52100, 티타늄 합금 Ti-6A 1-4V, 주조 알루미늄 합금 A390 등 다섯 가지 소재를 선정하여 연구 및 평가를 수행했습니다. 극저온에서 우수한 취성을 나타내므로 극저온 절삭으로 원하는 가공 결과를 얻을 수 있습니다. 고탄소강 및 베어링강의 경우, 액체 질소 냉각을 통해 절삭 영역의 온도 상승과 공구 마모율을 억제할 수 있습니다. 알루미늄 합금의 절삭 주조에서 극저온 냉각을 적용하면 공구 경도와 실리콘상 연마 마모 능력에 대한 공구 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 티타늄 합금의 가공에서 동시에 극저온 냉각 공구와 가공물은 유용하며 낮은 절삭 온도를 제공하고 티타늄과 공구 재료 간의 화학적 친화력을 제거합니다.

액체 질소의 다른 응용 분야

주취안 위성은 로켓 연료의 추진제인 액체 질소를 생산하기 위해 중앙 특수 연료 스테이션을 보냈는데, 이 액체 질소는 고압 상태에서 연소실로 밀어 넣어졌습니다.

고온 초전도 전력 케이블. 비상 유지보수 시 액체 파이프라인 동결에 사용됩니다. 재료의 극저온 안정화 및 극저온 급냉에 적용됩니다. 액체 질소 냉각 장치 기술(산업 응용 분야의 열팽창 및 저온 수축 신호)도 널리 사용됩니다. 액체 질소 클라우드 시딩 기술. 실시간 액체 방울 분사 방식의 액체 질소 배수 기술은 끊임없이 심층적인 연구를 진행하고 있습니다. 질소를 지하 화재 진압에 적용하여 화재를 신속하게 진압하고 가스 폭발 피해를 제거합니다. 액체 질소를 선택하는 이유: 다른 방법보다 빠르게 냉각되고 다른 물질과 화학적으로 반응하지 않아 공간 활용도를 크게 높이고 건조한 환경을 제공하며, 환경 친화적입니다(액체 질소는 사용 후 대기 중으로 직접 휘발되어 오염 물질을 남기지 않음). 사용이 간편하고 편리합니다.

HL 극저온 장비

HL 극저온 장비1992년에 설립된 브랜드입니다.HL 극저온 장비 회사 극저온 장비 유한회사HL Cryogenic Equipment는 고객의 다양한 요구를 충족하기 위해 고진공 단열 초저온 배관 시스템 및 관련 지원 장비의 설계 및 제조에 전념합니다. 진공 단열 파이프와 플렉시블 호스는 고진공 및 다층 다층 스크린 특수 단열 재료로 제작되며, 일련의 매우 엄격한 기술 처리 및 고진공 처리를 거쳐 액체 산소, 액체 질소, 액체 아르곤, 액체 수소, 액체 헬륨, 액화 에틸렌 가스(LEG) 및 액화 천연 가스(LNG)의 이송에 사용됩니다.

HL 극저온 장비 회사의 상분리기, 진공 파이프, 진공 호스 및 진공 밸브 제품군은 일련의 매우 엄격한 기술 처리를 거쳐 액체 산소, 액체 질소, 액체 아르곤, 액체 수소, 액체 헬륨, LEG 및 LNG를 이송하는 데 사용되며, 이러한 제품은 공기 분리, 가스, 항공, 전자, 초전도체, 칩, 제약, 바이오뱅크, 식품 및 음료, 자동화 조립, 화학 공학, 철강, 고무, 신소재 제조 및 과학 연구 등의 산업에서 극저온 장비(예: 극저온 저장 탱크, 듀어 및 콜드박스 등)에 서비스됩니다.


게시 시간: 2021년 11월 24일

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