Orientador: Daltro Garcia Pinatti

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: É feita a revisão detalhada dos mecanismos de interação metal-gás do nitrogênio e oxigênio nos metais refratários V, Nb, Ta, Mo e W nos estados de equilíbrio, estacionário e cinético nas condições de amostras sólidas e vácuo limpo. Os dados científicos levantados no detalhamento acima são...

Resumo: É feita a revisão detalhada dos mecanismos de interação metal-gás do nitrogênio e oxigênio nos metais refratários V, Nb, Ta, Mo e W nos estados de equilíbrio, estacionário e cinético nas condições de amostras sólidas e vácuo limpo. Os dados científicos levantados no detalhamento acima são estendidos ao metal no estado liquido em condições de refino à vácuo por feixe eletrônico, partindo de eletrodos reduzidos por aluminotermia contendo como impurezas principais o AL (5% ppm-p), C (6500 ppm-p), N (500 ppm-p) e Si (2600 ppm-p). Foi verificado que a extensão é válida com completa concordância entre teoria e experiência. Foi proposta uma nova conceituação de uma planta de feixe eletrônico para refino de nióbio, baseada nos conceitos científicos acima, resultando numa planta compacta de 1 m3 de câmara, I 20.000 l/s de capacidade de bombeamento, 300 KW de potência, para uma produção realizada de nióbio de 40 t/ano e esperada de 100 t/ano. Foi implantado um sistema de análise de intersticiais H / N / O por extração por fusão a vácuo para analise dos resultados e comparação com as teorias. Esta é a primeira vez que o processo de refino por feixe eletrônico e respectiva planta são analisados do ponto de vista científico da interação metal-gás

Abstract: It has been made a review of gas-metal interaction mechanisms for Nitrogen and Oxygen in the refractory metals V, Nb, Ta, Mo and W concerning to equilibria, steady states and kinetics conditions for solid samples and clean vacuum systems. The scientific data for these conditions have been...

Abstract: It has been made a review of gas-metal interaction mechanisms for Nitrogen and Oxygen in the refractory metals V, Nb, Ta, Mo and W concerning to equilibria, steady states and kinetics conditions for solid samples and clean vacuum systems. The scientific data for these conditions have been extended to the liquid metal refined in an electron beam furnace, starting from electrodes reduced by aluminothermic reaction which major impurities are: Al (5 w/o), O (6500 wt-ppm) , N (500 wt-ppm) and Si (2600 wt-ppm). It has been verified that this extension is valid and the agreement between theoretical and experimental results is complete. It has been proposed a new electron beam furnace for niobium refining based on, the scientific concepts, resulting in a compact plant with 1 m3 size for the melting chamber, 20000 l/sec of pumping capacity and 300 KW power, for 40 ton/year of realized production and 100 ton/year expected production in Niobium metal. It has been established a system for interstitial analysis (H / N / O) by vacuum hot extraction in order to compare the experimental results with the theoretical ones. This is the first time refining process and the furnace itself are analyzed based on scientific data of gas-metal interaction