Uso de tantalio para proteger componentes eléctricos críticos

Por Frank Tobe | 21 de noviembre de 2015

El blindaje contra la radiación es un aspecto importante de las estructuras aeroespaciales de aluminio, como los satélites. El blindaje de grado Z se ha utilizado en satélites durante años. Implica laminar varios metales diferentes juntos, cada uno con un número atómico diferente. La variación en el número Z crea un filtro efectivo a lo largo de un amplio espectro de radiación.

El blindaje graduado en Z puede proteger los componentes electrónicos sensibles y reducir el ruido de fondo para el análisis de señales. En general, un enfoque en Z graduado también será más liviano y delgado que el blindaje tradicional. Los satélites han utilizado combinaciones de aluminio, titanio y tantalio para crear una estructura Z graduada.

El tantalio tiene una alta resistencia a la corrosión y, por lo tanto, se puede usar para recubrir componentes que operarán en un ambiente corrosivo. Una empresa, Fabrisonic, incorpora tantalio en estructuras aeroespaciales de aluminio para protección contra la radiación mediante un proceso de fabricación aditiva ultrasónica (UAM).

UAM puede soldar fácilmente metales diferentes. Por lo tanto, Fabrisonic puede imprimir paneles estructurales en 3D con varios materiales de número Z diferentes en un solo componente. Los beneficios son la reducción del número de piezas y la eliminación de la necesidad de operaciones complejas de soldadura fuerte.

Aquí hay una placa de factibilidad donde Fabrisonic imprimió capas en 3D de aluminio 6061 y una placa de 0.008 pulgadas. lámina gruesa de tantalio (foto inferior). El tantalio se puede integrar en estructuras de aluminio impresas en 3D, como componentes estructurales de satélites. Por lo tanto, la estructura y el escudo de radiación se pueden combinar en un panel monolítico (foto superior).

Además de las aplicaciones Z graduadas, el tantalio es un buen absorbente de neutrones; Hay varias aplicaciones terrestres para el blindaje de neutrones. Fabrisonic está trabajando actualmente con la incorporación de tantalio para aplicaciones de protección de neutrones para medicina nuclear.

El proceso de impresión 3D de estado sólido de la UAM utiliza ondas de sonido para fusionar capas de láminas de metal para lograr verdaderas uniones metalúrgicas con densidad completa. Los metales que se pueden utilizar para este proceso incluyen tantalio, europio, titanio y aluminio.

Las tecnologías de impresión 3D de metal tienen la promesa de crear piezas con estructuras en capas complejas que no son posibles con los enfoques de fabricación convencionales. Con la tecnología de impresión 3D de metal de Fabrisonic, puede imprimir piezas en 3D utilizando varios metales diferentes en capas en la misma pieza y con precisión CNC.

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