Usando tântalo para proteger componentes elétricos críticos

Por Frank Tobe | 21 de novembro de 2015

A blindagem contra radiação é um aspecto importante das estruturas aeroespaciais de alumínio, como satélites. A blindagem graduada em Z tem sido usada em satélites há anos. Envolve a laminação de vários metais diferentes, cada um com um número atômico diferente. A variação no número Z cria um filtro eficaz ao longo de um amplo espectro de radiação.

A blindagem graduada Z pode proteger componentes eletrônicos sensíveis e reduzir o ruído de fundo para análise de sinal. Geralmente, uma abordagem Z graduada também será mais leve e mais fina do que a blindagem tradicional. Os satélites usaram combinações de alumínio, titânio e tântalo para criar uma estrutura em Z graduada.

O tântalo tem alta resistência à corrosão e, portanto, pode ser usado para revestir componentes que irão operar em um ambiente corrosivo. Uma empresa, a Fabrisonic, incorpora tântalo em estruturas aeroespaciais de alumínio para proteção contra radiação usando um processo de manufatura aditiva ultrassônica (UAM).

UAM pode facilmente soldar metais diferentes. Assim, a Fabrisonic pode imprimir painéis estruturais em 3D com vários materiais de número Z diferentes em um único componente. Os benefícios são a redução do número de peças e a não necessidade de operações complexas de brasagem.

Aqui está uma placa de viabilidade onde a Fabrisonic imprimiu camadas em 3D de alumínio 6061 e uma lâmina de 0,008 pol. folha grossa de tântalo (foto inferior). O tântalo pode ser integrado em estruturas de alumínio impressas em 3D, como componentes estruturais de satélites. Assim, a estrutura e o escudo de radiação podem ser combinados em um painel monolítico (foto superior).

Além das aplicações graduadas em Z, o tântalo é um bom absorvedor de nêutrons; existem várias aplicações terrestres para blindagem de nêutrons. A Fabrisonic está atualmente trabalhando com incorporação de tântalo para aplicações de blindagem de nêutrons para medicina nuclear.

O processo de impressão 3D de estado sólido UAM usa ondas sonoras para mesclar camadas de folha de metal para verdadeiras ligações metalúrgicas com densidade total. Os metais que podem ser usados ​​para este processo incluem tântalo, európio, titânio e alumínio.

As tecnologias de impressão 3D de metal têm a promessa de criar peças com estruturas complexas em camadas, impossíveis com as abordagens de fabricação convencionais. Com a tecnologia de impressão 3D de metal da Fabrisonic, você pode imprimir peças em 3D usando vários metais diferentes em camadas na mesma peça e com precisão CNC.

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