Di recente ho parlato con Graham Wilson (Sr. Applications Engineer di Indium Corporation) dei consigli che darebbe ai clienti che vogliono ottenere la migliore tenuta possibile utilizzando fili di indio o preforme di indio (guarnizioni):
Jim: Graham, molti clienti ci chiedono suggerimenti sull'uso dell'indio per le guarnizioni criogeniche. Avete riscontrato anche voi questa situazione?
Graham: Sì, grazie alle caratteristiche intrinseche del materiale, l 'indio è un'ottima scelta per la produzione di guarnizioni criogeniche.
Jim:Può dirmi qual è il livello di purezza migliore per la sigillatura?
Graham: La purezza standard migliore per le applicazioni criogeniche è un minimo di 4N5 (99,995%In). Le applicazioni critiche richiedono spesso una purezza di 5N (99,999%In). In caso di dubbio, la prassi migliore è quella di utilizzare indio puro 5N, anche se in alcuni casi specifici alcuni clienti possono utilizzare la purezza 4N.
Jim: Buona idea, ma che dire dei contaminanti sulla superficie dell'indio?
Graham: Qualsiasi contaminante superficiale può potenzialmente compromettere la guarnizione e le sue proprietà di tenuta. Grazie al modo in cui trattiamo e manipoliamo l'indio nel nostro stabilimento, il nostro materiale viene spedito pulito al cliente. Mentre alcuni metalli formano ossidi metallici molto spessi sulla loro superficie, l'indio puro ha la capacità di autopassivarsi; quando è esposto a condizioni ambientali, l'indio forma solo una sottile pellicola di ossido sulla sua superficie metallica. Gli 80-100Å di ossido che si formano sono lo spessore massimo che si svilupperà sulla superficie nell'arco di 2-4 ore prima che questo ossido inizi ad agire come barriera protettiva, proteggendo la superficie da ulteriori ossidazioni.
Jim: Supponiamo di avere la giusta purezza dell'indio e che sia pulito e pronto all'uso. Cos'altro dobbiamo considerare delle superfici che stiamo sigillando insieme (flange)?
Graham: Anche gli altri materiali (flange) devono essere privi di contaminanti. Questo si può ottenere in molti modi; in genere si usa acetone seguito da IPA per asciugare. Lo strato di ossido che l'indio forma è così sottile che può essere rimosso molto rapidamente immergendo l'indio metallico in un acido leggero (incidendo lo strato di ossido).
Jim: Mi sembra di aver trascurato un aspetto importante di questa applicazione di sigillatura. Che dire della progettazione? Potrebbe darci qualche regola da seguire?
Graham: Una volta che l'indio e i metalli in questione sono stati puliti/sgrassati, l'indio può essere inserito nell'assemblaggio meccanico. È la compressione che sposta la superficie della guarnizione, esponendo il materiale di indio vergine alle flange e formando il legame intermetallico per realizzare la tenuta.
Jim: Cosa possiamo aspettarci se lo facciamo in modo corretto?
Graham: Le guarnizioni formate correttamente possono avere tassi di perdita inferiori a 2 x10 -7 torr litro/sec -1 .
Grazie, Graham.
Se avete altre domande sull'uso dell'indio per le guarnizioni criogeniche, Graham e gli altri ingegneri applicativi di tutto il mondo sono a portata di e-mail all'indirizzo [email protected].
~Jim
