În domeniul producției de vârf-și imagistică medicală,niobiu, ca metal strategic atât cu deficit, cât și cu performanță ridicată, a devenit materialul de bază care sprijină implementarea tehnologiilor cheie, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică (RMN), cu proprietățile sale superconductoare excelente. Niobiul pur poate atinge o conducție cu rezistență zero la temperatura heliului lichid (4,2 K, adică -268,95 grade). Această performanță unică îl face să ocupe o poziție de neînlocuit în domeniul aplicațiilor supraconductoare, oferind în special suport de bază pentru imagistica precisă a echipamentelor RMN, pentru a promova dezvoltarea industriei imagistice medicale în direcția unei rezoluții mai mari și mai multă stabilitate.
Niobiul (Nb) este un metal rar-gri, alb, cu un număr atomic de 41. Are caracteristicile unui punct de topire ridicat, o ductilitate bună și proprietăți chimice stabile. Miezul reprezintă proprietățile sale superconductoare excelente-este unul dintre metalele cu cele mai bune proprietăți supraconductoare. Unul, niobiul pur va intra în starea supraconductoare într-un mediu cu temperatură-extrem de joasă, răcit cu heliu lichid. În acest moment, rezistența va dispărea complet, iar curentul poate circula permanent în interiorul ei fără pierderi. În același timp, va prezenta și diamagnetism complet (efectul Meissner), care poate respinge eficient câmpurile magnetice rătăcite externe, care este, de asemenea, caracteristica cheie a adaptării sale la echipamentul RMN. În comparație cu alte metale supraconductoare, niobiul are o temperatură critică superconductoare moderată, un proces de preparare relativ matur și un cost controlabil. A devenit unul dintre cele mai utilizate materiale metalice în domeniul supraconductivității la temperatură joasă{10}.
Tehnologia imagistică prin rezonanță magnetică (IRM) este mijlocul de bază al diagnosticului imagistic medical modern. Principiul său de bază este de a utiliza efectul de rezonanță al unui câmp magnetic puternic și al nucleelor de hidrogen din țesutul uman pentru a genera imagini clare ale structurii interne a corpului uman fără radiații ionizante și cu rezoluție înaltă a imaginii. Poate detecta cu precizie leziunile țesuturilor moi umane și joacă un rol de neînlocuit în diagnosticarea bolilor creierului, coloanei vertebrale, cardiovasculare și a altor boli. Componenta centrală a echipamentului RMN, magnetul supraconductor, se bazează pe proprietățile supraconductoare ale niobiului pentru a genera un câmp magnetic stabil și puternic.
În fabricarea magneților supraconductori RMN, niobiul pur și aliajele de niobiu (cum ar fi aliajele de niobiu-titan) sunt materiile prime de bază. Magneții supraconductori trebuie să mențină un câmp magnetic stabil și puternic într-un mediu cu temperatură extrem de joasă-, iar caracteristicile de rezistență zero- ale niobiului pur la temperatura heliului lichid pot asigura că curentul din bobina magnetului rulează fără pierderi, reducând considerabil consumul de energie al echipamentului și evitând pierderea de curent. Căldura afectează stabilitatea câmpului magnetic; efectul său Meissner poate proteja eficient interferența câmpului magnetic extern, poate asigura că câmpul magnetic generat de magnet este uniform și stabil și oferă o garanție pentru imagini precise. În prezent, bobinele magnetice supraconductoare ale echipamentelor RMN de 1,5 T și 3 T sunt realizate din materiale supraconductoare pe bază de niobiu-. De exemplu, magnetul principal al Siemens MAGNETOM Vida 3T RMN utilizează fire supraconductoare de niobiu-titan, care reduc consumul de energie cu 90% în comparație cu bobinele convenționale de cupru. % deasupra.
Pe lângă magnetul supraconductor de bază, niobiul are aplicații și în alte componente cheie ale dispozitivelor RMN. De exemplu, piesele de etanșare în vid ale magnetului și părțile conductoare ale bobinei de radiofrecvență utilizează rezistența la coroziune, ductilitatea ridicată și conductivitatea excelentă a niobiului pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului pe termen lung, la temperatură extrem de scăzută și la medii de câmp magnetic înalt-magnetic{- și pentru a prelungi durata de viață a echipamentului. Odată cu modernizarea tehnologiei imagistice medicale, cercetarea și dezvoltarea și aplicarea RMN cu câmp înalt-(cum ar fi 7T și mai sus) devin din ce în ce mai extinse, ceea ce impune cerințe mai ridicate pentru puritatea și performanța materialelor cu niobiu și promovează progrese continue în tehnologia de procesare profundă a niobiului.
Judecând după situația actuală a industriei, oferta globală de niobiu prezintă un model foarte concentrat. Brazilia controlează mai mult de 90% din resursele de niobiu ale lumii. Fiind cel mai mare consumator de niobiu din lume, China se bazează pe importuri în proporție de peste 80%, iar dependența de import de materiale de niobiu de ultimă generație este și mai mare. ridicat. Dezvoltarea continuă a industriei RMN a determinat în mod direct creșterea constantă a cererii de niobiu în domeniul medical. Odată cu intensificarea îmbătrânirii globale și popularizarea echipamentelor de imagistică medicală primară, capacitatea instalată a echipamentelor RMN a crescut de la an la an, amplificând și mai mult cererea pieței pentru materiale cu niobiu. În același timp, aplicarea supraconductoare a niobiului s-a extins și la domenii de vârf-cum ar fi fuziunea nucleară controlabilă și calculul cuantic, dar aplicarea sa în domeniul RMN încă ocupă o pondere de bază.
În viitor, odată cu dezvoltarea tehnologiei RMN-fără heliu lichid și popularizarea RMN cu câmp înalt-, vor fi propuse cerințe mai mari pentru performanța materialelor cu niobiu, promovând modernizarea și iterarea tehnologiilor precum purificarea niobiului și prepararea aliajelor și, de asemenea, stimulând explorarea și dezvoltarea resurselor de niobiu. dezvoltare pentru a atenua situația actuală de dezechilibru global al ofertei. Fiind material de susținere de bază al tehnologiei RMN, proprietățile supraconductoare ale niobiului nu numai că își stabilesc poziția de bază în industria imagistică medicală, dar devin și o verigă importantă care conectează industria metalelor rare și industria medicală de vârf-, promovând dezvoltarea coordonată a celor două industrii.
În concluzie, niobiul a devenit un material cheie indispensabil pentru echipamentele RMN, datorită proprietăților sale supraconductoare cu rezistență zero{0}la temperatura heliului lichid. Performanța sa determină în mod direct calitatea imaginii, nivelul consumului de energie și stabilitatea de funcționare a echipamentului RMN. Odată cu progresul continuu al tehnologiei medicale și extinderea continuă a aplicațiilor supraconductoare, valoarea niobiului în industrie va fi evidențiată și mai mult și va deveni o forță importantă pentru promovarea modernizării-producției de vârf și a industriilor medicale și medicale.
lisa
Director de vânzări
Număr de telefon/WhatsApp
(86)-18291772322
e{0}}e-mail
Ta-Nb@titanmsgp.com
