Crear sellos criogénicos de alta calidad con indio

Hablé recientemente con Graham Wilson (Ingeniero sénior de aplicaciones en Indium Corporation) sobre el consejo que quisiéramos darle a nuestros clientes para conformar el mejor sello posible mediante el uso de alambre de indio o preformas de indio (juntas):

Jim:  Graham, muchos clientes nos piden sugerencias para el uso del indio en sellos criogénicos. ¿También lo has percibido así?

Graham: Si, pues las características inherentes del material -indio incluyen muchas opciones para fabricar sellos criogénicos.

Jim: ¿Puedes decirme qué nivel de pureza es el mejor para el sellado?

Graham: La mejor pureza estándar para aplicaciones criogénicas es un mínimo de 4N5 (99.995% indio). A menudo, las aplicaciones fundamentales requieren una pureza 5N (99.999% indio). La mejor práctica es usar indio de pureza 5N si se tiene alguna duda, aunque algunos clientes pueden arreglárselas con pureza 4N en algunos casos individuales.

Jim: Buena decisión, pero, ¿qué pasa con los contaminantes en la superficie del indio?

Graham: Cualquier contaminante en la superficie puede dañar la junta y sus propiedades de sellado. Debido a la forma en que procesamos y manipulamos el indio en nuestras instalaciones, nuestro material se envía limpio al cliente. Aunque algunos metales formarán una capa gruesa de óxido metálico en su superficie, el indio puro tiene la capacidad de pasivar por sí mismo su superficie. Cuando se expone a las condiciones ambientales, el indio forma solo una película delgada de óxido en su superficie. Se desarrollará una capa de óxido de 80-100Å de grosor máximo en la superficie 2 a 4 horas antes de que este óxido comience a actuar como una barrera protectora, protegiendo la superficie contra oxidación adicional.

Jim: Entonces, asumamos que ahora se tiene indio de pureza correcta, está limpio y listo para usar. ¿Qué más debemos considerar sobre las superficies que sellamos en conjunto (bridas)?

Graham: Los otros materiales sujetos (bridas) también deben estar libres de contaminantes. Esto se puede lograr de muchas maneras. Normalmente se utiliza acetona seguida de IPA para secar. La capa de óxido que forma el indio es tan delgada que puede eliminarse muy rápidamente sumergiendo el indio metálico en un ácido suave (baño de aguafuerte).  

Jim:Siento que he pasado por alto un aspecto importante de esta aplicación de sellado. ¿Qué pasa con el diseño? ¿Nos podrías dar algunas reglas a seguir?

Graham: Una vez que el indio y los metales en cuestión se limpian y desengrasan, el indio se puede colocar en el ensamblaje mecánico. La compresión desplaza el área de superficie de la junta, lo que expone el material de indio virgen a las bridas y conforma a la unión intermetálica para constituir el sello.

Jim: ¿Qué podemos esperar si hacemos esto correctamente?

Graham: Los sellos que se conforman correctamente pueden tener tasas de fuga menores que 2x10 -7 torr litros/segundo -1.

Gracias, Graham.

Si tienen otras preguntas sobre el uso del indio para sellos criogénicos, Graham y los demás ingenieros de aplicaciones de todo el mundo están solo a un correo electrónico de distancia, en AskUs@Indium.com

~Jim