碳化铬
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目前已知的十种耐热材料

2020-11-17 16:02:08

耐热,heat resistance,是指在高温下具有高的抗氧性、抗蠕变性与强度持久的特性。常用材料的*高使用温度来表征。

我们都知道,在航空发动机中,涡轮叶片由于处于温度*高、应力*复杂、环境*恶劣的部位而被列为第yi关键件,并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平,特别是承温能力,成为一种型号发动机先进程度的重要标志,在一定意义上,也是一个guo家航空工业水平的显著标志。可见,耐高温材料的重要性不言而喻!

下面,介绍目前已知的十种*耐热材料。让你我长长见识。

第yi位:碳化钽铪合金(熔点3990 ℃)

早在1930年, Agte 等人即提出钽铪碳合金具有*高的熔点(4215 °C ),之后得到 Andrievskii 等人的验证,但目前,文献中仍然有提到说碳化钽合金的熔点*高的,对于这几种化合物的熔点的具体数值,不同文献记载的也有差异。

碳化钽铪合金,是一种二元化合物,碳化钽(熔点3983°C)和碳化铪(熔点3928°C)组成。

可作喷气发动机和导弹上的结构材料和高熔点金属熔炼坩埚的内衬。

碳化钽

第二位:石墨 (3850±50℃)

石墨是元素碳的一种同素异形体,是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm,同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。

可用作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料以及铸造、翻砂、压模及高温冶金材料,柔性石墨密封材料,汽车电池,新型复合材料等。

第三位:金刚石 (3550 ℃)

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身,它是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的*坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石

从片层内部来看,石墨是原子晶体;从片层之间来看,石墨是分子晶体(总体说来,石墨应该是混合型晶体);而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10^-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10^-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高。

可用作工艺品和工业中的切割工具。涂在音响纸盆上,音箱音质会大为改善。观赏宝石。

第四位:钨 (3400 ℃)

钨,一种金属元素。钢灰色或银白色,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀;中国是世界上*大的钨储藏国。

钨是一种战略金属。众所周知,稀有金属是guo家的重要战略资源,而钨是典型的稀有金属,具有极为重要的用途。它是当代高科技新材料的重要组成部分,一系列电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等均需使用独特性能的钨。用量虽说不 大,但至关重要,缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。

主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器,化学仪器。

第五位:二硼化锆(3245℃)

硼化锆是一种化学品,别名二硼化锆,灰色坚硬 晶体。加热后在较大的温度范围内稳定。熔点虽高,但在较低温度下能烧结。

可用作宇航耐高温材料、耐磨光滑的固体材料、切削工具、温差热电偶保护管以及电解熔融化合物的电极材料。特别适于用作滚动轴承滚珠的表面。

第六位:二硼化钛(3225℃)

二硼化钛粉末是灰色或灰黑色的,具有六方(AlB2)的晶体结构。有很高的硬度。二硼化钛在空气中抗氧化温度可达1000℃,在HCl和HF酸中稳定。

主要用于制备复合陶瓷制品,可用于熔融金属坩锅和电解池电极的制造。

第七位:铼(3180℃)

铼是一种化学元素,符号为Re。是种银白色的重金属,在元素周期表中属于第6周期过渡金属。它是地球地壳中*稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一,同时也是熔点和沸点*高的元素之一。

全球铼产量的70%都用于制造喷射引擎的高温合金部件。铼的另一主要应用是在铂﹣铼催化剂,可用于生产无铅、高辛烷的汽油。

第八位:碳化钛(3100℃)

碳化钛是具有金属光泽的铁灰色晶体, 属于 NaCl型简单立方结构, 晶格常数为 0.4329 nm, 空间群为Fm3m, 在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的,碳化钛原子间以很强的共价键结合, 具有类似金属的若干特性, 如高的熔点、沸点和硬度, 硬度仅次于金刚石, 有良好的导热和导电性, 在温度极低时甚至表现出超导性。

被广泛用于制造金属陶瓷, 耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件。

碳化钛


第九位:锇(3045℃)

锇是已知金属单质中密度*大的,其密度达到22.59克/立方厘米,熔点3045℃,沸点在5300℃以上。六方密集晶格。灰蓝色金属,质硬而脆,放在铁臼里捣,就会很容易地变成粉末,锇粉呈蓝黑色,且锇金属粉末可自燃。锇的蒸气有剧毒,会强烈地刺激人的眼部粘膜,严重时会造成失明。金属锇在空气中十分稳定,粉末状的锇易氧化。浓硝酸、浓硫酸、次氯酸钠溶液都可以使其氧化。在室温下易与氧气反应生成氧化锇,加热可生成易挥发且有剧毒的四氧化锇。

锇在工业中可以用做催化剂。就可做成硬度大且锋利的锇铂合金手术刀。锇同铑、钌、铱或铂的合金,常用作电唱机、自来水笔尖及钟表和仪器中的轴承。

第十位:碳化硅 (2820℃)

碳化硅又名金刚砂,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用*广泛、*经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。 目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体。

主要有四大应用领域,即:功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。

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