耐熱,heat resistance,是指在高溫下具有高的抗氧性、抗蠕變性與強度持久的特性。常用材料的*高使用溫度來表征。
我們都知道,在航空發(fā)動機中,渦輪葉片由于處于溫度*高、應力*復雜、環(huán)境*惡劣的部位而被列為第yi關鍵件,并被譽為“王冠上的明珠”。渦輪葉片的性能水平,特別是承溫能力,成為一種型號發(fā)動機先進程度的重要標志,在一定意義上,也是一個guo家航空工業(yè)水平的顯著標志??梢?,耐高溫材料的重要性不言而喻!
下面,介紹目前已知的十種*耐熱材料。讓你我長長見識。
第yi位:碳化鉭鉿合金(熔點3990 ℃)
早在1930年, Agte 等人即提出鉭鉿碳合金具有*高的熔點(4215 °C ),之后得到 Andrievskii 等人的驗證,但目前,文獻中仍然有提到說碳化鉭合金的熔點*高的,對于這幾種化合物的熔點的具體數(shù)值,不同文獻記載的也有差異。
碳化鉭鉿合金,是一種二元化合物,碳化鉭(熔點3983°C)和碳化鉿(熔點3928°C)組成。
可作噴氣發(fā)動機和導彈上的結構材料和高熔點金屬熔煉坩堝的內(nèi)襯。
第二位:石墨 (3850±50℃)
石墨是元素碳的一種同素異形體,是碳質(zhì)元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網(wǎng)層間的距離為340pm,同一網(wǎng)層中碳原子的間距為142pm;。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
可用作耐火材料、導電材料、耐磨潤滑材料以及鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料,柔性石墨密封材料,汽車電池,新型復合材料等。
第三位:金剛石 (3550 ℃)
金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的*堅硬的物質(zhì)。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業(yè)中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石
從片層內(nèi)部來看,石墨是原子晶體;從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來,石墨應該是混合型晶體);而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點反而高于金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內(nèi)共價鍵的鍵長是1.42×10^-10m,金剛石晶體內(nèi)共價鍵的鍵長是1.55×10^-10m。同為共價鍵,鍵長越小,鍵能越大,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點應該更高。主要就是石墨的原子晶體屬性導致它的熔點變高。
可用作工藝品和工業(yè)中的切割工具。涂在音響紙盆上,音箱音質(zhì)會大為改善。觀賞寶石。
第四位:鎢 (3400 ℃)
鎢,一種金屬元素。鋼灰色或銀白色,硬度高,熔點高,常溫下不受空氣侵蝕;中國是世界上*大的鎢儲藏國。
鎢是一種戰(zhàn)略金屬。眾所周知,稀有金屬是guo家的重要戰(zhàn)略資源,而鎢是典型的稀有金屬,具有極為重要的用途。它是當代高科技新材料的重要組成部分,一系列電子光學材料、特殊合金、新型功能材料及有機金屬化合物等均需使用獨特性能的鎢。用量雖說不 大,但至關重要,缺它不可。因而廣泛用于當代通訊技術、電子計算機、宇航開發(fā)、醫(yī)藥衛(wèi)生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等。
主要用途為制造燈絲和高速切削合金鋼、超硬模具,也用于光學儀器,化學儀器。
第五位:二硼化鋯(3245℃)
硼化鋯是一種化學品,別名二硼化鋯,灰色堅硬 晶體。加熱后在較大的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。熔點雖高,但在較低溫度下能燒結。
可用作宇航耐高溫材料、耐磨光滑的固體材料、切削工具、溫差熱電偶保護管以及電解熔融化合物的電極材料。特別適于用作滾動軸承滾珠的表面。
第六位:二硼化鈦(3225℃)
二硼化鈦粉末是灰色或灰黑色的,具有六方(AlB2)的晶體結構。有很高的硬度。二硼化鈦在空氣中抗氧化溫度可達1000℃,在HCl和HF酸中穩(wěn)定。
主要用于制備復合陶瓷制品,可用于熔融金屬坩鍋和電解池電極的制造。
第七位:錸(3180℃)
錸是一種化學元素,符號為Re。是種銀白色的重金屬,在元素周期表中屬于第6周期過渡金屬。它是地球地殼中*稀有的元素之一,平均含量估值為十億分之一,同時也是熔點和沸點*高的元素之一。
全球錸產(chǎn)量的70%都用于制造噴射引擎的高溫合金部件。錸的另一主要應用是在鉑﹣錸催化劑,可用于生產(chǎn)無鉛、高辛烷的汽油。
第八位:碳化鈦(3100℃)
碳化鈦是具有金屬光澤的鐵灰色晶體, 屬于 NaCl型簡單立方結構, 晶格常數(shù)為 0.4329 nm, 空間群為Fm3m, 在晶格位置上碳原子與鈦原子是等價的,碳化鈦原子間以很強的共價鍵結合, 具有類似金屬的若干特性, 如高的熔點、沸點和硬度, 硬度僅次于金剛石, 有良好的導熱和導電性, 在溫度極低時甚至表現(xiàn)出超導性。
被廣泛用于制造金屬陶瓷, 耐熱合金、硬質(zhì)合金、抗磨材料、高溫輻射材料以及其它高溫真空器件。
第九位:鋨(3045℃)
鋨是已知金屬單質(zhì)中密度*大的,其密度達到22.59克/立方厘米,熔點3045℃,沸點在5300℃以上。六方密集晶格。灰藍色金屬,質(zhì)硬而脆,放在鐵臼里搗,就會很容易地變成粉末,鋨粉呈藍黑色,且鋨金屬粉末可自燃。鋨的蒸氣有劇毒,會強烈地刺激人的眼部粘膜,嚴重時會造成失明。金屬鋨在空氣中十分穩(wěn)定,粉末狀的鋨易氧化。濃硝酸、濃硫酸、次氯酸鈉溶液都可以使其氧化。在室溫下易與氧氣反應生成氧化鋨,加熱可生成易揮發(fā)且有劇毒的四氧化鋨。
鋨在工業(yè)中可以用做催化劑。就可做成硬度大且鋒利的鋨鉑合金手術刀。鋨同銠、釕、銥或鉑的合金,常用作電唱機、自來水筆尖及鐘表和儀器中的軸承。
第十位:碳化硅 (2820℃)
碳化硅又名金剛砂,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。 碳化硅又稱碳硅石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用*廣泛、*經(jīng)濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。 目前中國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體。
主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。