❶ 常見的耐高溫材料有哪些
常見的耐高溫材料有:鎳基合金、陶瓷材料、棕剛玉。除此以外,花崗岩、大理石、石膏、二氧化硅等等,是更常見的耐高溫材料,應用也比較廣泛。
耐高溫塗料技術大致有兩大系列,有機系列和無機系列,其中有機系列的耐高溫塗料多半以有機硅為載體,其最高溫度一般不能超過400攝氏度,超過此溫度就會發生碳化或者軟化,而無機系列的耐高溫塗料皆是能承受至少1000攝氏度的高溫,該種塗料可以耐1500℃甚至更高的溫度。
成分結構:
主要分金屬與非金屬化合物和非金屬間化合物兩類。前者如鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯等難熔金屬以及稀土金屬的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等;後者如碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅等。
後者有極重要的用途,可用作高溫耐火材料(如磨料、鑄模、噴嘴、高溫熱電偶套管)、耐熱材料(如火箭的結構元件、核工程材料、電熱元件)、電工材料(如高溫熱電偶、引燃電極),此外還用作耐化學腐蝕材料和硬質材料等。
耐熱聚合物可用作耐高溫薄膜絕緣材料、耐高溫纖維、耐高溫塗料、耐高溫粘合劑等。按照耐高溫的時間,又分瞬間耐高溫材料和較長時間的耐高溫材料。前者在1000~10000℃能耐幾秒到幾分鍾。其中燒蝕材料也是耐高溫材料。例如在300~600℃,在空氣中能保持它的機械強度、耐化學腐蝕等。
❷ 地球上最耐熱的物質是什麼
鎢是稀有金屬,也是重要的戰略物資,在古代被稱為「重石」。1783年被西班牙人德普爾亞命名。鎢在地殼中的含量為0.001%。已發現的含鎢礦物有20種。鎢礦床一般伴隨著花崗質岩漿的活動而形成。經過冶煉後的鎢是銀白色有光澤的金屬,熔點極高,硬度很大。
鎢是稀有高熔點金屬,屬於元素周期表中第六周期(第二長周期)的VIB族。鎢是一種銀白色金屬,外形似鋼。鎢的熔點高,蒸氣壓很低,蒸發速度也較小。鎢的化學性質很穩定,常溫時不跟空氣和水反應,不溶於鹽酸、硫酸、硝酸和鹼溶液。溶於王水以及硝酸和氫氟酸的混合液。高溫下能與氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不與氫化合。
鎢的主要物理性質如下:
元素符號: W
原子序數: 74
穩定同位素及其所佔百分比: 180(0.14);182(26.41); 183(14.40);184(30.64);186(28.41)
原子體積:(立方厘米/摩爾) 9.53
相對原子質量: 183.85
元素在太陽中的含量:(ppm) 0.004%
元素在海水中的含量:(ppm) 0.000092%
自由原子的電子層結構:
原子體積: 9.53 cm3/mol
原子半徑: 137皮米
外圍電子排布: 5d46s2
聲音在其中的傳播速率:(m/S) 4620
氧化態: Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6
電離能 (kJ /mol): M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900
第一電離能: 775kJ/mol。
電負性: 1.7。
密度: 19.35克/每立方厘米。
晶體結構及晶格常數:
α-W:晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。β-W:立方晶格 a=5.046 nm(630℃以下穩定)
晶胞參數:
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
熔點: 3410±20℃
沸點: 5927℃
莫氏硬度: 7.5
熔化潛熱: 40.13±6.67kJ/mol
升華熱: 847.8 kJ/mol(25℃)
蒸發熱: 823.85±20.9kJ/mol(沸點)
電阻溫度系數: 0.00482 I/℃
電子逸出功: 4.55 eV
熱中子俘獲面: 19.2 b
彈性模量: 35000—38000 MPa(絲材)
扭力模量: ~36000Mpa
體積模量: 3.108×1011-1.579×107t+0.344×103t2 Pa
剪切模量: 4.103×1011-3.489×107t+7.55×103t2 Pa
壓縮性: 2.910-7 cm/kg
鎢有兩種變型,α和β。在標准溫度和常壓下,α型是穩定的體心立方結構。β型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的,在630℃以上又轉化為α鎢,並且這一過程是不可逆的。
主要的鎢礦有十幾種,我國主要有兩種;黑鎢礦(鎢錳鐵礦)和白鎢礦(鎢酸鈣礦)。
1.黑鎢礦(FeMn)WO4。顏色有暗灰色、淡紅褐、淡褐黑、發褐及鐵褐等顏色。半金屬光澤、金屬光澤及樹脂光澤。通常為葉片狀、彎曲片狀、粒狀和緻密狀;也有的呈厚板狀、尖柱狀等單斜晶系晶體,常與白色石英一起以脈絡的形式充填在花崗岩及其附近的岩石裂縫中。硬度5-5.5,比重7.1-7.5。參差狀斷口。性脆,有弱磁性。黑鎢礦是煉鎢和製造鎢酸鹽類的主要原料。
2.白鎢礦MnWO4。顏色為灰白色,也有黃褐、綠和淡紅色等。油脂光澤。它屬正方晶系,形成雙錐狀的假八面體或板狀晶體,晶面有時可見斜條紋,其中插生雙晶者較為常見。也有的晶體呈皮殼狀、腎狀、粒狀和緻密塊狀。硬度4.5-5;比重5.9-6.2。性脆,貝殼狀或參差狀斷口。受熒光燈照射時,白鎢礦可發出美麗的淺藍色熒光。白鎢礦產於我國江西大庚、湖南大順窿、雲南文山等地。多成砂礦,可用淘重砂法淘洗得到白鎢礦。
4、用途
目前世界上開采出的鎢礦,80%用於優質鋼的冶煉,15%用於生產硬質鋼,5%其他用於其他用途。鎢可以製造槍械、火箭推進器的噴嘴、切削金屬,是一種用途較廣的金屬。
18世紀50年代,化學家曾發現鎢對鋼性質的影響。然而,鎢鋼開始生產和廣泛應用是在19世紀末和20世紀初。
1900年在巴黎世界博覽會上,首次展出了高速鋼。因此,鎢的提取工業從此得到了迅猛發展。這種鋼的出現標志了金屬切割加工領域的重大技術進步。鎢成為最重要的合金元素。
1900年,俄國發明家А.Н.Ладыгин首先建議在照明燈泡中應用鎢。在1909年Кулидж制定基於粉末冶金法,採用壓力加工的工藝方法之後,鎢才有可能在電真空技術中得到廣泛的應用。
1927——1928年採用以碳化鎢為主成分研製出硬質合金,這是鎢的工業發展史中的一個重要階段。這些合金各方面的性質都超過了最好的工具鋼,在現代技術中得到了廣泛的使用。
鎢以純金屬狀態和以合金系狀態廣泛應用於現代技術中,合金系狀態中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質合金、耐磨合金和強熱合金。鎢主要分別應用於以下工業領域:
一、鋼鐵工業:
鎢大部分用於生產特種鋼。廣泛採用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的鉻、1%——5%的釩、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點是在空氣中有高的強化回火溫度(700——800℃)下,能自動淬火,因此,直到600—650℃它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中的鎢鋼含有0.8%——1.2%的鎢;鉻鎢硅鋼含有2%——2.7%的鎢;鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢;鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用於製造各種工具:如鑽頭、銑刀、拉絲模、陰模和陽模,氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的磁化強度和矯頑磁力。
碳化鎢基硬質合金:
鎢的碳化物具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%——95%的碳化鎢和5%——14%的鈷,鈷是作為粘結劑金屬,它使合金具有必要的強度。主要用於加工鋼的某些合金中,還含有鈦、鉭和鈮的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法製造的。當加熱到1000——1100℃時,它們仍具有高的硬度和耐磨性。硬質合金刀具的切削速度遠遠地超過了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質合金主要用於切削工具、礦山工具和拉絲模等。
熱強和耐磨合金:
作為最難熔的金屬鎢是許多熱強合金的成分,如3%——15%的鎢、25%——35%的鉻、45%——65%的鈷、0.5%——0.75%的碳組成的合金,主要用於強烈耐磨的零件,例如航空發動機的活門、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的表面塗層。
在航空火箭技術中,以及要求機器零件,發動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中,鎢和其它給熔金屬(如鉭、鈮、鉬、錸)的合金用作熱強材料。
觸頭材料和高比重合金:
用粉末冶金方法製造的鎢-銅合金(10%——40%的銅)和鎢-銀合金,兼有銅和銀的良好的導電性、導熱性和鎢的耐磨性。因此,它成為製造閘刀開關、斷路器、點焊電極等的工作部件非常的效的觸頭材料。成分為90%——95%的鎢、1%——6%的鎳、1%——4%的銅的高比重合金,以及用鐵代銅(—5%)的合金,用於製造陀螺儀的轉子、飛機、控制舵的平衡錘、放射性同位素的放射護罩和料筐等。
電真空照明材料:
鎢以鎢絲、鎢帶和各種鍛造元件用於電子管生產、無線電電子學和X射線技術中。鎢是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度(2200——2500℃)保證高的發光效率,而小的蒸發速度保證絲的壽命長。鎢絲用於製造電子振盪管的直熱陰極和柵極,高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X光管和氣體放電管的對陰極和陰極,以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐(3000℃)的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體或真空中工作。
鎢的化合物:
鎢酸鈉用於生產某些類型的漆和顏料,以及紡織工業中用於布疋加重和與硫酸銨和磷酸銨混合來製造耐火布疋和防水布疋。還用於金屬鎢、鎢酸及鎢酸鹽的製造以及染料、顏料、油墨、電鍍等方面。也用作催化劑等。鎢酸在紡織工業中是媒染劑與染料和在化學工業中用作製取高辛烷汽油的催化劑。二硫化鎢在有機合成中,如在合成汽油的製取中用作固體的潤滑劑和催化劑。處理鎢礦石的時候可得到得三氧化鎢,再用氫還原三氧化鎢製得鎢粉,廣泛用於鎢材及鎢冶金材原料。
我國是產鎢大國,鎢資源儲量520萬噸,為國外30個產鎢國家總儲量(130萬噸)的3倍多,產量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的鎢資源儲量居全國的前三位,其中湖南、江西兩省的鎢資源儲量佔全國的55.48%。湖南以白鎢為主,江西以黑鎢為主,其黑鎢資源佔全國黑鎢資源總量的42.40%。
我國的鎢礦大體上分布於我國南嶺山地兩側的廣東東部沿海一帶,尤其是以江西的南部為最多,儲量約佔全世界的二分之一以上。此外,江西的大庾、湖南的汝城、資興、荼陵等地;以及廣西和雲南等省也都產有鎢礦。
國外鎢礦的主要產地是加拿大和美國。
❸ 什麼東西最耐高溫
五碳化四鉭鉿,熔點4215攝氏度。
鉿合金中含有金屬元素鉿,是當今世界上熔點最高的物質。已知熔點最高的物質是鉿的化合物:五碳化四鉭鉿,熔點4215攝氏度。
鉿,金屬Hf,原子序數72,原子量178.49,是一種帶光澤的銀灰色的過渡金屬。鉿有6種天然穩定同位素:鉿174、176、177、178、179、180。鉿不與稀鹽酸、稀硫酸和強鹼溶液作用,但可溶於氫氟酸和王水。元素名來源於哥本哈根城的拉丁文名稱。
(3)耐高溫的化學元素有哪些擴展閱讀:
發展歷史:
早在1930年, Agte 等人即提出鉭鉿碳合金具有最高的熔點(4215 °C ),之後得到 Andrievskii 等人的驗證,但是,文獻中仍然有提到說碳化鉭合金的熔點最高的,對於這幾種化合物的熔點的具體數值,不同文獻記載的也有差異。
Andrievskii 等認為鉭鉿碳合金的高熔點是在實驗過程中化合物的組分變化引起的。鉿在其中所起的作用僅僅是加強了碳的蒸發,從而使其熔點可以與碳化鉭相比(隨著碳的蒸發,各組分的化學計量數接近碳化鉭合金),而碳化鉭合金的高熔點源於穩定的金屬亞晶格結構的形成。
Lavrentyev 等人認為 Ta-Hf-C 固溶體具有高熔點的原因是 HfC 和 TaC 的強化學鍵作用(類 5d 和 2p 強雜化)。Osama 等人的文獻中也提到了這種解釋,並根據文獻中的研究結論,提出 HfC 和 TaC 可以形成均一的單相立方晶體結構,提高了其結構的穩定性。
對於熔點數值的差異,可能是因為高溫熔點測量過程中難以避免的化合物組分、結構等的變化,以及測量手段的欠缺引起的。
❹ 什麼性質的化學元素耐高溫
最耐高溫的金屬應該是鎢 熔點3410℃,鈦、鉬等金屬的耐高溫性能都很不錯,其合金的耐高溫性能也非常優秀。近年發展比較快的耐高溫的材料是 高溫陶瓷材料,如純氧化物包括Al2O3、MgO、CaO、BeO、CeO、ZrO2、ThO2、UO2等的製品,WC、TiN等碳化物、氮化物的耐高溫性能也很好。
❺ 耐高溫的元素在元素周期表什麼位置
過渡元素,即元素周期表中從ⅢB族到VⅢ族的化學元素 。
❻ 耐高溫金屬材料有哪些 目前為我們最常用的耐高溫金屬
導語:金屬是我們生活中最最常見的物質,如果沒有金屬,我們就看不到萬丈高樓平地起,如果沒有金屬我們就不可能坐在飛馳的汽車上,如果沒有金屬我們連最基本的烹飪都完成不了。所以說金屬在我們的生活中是至關重要的。根據不同的需求,我們對金屬的選擇也是不同的,一些嚴苛的工序上,我們就需要選擇耐高溫的金屬材料,那麼這些金屬材料有哪些呢?接下來請大家跟著小編的筆觸了解這些耐高溫的金屬吧!
耐熱金屬材料要求的特性
物理性能
熔點、密度、熱傳導率、熱膨脹系數、擴散速度等
化學性能
在含有高溫空氣、水蒸氣CO、CO2、H2S等的各種燃燒廢氣、熔融鹽及其他環境下具有抗氧化性、耐蝕性和氧化層密著性等。
力學性能
高溫下的強度、延性、韌性,蠕變強度、疲勞強度、、抗熱疲勞性、抗熱震性、在高溫下長期使用的穩定性等。
加工製造性
能夠進行熔煉、鑄造、鍛造、軋制、焊接、燒結,製造成所要求的形狀尺寸的部件。
經濟性
原料費、加工費低廉,製造的工藝低成本化。
一、常見的耐高溫金屬材料有哪些?
鎢:擁有最完美的耐高溫性能
熔點:3420°C
沸點:5900°C
鎢的熔點高達3420oC,有著極其優秀的高溫強度,對熔融鹼金屬和蒸氣也有著非常良好的耐蝕性能。其本身極高的熱穩定性保證了在高溫環境下仍可以正常工作。
鉬:應用最廣泛的難熔金屬
熔點:2610°C
沸點:5560°C
鉬的熔點高達2610oC,具有非常均衡的物理和化學特性,而其優異的抗蠕變性能,卓越的耐腐蝕性能和高熱導率保證了其在眾多不同領域的出色表現。
鈦:高強度,比重輕
熔點:1688°C
沸點:3287°C
鈦的強度-重量比位於各金屬元素之首,並具有熔點高、比重小、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導熱系數低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應力小等特點。
結束語:關於耐高溫的金屬小編今天就為大家介紹這么多,相信大家看完小編的講述,已經基本上了解了我們生活中最常見的幾種耐高溫的金屬了吧?其中要說我們經常見到的耐高溫金屬材料其實就要數金屬鎢了,在我們平時兩三塊人民幣就可以買到的白熾燈里的燈絲就是金屬鎢做成的。耐高溫金屬材料除了耐高溫這一特點之外還有一個共同點,那就是物理性質穩定,耐腐蝕。
❼ 最堅硬的物質是什麼最耐熱的物質是什麼
最堅硬的物質是立方體氮化硼。
❽ 耐熱鋼的主要化學成分是什麼
耐熱鋼材中除主要化學成分Fe鐵以外,還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素,這些元素雖含量很少,但對鋼材性能的影響很大。
❾ 什麼金屬材料能耐溫1500度以上
氮化硼碳化硅,和天然金剛石及人造金剛石能耐1500度高溫。
❿ 長期耐1500高溫的鋼材有哪些
耐高溫1500度的金屬材料,即熔點在1500以上的金屬有鎢、錸、鋨、鉭、鈮、銥等金屬。
1、鎢
鎢,一種金屬元素。原子序數74,原子量183.84。鋼灰色或銀白色,硬度高,熔點高,常溫下不受空氣侵蝕;主要用途為製造燈絲和高速切削合金鋼、超硬模具,也用於光學儀器,化學儀器。中國是世界上最大的鎢儲藏國。
2、錸
錸是一種化學元素,符號為Re,原子序為75。錸是種銀白色的重金屬,在元素周期表中屬於第6周期過渡金屬。它是地球地殼中最稀有的元素之一,平均含量估值為十億分之一。
同時也是熔點和沸點最高的元素之一。錸是鉬和銅提煉過程的副產品。其化學性質與錳和鍀相似,在化合物中的氧化態最低可達−3,最高可達+7。
3、鋨
鋨是元素周期表第六周期Ⅷ族元素,鉑族金屬成員之一。元素符號為Os,原子序數76,相對原子質量190.2。屬重鉑族金屬,是目前已知的密度最大的金屬。
4、鉭
鉭 Ta,金屬元素,主要存在於鉭鐵礦中,同鈮共生。鉭的硬度適中,富有延展性,可以拉成細絲式制薄箔。其熱膨脹系數很小。
5、鈮
鈮(niobium)是一種化學元素。化學符號Nb,原子序數41,原子量92.90638,屬周期系ⅤB族。1801年英國C.哈切特從鈮鐵礦中分離出一種新元素的氧化物,並命名該元素為columbium(中譯名鈳)。鈮是灰白色金屬,熔點2468℃,沸點4742℃,密度8.57克/立方厘米。
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用途分類
結構鋼
1、建築及工程用結構鋼簡稱建造用鋼,它是指用於建築、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上製作金屬結構件的鋼。如碳素結構鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。
2、機械製造用結構鋼是指用於製造機械設備上結構零件的鋼。這類鋼基本上都是優質鋼或高級優質鋼,主要有優質碳素結構鋼、合金結構鋼、易切結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等。