❶ 常见的耐高温材料有哪些
常见的耐高温材料有:镍基合金、陶瓷材料、棕刚玉。除此以外,花岗岩、大理石、石膏、二氧化硅等等,是更常见的耐高温材料,应用也比较广泛。
耐高温涂料技术大致有两大系列,有机系列和无机系列,其中有机系列的耐高温涂料多半以有机硅为载体,其最高温度一般不能超过400摄氏度,超过此温度就会发生碳化或者软化,而无机系列的耐高温涂料皆是能承受至少1000摄氏度的高温,该种涂料可以耐1500℃甚至更高的温度。
成分结构:
主要分金属与非金属化合物和非金属间化合物两类。前者如钨、钼、钽、铌、钒、铬、钛、锆等难熔金属以及稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等;后者如碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅等。
后者有极重要的用途,可用作高温耐火材料(如磨料、铸模、喷嘴、高温热电偶套管)、耐热材料(如火箭的结构元件、核工程材料、电热元件)、电工材料(如高温热电偶、引燃电极),此外还用作耐化学腐蚀材料和硬质材料等。
耐热聚合物可用作耐高温薄膜绝缘材料、耐高温纤维、耐高温涂料、耐高温粘合剂等。按照耐高温的时间,又分瞬间耐高温材料和较长时间的耐高温材料。前者在1000~10000℃能耐几秒到几分钟。其中烧蚀材料也是耐高温材料。例如在300~600℃,在空气中能保持它的机械强度、耐化学腐蚀等。
❷ 地球上最耐热的物质是什么
钨是稀有金属,也是重要的战略物资,在古代被称为“重石”。1783年被西班牙人德普尔亚命名。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,硬度很大。
钨是稀有高熔点金属,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色金属,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液。溶于王水以及硝酸和氢氟酸的混合液。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。
钨的主要物理性质如下:
元素符号: W
原子序数: 74
稳定同位素及其所占百分比: 180(0.14);182(26.41); 183(14.40);184(30.64);186(28.41)
原子体积:(立方厘米/摩尔) 9.53
相对原子质量: 183.85
元素在太阳中的含量:(ppm) 0.004%
元素在海水中的含量:(ppm) 0.000092%
自由原子的电子层结构:
原子体积: 9.53 cm3/mol
原子半径: 137皮米
外围电子排布: 5d46s2
声音在其中的传播速率:(m/S) 4620
氧化态: Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6
电离能 (kJ /mol): M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900
第一电离能: 775kJ/mol。
电负性: 1.7。
密度: 19.35克/每立方厘米。
晶体结构及晶格常数:
α-W:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。β-W:立方晶格 a=5.046 nm(630℃以下稳定)
晶胞参数:
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
熔点: 3410±20℃
沸点: 5927℃
莫氏硬度: 7.5
熔化潜热: 40.13±6.67kJ/mol
升华热: 847.8 kJ/mol(25℃)
蒸发热: 823.85±20.9kJ/mol(沸点)
电阻温度系数: 0.00482 I/℃
电子逸出功: 4.55 eV
热中子俘获面: 19.2 b
弹性模量: 35000—38000 MPa(丝材)
扭力模量: ~36000Mpa
体积模量: 3.108×1011-1.579×107t+0.344×103t2 Pa
剪切模量: 4.103×1011-3.489×107t+7.55×103t2 Pa
压缩性: 2.910-7 cm/kg
钨有两种变型,α和β。在标准温度和常压下,α型是稳定的体心立方结构。β型钨只有在有氧存在的条件下才能出现。它在630℃以下是稳定的,在630℃以上又转化为α钨,并且这一过程是不可逆的。
主要的钨矿有十几种,我国主要有两种;黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)。
1.黑钨矿(FeMn)WO4。颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色。半金属光泽、金属光泽及树脂光泽。通常为叶片状、弯曲片状、粒状和致密状;也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体,常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。硬度5-5.5,比重7.1-7.5。参差状断口。性脆,有弱磁性。黑钨矿是炼钨和制造钨酸盐类的主要原料。
2.白钨矿MnWO4。颜色为灰白色,也有黄褐、绿和淡红色等。油脂光泽。它属正方晶系,形成双锥状的假八面体或板状晶体,晶面有时可见斜条纹,其中插生双晶者较为常见。也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度4.5-5;比重5.9-6.2。性脆,贝壳状或参差状断口。受荧光灯照射时,白钨矿可发出美丽的浅蓝色荧光。白钨矿产于我国江西大庚、湖南大顺窿、云南文山等地。多成砂矿,可用淘重砂法淘洗得到白钨矿。
4、用途
目前世界上开采出的钨矿,80%用于优质钢的冶炼,15%用于生产硬质钢,5%其他用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属,是一种用途较广的金属。
18世纪50年代,化学家曾发现钨对钢性质的影响。然而,钨钢开始生产和广泛应用是在19世纪末和20世纪初。
1900年在巴黎世界博览会上,首次展出了高速钢。因此,钨的提取工业从此得到了迅猛发展。这种钢的出现标志了金属切割加工领域的重大技术进步。钨成为最重要的合金元素。
1900年,俄国发明家А.Н.Ладыгин首先建议在照明灯泡中应用钨。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法,采用压力加工的工艺方法之后,钨才有可能在电真空技术中得到广泛的应用。
1927——1928年采用以碳化钨为主成分研制出硬质合金,这是钨的工业发展史中的一个重要阶段。这些合金各方面的性质都超过了最好的工具钢,在现代技术中得到了广泛的使用。
钨以纯金属状态和以合金系状态广泛应用于现代技术中,合金系状态中最主要的是合金钢、以碳化钨为基的硬质合金、耐磨合金和强热合金。钨主要分别应用于以下工业领域:
一、钢铁工业:
钨大部分用于生产特种钢。广泛采用的高速钢含有9%——24%的钨、3.8%——4.6%的铬、1%——5%的钒、4%——7%钴、0.7%——1.5%碳。高速钢的特点是在空气中有高的强化回火温度(700——800℃)下,能自动淬火,因此,直到600—650℃它还保持高的硬度和耐磨性。合金工具钢中的钨钢含有0.8%——1.2%的钨;铬钨硅钢含有2%——2.7%的钨;铬钨钢中含有2%——9%的钨;铬钨锰钢中含有0.5%——1.6%的钨。含钨的钢用于制造各种工具:如钻头、铣刀、拉丝模、阴模和阳模,气支工具等零件。钨磁钢是含有5.2%——6.2%的钨、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%铬的永磁体钢。钨钴磁钢含有11.5%——14.5%的钨、5.5%——6.5%钼、11.5%——12.5%钴的硬磁材料。它们具有高的磁化强度和矫顽磁力。
碳化钨基硬质合金:
钨的碳化物具有高的硬度、耐磨性和难熔性。这些合金含有85%——95%的碳化钨和5%——14%的钴,钴是作为粘结剂金属,它使合金具有必要的强度。主要用于加工钢的某些合金中,还含有钛、钽和铌的碳化物。所有这些合金都是用粉末冶金法制造的。当加热到1000——1100℃时,它们仍具有高的硬度和耐磨性。硬质合金刀具的切削速度远远地超过了最好的工具钢刀具的切削速度。硬质合金主要用于切削工具、矿山工具和拉丝模等。
热强和耐磨合金:
作为最难熔的金属钨是许多热强合金的成分,如3%——15%的钨、25%——35%的铬、45%——65%的钴、0.5%——0.75%的碳组成的合金,主要用于强烈耐磨的零件,例如航空发动机的活门、压模热切刀的工作部件、涡轮机叶轮、挖掘设备、犁头的表面涂层。
在航空火箭技术中,以及要求机器零件,发动机和一些仪器的高热强度的其它部门中,钨和其它给熔金属(如钽、铌、钼、铼)的合金用作热强材料。
触头材料和高比重合金:
用粉末冶金方法制造的钨-铜合金(10%——40%的铜)和钨-银合金,兼有铜和银的良好的导电性、导热性和钨的耐磨性。因此,它成为制造闸刀开关、断路器、点焊电极等的工作部件非常的效的触头材料。成分为90%——95%的钨、1%——6%的镍、1%——4%的铜的高比重合金,以及用铁代铜(—5%)的合金,用于制造陀螺仪的转子、飞机、控制舵的平衡锤、放射性同位素的放射护罩和料筐等。
电真空照明材料:
钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和X射线技术中。钨是白织灯丝和螺旋丝的最好材料。高的工作温度(2200——2500℃)保证高的发光效率,而小的蒸发速度保证丝的寿命长。钨丝用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极,高压整流器的阴极和和各种电子仪器中旁热阴极加热器。用钨做X光管和气体放电管的对阴极和阴极,以及无线电设备的触头和原子氢焊枪电极。钨丝和钨棒作为高温炉(3000℃)的加热器。钨加热器在氢气气体、惰性气体或真空中工作。
钨的化合物:
钨酸钠用于生产某些类型的漆和颜料,以及纺织工业中用于布疋加重和与硫酸铵和磷酸铵混合来制造耐火布疋和防水布疋。还用于金属钨、钨酸及钨酸盐的制造以及染料、颜料、油墨、电镀等方面。也用作催化剂等。钨酸在纺织工业中是媒染剂与染料和在化学工业中用作制取高辛烷汽油的催化剂。二硫化钨在有机合成中,如在合成汽油的制取中用作固体的润滑剂和催化剂。处理钨矿石的时候可得到得三氧化钨,再用氢还原三氧化钨制得钨粉,广泛用于钨材及钨冶金材原料。
我国是产钨大国,钨资源储量520万吨,为国外30个产钨国家总储量(130万吨)的3倍多,产量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的钨资源储量居全国的前三位,其中湖南、江西两省的钨资源储量占全国的55.48%。湖南以白钨为主,江西以黑钨为主,其黑钨资源占全国黑钨资源总量的42.40%。
我国的钨矿大体上分布于我国南岭山地两侧的广东东部沿海一带,尤其是以江西的南部为最多,储量约占全世界的二分之一以上。此外,江西的大庾、湖南的汝城、资兴、荼陵等地;以及广西和云南等省也都产有钨矿。
国外钨矿的主要产地是加拿大和美国。
❸ 什么东西最耐高温
五碳化四钽铪,熔点4215摄氏度。
铪合金中含有金属元素铪,是当今世界上熔点最高的物质。已知熔点最高的物质是铪的化合物:五碳化四钽铪,熔点4215摄氏度。
铪,金属Hf,原子序数72,原子量178.49,是一种带光泽的银灰色的过渡金属。铪有6种天然稳定同位素:铪174、176、177、178、179、180。铪不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用,但可溶于氢氟酸和王水。元素名来源于哥本哈根城的拉丁文名称。
(3)耐高温的化学元素有哪些扩展阅读:
发展历史:
早在1930年, Agte 等人即提出钽铪碳合金具有最高的熔点(4215 °C ),之后得到 Andrievskii 等人的验证,但是,文献中仍然有提到说碳化钽合金的熔点最高的,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。
Andrievskii 等认为钽铪碳合金的高熔点是在实验过程中化合物的组分变化引起的。铪在其中所起的作用仅仅是加强了碳的蒸发,从而使其熔点可以与碳化钽相比(随着碳的蒸发,各组分的化学计量数接近碳化钽合金),而碳化钽合金的高熔点源于稳定的金属亚晶格结构的形成。
Lavrentyev 等人认为 Ta-Hf-C 固溶体具有高熔点的原因是 HfC 和 TaC 的强化学键作用(类 5d 和 2p 强杂化)。Osama 等人的文献中也提到了这种解释,并根据文献中的研究结论,提出 HfC 和 TaC 可以形成均一的单相立方晶体结构,提高了其结构的稳定性。
对于熔点数值的差异,可能是因为高温熔点测量过程中难以避免的化合物组分、结构等的变化,以及测量手段的欠缺引起的。
❹ 什么性质的化学元素耐高温
最耐高温的金属应该是钨 熔点3410℃,钛、钼等金属的耐高温性能都很不错,其合金的耐高温性能也非常优秀。近年发展比较快的耐高温的材料是 高温陶瓷材料,如纯氧化物包括Al2O3、MgO、CaO、BeO、CeO、ZrO2、ThO2、UO2等的制品,WC、TiN等碳化物、氮化物的耐高温性能也很好。
❺ 耐高温的元素在元素周期表什么位置
过渡元素,即元素周期表中从ⅢB族到VⅢ族的化学元素 。
❻ 耐高温金属材料有哪些 目前为我们最常用的耐高温金属
导语:金属是我们生活中最最常见的物质,如果没有金属,我们就看不到万丈高楼平地起,如果没有金属我们就不可能坐在飞驰的汽车上,如果没有金属我们连最基本的烹饪都完成不了。所以说金属在我们的生活中是至关重要的。根据不同的需求,我们对金属的选择也是不同的,一些严苛的工序上,我们就需要选择耐高温的金属材料,那么这些金属材料有哪些呢?接下来请大家跟着小编的笔触了解这些耐高温的金属吧!
耐热金属材料要求的特性
物理性能
熔点、密度、热传导率、热膨胀系数、扩散速度等
化学性能
在含有高温空气、水蒸气CO、CO2、H2S等的各种燃烧废气、熔融盐及其他环境下具有抗氧化性、耐蚀性和氧化层密着性等。
力学性能
高温下的强度、延性、韧性,蠕变强度、疲劳强度、、抗热疲劳性、抗热震性、在高温下长期使用的稳定性等。
加工制造性
能够进行熔炼、铸造、锻造、轧制、焊接、烧结,制造成所要求的形状尺寸的部件。
经济性
原料费、加工费低廉,制造的工艺低成本化。
一、常见的耐高温金属材料有哪些?
钨:拥有最完美的耐高温性能
熔点:3420°C
沸点:5900°C
钨的熔点高达3420oC,有着极其优秀的高温强度,对熔融碱金属和蒸气也有着非常良好的耐蚀性能。其本身极高的热稳定性保证了在高温环境下仍可以正常工作。
钼:应用最广泛的难熔金属
熔点:2610°C
沸点:5560°C
钼的熔点高达2610oC,具有非常均衡的物理和化学特性,而其优异的抗蠕变性能,卓越的耐腐蚀性能和高热导率保证了其在众多不同领域的出色表现。
钛:高强度,比重轻
熔点:1688°C
沸点:3287°C
钛的强度-重量比位于各金属元素之首,并具有熔点高、比重小、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点。
结束语:关于耐高温的金属小编今天就为大家介绍这么多,相信大家看完小编的讲述,已经基本上了解了我们生活中最常见的几种耐高温的金属了吧?其中要说我们经常见到的耐高温金属材料其实就要数金属钨了,在我们平时两三块人民币就可以买到的白炽灯里的灯丝就是金属钨做成的。耐高温金属材料除了耐高温这一特点之外还有一个共同点,那就是物理性质稳定,耐腐蚀。
❼ 最坚硬的物质是什么最耐热的物质是什么
最坚硬的物质是立方体氮化硼。
❽ 耐热钢的主要化学成分是什么
耐热钢材中除主要化学成分Fe铁以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽含量很少,但对钢材性能的影响很大。
❾ 什么金属材料能耐温1500度以上
氮化硼碳化硅,和天然金刚石及人造金刚石能耐1500度高温。
❿ 长期耐1500高温的钢材有哪些
耐高温1500度的金属材料,即熔点在1500以上的金属有钨、铼、锇、钽、铌、铱等金属。
1、钨
钨,一种金属元素。原子序数74,原子量183.84。钢灰色或银白色,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀;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。中国是世界上最大的钨储藏国。
2、铼
铼是一种化学元素,符号为Re,原子序为75。铼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。它是地球地壳中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一。
同时也是熔点和沸点最高的元素之一。铼是钼和铜提炼过程的副产品。其化学性质与锰和锝相似,在化合物中的氧化态最低可达−3,最高可达+7。
3、锇
锇是元素周期表第六周期Ⅷ族元素,铂族金属成员之一。元素符号为Os,原子序数76,相对原子质量190.2。属重铂族金属,是目前已知的密度最大的金属。
4、钽
钽 Ta,金属元素,主要存在于钽铁矿中,同铌共生。钽的硬度适中,富有延展性,可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。
5、铌
铌(niobium)是一种化学元素。化学符号Nb,原子序数41,原子量92.90638,属周期系ⅤB族。1801年英国C.哈切特从铌铁矿中分离出一种新元素的氧化物,并命名该元素为columbium(中译名钶)。铌是灰白色金属,熔点2468℃,沸点4742℃,密度8.57克/立方厘米。
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用途分类
结构钢
1、建筑及工程用结构钢简称建造用钢,它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。
2、机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢,主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。