关于难熔金属你需要知道的一切

关于难熔金属你需要知道的一切

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关于难熔金属你需要知道的一切

首先，什么是难熔金属？

难熔金属 是指熔点超过 3632°F 的金属 以及一定数量的储量，包括钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛。

通常，难熔金属 密度大，重量重。以难熔金属为基体，加入其他元素的合金称为难熔金属合金，包括钨合金、钼合金、铌合金、钛合金、钒合金、铬合金、铼合金、铬锆合金、钽和纽扣合金等

此外，难熔金属 通常可制造成片材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材和粉末冶金产品，如钽棒 , 钼丝 , 钨板 ，等等。

关于难熔金属你需要知道的一切—— 发现

由于难熔金属 化学性质非常活泼，提取工艺复杂，人们首次发现难熔金属为时已晚。

钼于 1782 年由瑞典化学家吉默 (P.J.Hjelm) 首次发现。 1783年西班牙德鲁尔兄弟首先用碳还原法提取钨粉。铬是由法国化学家 L.N.Vauquelin 于 1798 年提取的。 1866 年，C.W. Blomstrand 通过氯化铌的氢还原发现了铌。塑料钽于1903年由德国博尔顿首先提取。金属锆和钛分别于1824年和1910年首次被发现。金属铼直到1925年才被发现。

关于难熔金属你需要知道的一切—— 开发

直到20世纪难熔金属 被广泛使用。 1909年，美国人W. D. Coolidge首次采用粉末冶金法生产钨坯。经过挤压和拉伸，材料变成了灯泡用钨丝。

1910 年，钼被加工成棒、片和线。 40年代中期，由于航空、航天、电子和原子能技术的需要，难熔金属材料及其加工技术得到迅速发展。

因此，推动了难熔金属熔化、粉末冶金和塑料加工。 1940年代，出现了第一台真空白色电弧炉。 1950年代发明了电子束熔炼炉。

电子束熔炼炉

从1960年代开始，出现了许多新技术，包括冷、热等静压、精密铸造、等温变形、焊接等一系列粉末冶金、铸造、塑性加工、热处理等。

有了这些先进的技术，大量的难熔金属和难熔合金材料被生产出来。 1956年，A. Caverly利用电子束悬浮区冶炼技术提取了纯度高于4N的钨、钼、铼单晶。

关于难熔金属你需要知道的一切—— 属性

低温脆性

难熔金属在高温下不易开裂或断裂，能承受反复加热或热冲击。钨、钼、铬等难熔金属在低温下易脆化，而在高温下易延展。

延脆转变温度（DBTT）是难熔金属延展性加工和使用的重要指标。 DBTT 会受到多种因素的影响，例如材料的纯度、合金成分、加工方法和结构。有两种方法可以降低 DBTT。一是在难熔金属中添加合金元素。

比如可以在钨中加入铼。另一种方法是选择更合理的加工方法，如塑料加工技术。

抗氧化

难熔金属 高密度在常温下非常稳定，在空气中不易被氧化。但难熔金属在高温下会被迅速氧化。

钨和钼在大约 752° F 开始氧化。随着温度的升高，它们将分别被氧化生成 WO3 和 MoO3。当温度达到 1562°F 和 1112°F 时，材料将显着升华。铼在 572°F 开始氧化，在 662°F 时变成 Re2O7。

钽和铌在 536°F 和 392°F 的温度下开始氧化。当温度超过 932°F 时，它们会生成 Ta2O5 和 Nb2O5。钛和锆在高于 1112℉ 至 1292℉ 的温度下可以迅速氧化。锆钛粉在空气中能自燃，甚至能爆炸燃烧。

为了解决氧化问题，有两个措施。第一个是生产抗氧化合金，第二个是用抗氧化涂层覆盖难熔金属。

但是，难熔金属在高温下氧化的问题至今没有完全解决。

抗氧化

抗氧化

钨、钼、铼不与氢反应，但它们的氧化物可以在一定温度下与氢还原成金属。钨、钼和铼在吸收氢时会变脆。当温度达到 572°F 到 932°F 之间时，这些金属会吸收大量的氢并生成脆性金属氢化物。

在高真空条件下，会释放氢气。因此，难熔金属的这一特性可用于生产钛、锆、钽、铌合金粉。

氢反应

耐腐蚀性

难熔金属 具有良好的耐腐蚀性。当温度低于 302°F 时，钽表面具有致密且稳定的氧化膜。因此，钽的化学性质非常稳定。

钽对硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、有机酸和硝酸盐酸盐具有优异的耐受性，但在氢氟酸、浓碱溶液和熔融态中会熔化基础。

铌的耐蚀性与钽相近，但不如Ta。钨在常温下在盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、王水中非常稳定，但易被硝酸钠腐蚀。钼与钨相似，但耐腐蚀性不如钨。

一般来说，钽、铌、钛、锆等难熔金属都是很好的防腐材料，可以作为保护层。

关于难熔金属你需要知道的一切—— 应用

随着科学技术的发展，对材料提出了越来越严格的要求。如今，传统材料已经无法满足这些新的需求，但耐火材料 在国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金、核工业等领域发挥着不可替代的作用。

核工业

难熔金属在核工业中的应用主要是锆管 其次是钨和钼。锆具有良好的抗辐射和水侧腐蚀性能，因此特别适用于“清水”反应堆中的各种管道。

为了加强核安全，防止核泄漏，新一代核反应堆采用的钨基高密度合金惯性储能装置可以保持冷却循环事故发生后3-5分钟不通电。

这样可以为事故处理争取宝贵的应急时间，防止核反应堆烧穿造成核泄漏。此外，难熔金属和合金 通常用作核废料的储存罐。

电子信息技术

在新一代集成电路中，随着布线越来越细（目前最高可达0.2微米）。 耐火材料 还广泛用于电子行业的支撑件、挡圈和底座支架。

钨合金和钨铜复合材料 钨具有良好的电子发射功能，是良好的电极材料，已广泛应用于电力行业的电火花加工、电力机车导向块、超高压开关和焊接。

此外，W-Re合金已经在很多场合代替铂作为热电偶用于测温，以及高性能钨铼线 还被用作显像管，将电子传输到千家万户。

太空、海洋和医学

进入21世纪，许多国家都在积极准备建设空间站和海底世界，希望和平利用外层空间和海洋宝库。

外太空有大量的尘埃粒子和太空垃圾，需要高强度的材料，同时可以抵抗宇宙中高能射线的辐射.耐火材料在这方面具有独特的优势。比如前苏联的和平号空间站和美国航天飞机就大量使用了耐火材料。

同样，海水的腐蚀作用是普通材料无法忍受的。钛是在海底创造永久人类环境的最佳选择。不仅重量轻、强度高，而且具有良好的耐腐蚀性。

铌合金 具有良好的抗血液腐蚀性能，可用于制作血管支架。 W、W-Mo、W-Re 和 W-Graphite 已被用作医学中的 X 射线靶，挽救了无数生命。 难熔金属 还用于超声波碎石电极、多维自组装射线光栅、伽马刀、超声波聚光刀准直器等先进医疗设备。

其他应用

钨和钼已被广泛用作高温炉中稀土冶炼的加热元件、隔热罩、坩埚和支撑部件。大型钨钼管、钼电极、镀钼、芯棒、料斗在玻璃和玻璃纤维行业成功替代铂，取得了巨大的社会和经济效益。

难熔金属 还用作纺织工业电热刀、锌冶炼的电热元件和测温套。

结论

感谢您阅读我们的文章 – 关于难熔金属的所有信息 ，我们希望它可以对您有所帮助。如果您想了解更多关于难熔金属的信息，您可以访问高级难熔金属 (ARM ) 了解更多信息。