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世界十大高温材料

  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(Ta4HfC5)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。1925年瑞典化学家赫维西和荷兰物理学家科斯特用含氟络盐分级结晶的方法得到纯的铪盐,并用金属钠还原,得到纯的金属铪。铪在地壳中的含量为0.00045%,在自然界中常与锆伴生 。

  石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。

  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。金熔点(ºC):3550°C-4000°C, 金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石是无色正八面体晶体,其成分为纯碳,由碳原子以四价键链接,为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以金刚石硬度非常大,熔点在华氏6900度,金刚石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850~1000℃,而且不导电。

  钨,一种金属元素。原子序数74,原子量183.84,熔点3400℃。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。

  钨是一种金属元素。钨的化学元素符号是W,原子序数是74,相对原子质量为183.85,原子半径为137皮米,密度为19.35克/每立方厘米,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨在自然界主要呈六价阳离子,其离子半径为0.68×10-10m。由于W6+离子 半径小,电价高,极化能力强,易形成络阴离子,因此钨主要以络阴离子形式[WO4]2-,与溶液中的Fe2+、Mn2+、Ca2+等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀。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,蒸气压很低,蒸发速度也较小,化学性质也比较稳定。

  钨是熔点最高的 难熔金属 。一般熔点高于1650℃并有一定储量的金属以及熔点高于锆熔点(1852℃)的金属称为难熔金属。典型的难熔金属有钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛。作为一种难熔金属,钨最重要的优点是有良好的高温强度,对熔融碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能,钨只有在1000℃以上才出现氧化物挥发和液相氧化物。但是,它同时也具有塑性-脆性转变温度较高,在室温下难以塑性加工的缺点。以钨为代表的难熔金属在冶金、化工、电子、光源、机械工业等部门得到了广泛应用。

  二硼化锆是化学物质,分子式是ZrB2。性质灰色坚硬晶体。硼化锆有三个组成即一硼化锆、二硼化锆、三硼化锆,只有二硼化锆在很宽的温度范围是稳定的。工业生产上主要以二硼化锆为主。二硼化锆为六方体晶型,灰色结晶或粉末,相对密度5.8,熔点为3040℃。耐高温,常温和高温下强度均很高。耐热震性好,电阻小,高温下抗氧化。带金属光泽。电阻略低于金属锆。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。由金属锆与碳化硼、氮化硼混合后在氩气流中加热至2000℃制得。

  二硼化钛粉末是灰色或灰黑色的,具有六方(AlB2)的晶体结构。它的熔点是2980℃,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。二硼化钛主要用于制备复合陶瓷制品。由于其可抗熔融金属的腐蚀,可用于熔融金属坩锅和 电解池 电极的制造。

  二硼化钛(TiB2)是硼和钛最稳定的化合物,为C32型结构,以其价键形式结合,属六方晶系的准金属化合物。其完整晶体的结构参数为:a为0.3028nm,C为0.3228nm。晶体结构中的硼原子面和钛原子面交替出现构成二维网状结构,其中的B与另外3个B以共价键相结合,多余的一个电子形成大π键。这种类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB2具有良好的导电性和金属光泽,而硼原子面和钛原子面之间Ti-B键决定了这种材料的高硬度和脆性的特点。

  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。熔点和沸点分别为3186°C 和5596°C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。

  镍铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。这些合金最多含有6%的铼,这是铼最大的实际应用,其次就是作为化工产业中的催化剂。铼比钻石更难取得,所以价格高昂,2011年8月平均每公斤售4,575美元(每金衡盎司142.30美元)。由于铼可应用在高效能喷射引擎及火箭引擎,所以在军事战略上十分重要。

  TiC浅灰色,立方晶系,不溶于水,熔点3140℃。具有很高的化学稳定性,与盐酸、硫酸几乎不起化学反应,但能够溶解于王水,硝酸,以及氢氟酸中,还溶于碱性氧化物的溶液中。

  TiC 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, TiC 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。因此, TiC 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, 用其制备的复相材料在机械加工、冶金矿产、航天和聚变堆等领域有着广泛的应用。

  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。

  金刚砂又名碳化硅(SiC)是用石英砂 、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。熔点2700℃。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,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种,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,比重为3.20~3.25, 显微硬度为2840~3320kg/mm2。

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