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碳化鉭,TaC

碳化鉭,TaC

  • 所屬分類:碳化鈦鋯鉿等
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  • 發布日期:2020-09-26 11:20:07
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碳化鉭

外文名 tanmlum carbide ceramic

化學式為TaC ,面心立方晶格。

參數

理論密度為1.44,熔點3730- 3830攝氏度,熱膨脹系數8.3×10-6,彈性模量291GPa,熱傳導系數0.22J/cm·S·c 。

特點及用途

化學穩定性好,難溶于酸。抗氧化能力較強。TaC通常是用五氧化二鉭和炭黑在惰性或還原氣氛中合成,為黃銅色粉末。采用熱壓燒結法能制得高密度,具有金屬光澤的制品。用作宇航材料和硬質合金的添加物。

碳化鉭性質

淺棕色金屬狀立方結晶粉末,屬氯化鈉型立方晶系。不溶于水,難溶于無機酸,能溶于氫氟酸和硝酸的混合酸中并可分解。抗氧化能力強,易被焦硫酸鉀熔融并分解。導電性大,室溫時電阻為30Ω,顯示超導性質  。

用途

用于粉末冶金、切削工具、精細陶瓷、化學氣相沉積、硬質耐磨合金刀具、工具、模具和耐磨耐蝕結構部件添加劑,提高合金的韌性。碳化鉭的燒結體顯示金黃色,可作手表裝飾品。也用碳化鉭做硬質合金燒結晶粒長大抑制劑用,對抑制晶粒長大有明顯效果,密度為14.3g/cm3。碳化鉭與碳化鉿均屬于耐火陶瓷,意味著這兩種材料具有極其出眾的耐熱性能。這兩種材料所具有的耐受極端惡劣環境的能力,意味著它們的潛在應用可能包括了高速飛船的熱保護系統,以及超熱環境下核反應堆中的燃料包殼。 然而,由于目前實驗室中尚未出現能夠測試TaC和HfC這兩種陶瓷熔點的技術,使得人們目前尚無法確定,它們是否真的能夠勝任在極端環境條件下的工作。為此,研究人員們開發了一種新型極端加熱技術,利用激光來測試TaC和HfC的耐熱性。利用這項技術,研究人員們分別確定了TaC和HfC兩者單質及混合物的熔點。該研究Z近發表于《科學報道》(Scientific Reports)雜志上。他們發現,兩種陶瓷的混合物(Ta0.8H2O20C)的實測熔點與先前的研究結果一致,達到了3905℃,但是這兩種化合物自身的熔點則比先前發現的要高——TaC的熔點達到了3768℃,而HfC則為3958℃。研究人員說,這兩種材料的出現,將為下一代高超音速飛行器的研發鋪平道路。這意味著,未來的航天器可以變得比以往任何時候都要快得多。該項研究是奧瑪·賽迪婁思·巴拉扎(Omar Cedillos Barraza)博士在倫敦帝國理工學院物理系攻讀博士期間進行的。賽迪婁思·巴拉扎博士目前是德州大學艾爾帕索分校的副教授。賽迪婁思·巴拉扎博士說:“當飛行器以超過5馬赫的高超音速飛行時,其與空氣之間的摩擦會產生很高的溫度。到目前為止,TaC和HfC均還未被用于高超音速飛行器的研發之中。但是,我們的新發現表明, 這兩種材料比我們以前認為的還要能耐熱,事實上他們的耐熱性能已經超過了人類已知的任何其他化合物。這一事實意味著,它們或可用于新型航天器:在大氣層內,這些航天器可以像普通飛機那樣飛行,隨后還能以高超音速的速度在太空之中飛行。這兩種材料可使航天器能夠承受穿梭大氣層之間所產生的極端熱量。”TaC和HfC的潛在用途的例子還有,航天器的機頭蓋以及在飛行期間與外界摩擦的外部儀器的邊緣。目前,超過5馬赫的航天器尚不能實現載人飛行。但賽迪婁思·巴拉扎博士指出,這一夢想在將來很有可能實現。賽迪婁思·巴拉扎博士補充道:“我們的測試表明,在打造未來的太空航天器時,這兩種材料具有非常大的潛力。這兩種材料能夠承受如此高的極端溫度,這意味著將來有一天,載人的高超音速航天器真的有可能出現。如果我們能夠以5馬赫的速度飛行,那么從倫敦到悉尼的飛行時間僅僅需要大約50分鐘,這將為世界各國開辟出一個孕育著全新商機的新大陸。


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