碳化铪及其复合功能材料

产品详情

产品简介:

碳化铪,属于氯化钠型立方晶系的结晶,英文名hafnium carbide powder, CAS号码12069-85-1,分子式HfC,灰黑色粉末。体积电阻率1.95×10-4Ω·cm(2900),热膨胀系数6.73×10-6/℃。具有很高的弹性系数,良好的电、热传导性,很小的热膨胀系数和良好的耐冲击性能,密度12.7g/cm3, 熔点 3890°C,是单一化合物中熔点高。碳化铪能与许多化合物(ZrCTaC)形成固溶体。具有高表面活性、高表面能、耐高温、抗氧化、高强度、高硬度、导热性良好、韧性好,是一种重要的高熔点、高强度、高温强度好、良好的耐腐蚀性能的高温结构材料,并具有高效吸收可见光,反射红外线和储能蓄热等的特性。广泛应用于电子、涂层、喷涂、硬质合金、粉末冶金、航空航天、原子能、硬质薄膜和冶金自动化等高新技术领域的关键材料。

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产品优势:

采用超高纯度的二氧化铪和高纯炭黑作为原材料、公司独创的添加剂配方应用核心技术、合金化烧结技术,保证了碳化铪粉末的纯度、低氧含量、低游离碳,使粉末晶粒致密化,相成份稳定、碳化烧结均匀、粒度均匀、质量稳定。

 

产品应用案例:

1、碳化铪作为添加剂添加到固体火箭发动机喉衬材料

由于碳/碳复合材料具有比其他材料优越的高温热物理和力学性能,是固体火箭发动机喷管喉衬的首选材料。在发动机工作过程中,碳/碳复合材料喉衬在恶劣的热环境下,内型面因受到高温、高压、高速且含有侵蚀性粒子的热流冲刷烧蚀会遭到破坏,表现为喉径扩大、表面粗糙不平、型面不规整等,从而影响到发动机工作压强,导致喷管效率降低。

 某型号武器系统喷管喉衬炭基体加入8%-10%的碳化铪材料(HfC)时,HfC-C/C复合材料的抗烧蚀性能可得到很大的改善。HfC HfC-C/C 复合材料喉衬烧蚀抗力的贡献主要有两方面:一、由于在 3500 ℃烧蚀温度下,HfC在高温烧蚀过程中优先与氧气反应形成HfO2,有效地阻止了有氧气氛对复合材料中碳基体和碳纤维的氧化; 二、由于 Hf C 具有很高的强度和硬度,又有效地提高了材料整体的抗机械磨蚀、冲刷性能,使得燃气对喉衬内型面的机械剥蚀得到有效抑制。显然,HfC-C/C 复合材料的抗烧蚀性能随 Hf C 含量的增加而提高,实验结果表明,当 HfC含量达到8%-10%以后,HfC-C/C复合材料喉衬的线烧蚀率会出现近似恒定的稳定烧蚀阶段在固体火箭发动机试车条件下,HfC-C/C复合材料整体喉衬具有良好的抗烧蚀性能。

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21原子的碳化铪和4原子的碳化钽,组成的钽铪的复式碳化物4TaC·HfC,通过采用激光的极端加热技术来测试4TaC·HfC的耐热能力,熔点达到了3905摄氏度。是已知熔点高的复合材料化合物,是一种很好的耐火陶瓷材料,我们美国某客户应用于高速飞行器的热防护系统上面,对热具有极强的抵抗能力,能够承受和抵御极端恶劣的高温环境,还可以作为核反应堆中过热环境的燃料包壳。

空气摩擦导致的热包括当超音速行驶超过5马赫的时候,将产生非常高的温度。由于4TaC·HfC材料能够承受和抵御极端恶劣的高温环境,为下一代的超音速飞行器的发展铺平道路,这个材料意味着新型宇航器可能会有比以往更快的速度。4TaC·HfC材料应用在超音速飞行器、飞行器机头,在飞行过程中须承受摩擦的外部部件边缘等方面,使得行驶速度超过5马赫的飞行器载人成为可能。

3、碳化铪是制作原子核反应堆的控制棒和保护装置的重要功能材料,是原子能工业重要材料,可作火箭的推进器,特别适用于火箭喷嘴、火箭喷管的喉部材料领域、重返大气层宇宙火箭的鼻锥部位。含碳化铪的合金可作火箭喷嘴和滑翔式重返大气层的飞行器的前沿保护层,

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4、碳化铪由于硬度和熔点高,作为添加剂,应用于硬质合金切削工具、金属陶瓷切削工具、粉末冶金制品、高温结构件材料、耐高温喷涂材料;添加碳化铪的Hf-Ta合金可制造工具钢及电阻材料;在耐热合金中添加碳化铪,例如钨、钼、钽的合金中有的添加碳化铪,可以提高材料的硬度、强度、抗烧蚀性能和耐高温性能;

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5、碳化铪由于高熔点,作为添加剂应用在炼钢工业中作脱氧剂,可以大幅度提高钢材质量;在电器工业上是制造X射线管的阴极材料。

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