Огнеупорни метали са клас метали, които са изключително устойчиви на топлина и износване. Изразът се използва най -вече в контекста на материалознанието, металургията и инженерството. Определението кои елементи принадлежат към тази група се различава. Най -често срещаната дефиниция включва пет елемента: два от петия период (ниобий и молибден) и три от шестия период (тантал, волфрам и рений). Всички те споделят някои свойства, включително точка на топене над 2000 ° C и висока твърдост при стайна температура. Те са химически инертни и имат относително висока плътност. Техните високи точки на топене правят праховата металургия избраният метод за производство на компоненти от тези метали. Някои от техните приложения включват инструменти за обработка на метали при високи температури, телени нишки, леярски форми и съдове за химическа реакция в корозивни среди. Отчасти поради високата точка на топене, огнеупорните метали са стабилни срещу деформация на пълзене до много високи температури.
Повечето определения на термина' огнеупорни метали' изброяват изключително високата точка на топене като ключово изискване за включване. По едно определение е необходима точка на топене над 4000 ° F (2,200 ° C), за да се квалифицира. [2] Петте елемента ниобий, молибден, тантал, волфрам и рений са включени във всички дефиниции [3], докато по -широкото определение, включващо всички елементи с точка на топене над 2 123 К (1850 ° C), включва различен брой от девет допълнителни елемента : титан, ванадий, хром, цирконий, хафний, рутений, родий, осмий и иридий. Изкуствените елементи, които са радиоактивни, никога не се считат за част от огнеупорни метали, въпреки че технецийът има точка на топене 2430 K или 2157 ° C, а рутерфордият се очаква да има точка на топене 2400 K или 2100 ° C.
| Име | Ниобий | Молибден | Тантал | Волфрам | Рений |
| месечен цикъл | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 |
| Точка на топене К | 2750 | 2896 | 3290 | 3695 | 3459 |
| Точка на кипене К | 5017 | 4912 | 5731 | 6203 | 5869 |
| Точка на топене ° C | 2477 | 2623 | 3017 | 3422 | 3186 |
| Точка на кипене ° C | 4744 | 4639 | 5458 | 5930 | 5596 |
| Плътност g.cm-3 | 8.57 | 10.28 | 16.69 | 19.25 | 21.02 |
Млади' s модул GPa | 105 | 329 | 186 | 411 | 463 |
| Твърдост по Викерс МРа | 1320 | 1530 | 873 | 3430 | 2450 |
Огнеупорни метали се използват за осветление, инструменти, смазочни материали, пръти за контрол на ядрените реакции, като катализатори и за техните химични или електрически свойства. Поради високата си точка на топене, огнеупорни метални компоненти никога не се произвеждат чрез леене. Използва се процесът на прахова металургия. Праховете от чист метал се уплътняват, загряват с помощта на електрически ток и допълнително се произвеждат чрез студена обработка със стъпки на отгряване. Огнеупорни метали могат да се обработват в тел, слитъци, арматура, листове или фолио.
Молибденови сплави
Основни статии:Молибдени Молибден § Приложения
Сплавите на основата на молибден са широко използвани, защото са по-евтини от превъзходните волфрамови сплави. Най-широко използваната сплав от молибден е титаново-циркониево-молибденовата сплав TZM, съставена от 0,5% титан и 0,08% цирконий (като останалата част е молибден). Сплавта проявява по -висока устойчивост на пълзене и якост при високи температури, което прави работните температури над 1060 ° C възможни за материала. Високото съпротивление на Mo-30W, сплав от 70% молибден и 30% волфрам, срещу атаката на разтопен цинк го прави идеалният материал за леене на цинк. Използва се и за изграждане на клапани за разтопен цинк.
Молибденът се използва в тръстикови релета, напоени с живак, тъй като молибденът не образува амалгами и следователно е устойчив на корозия от течен живак. [10] [11]
Молибденът е най -често използваният от огнеупорни метали. Най -важното му приложение е като укрепваща сплав от стомана. Структурните тръби и тръбопроводи често съдържат молибден, както и много неръждаеми стомани. Силата му при високи температури, устойчивост на износване и нисък коефициент на триене са всички свойства, които го правят безценен като легираща смес. Неговите отлични свойства срещу триене водят до включването му в смазки и масла, където надеждността и производителността са от решаващо значение. Автомобилните съединения с постоянна скорост използват грес, съдържащ молибден. Съединението лесно се залепва за метал и образува много твърдо, устойчиво на триене покритие.
Волфрам и неговите сплави
Основни статии: Волфрам и волфрам § Приложения
Волфрамът е открит през 1781 г. от шведския химик Карл Вилхелм Шеле. Волфрамът има най -високата точка на топене от всички метали, при 3,410 ° C (6,170 ° F).
Нишка от 200 вата крушка с нажежаема жичка силно увеличена
Волфрамът и неговите сплави често се използват в приложения, където има високи температури, но все пак е необходима висока якост и високата плътност не е обезпокоителна. Волфрамовите нишки осигуряват по -голямата част от домашното осветление с нажежаема жичка, но също така са често срещани в промишленото осветление като електроди в дъгови лампи. Лампите стават по -ефективни при преобразуването на електрическа енергия в светлина с по -високи температури и поради това високата точка на топене е от съществено значение за приложението като нажежаема жичка при нажежаема светлина. [18] Оборудването за газово волфрамово дъгово заваряване (GTAW, известно също като заваряване с волфрамов инертен газ (TIG)) използва постоянен, не топящ се електрод. Високата точка на топене и устойчивостта на износване срещу електрическата дъга правят волфрам подходящ материал за електрода.
Високата плътност и здравина на волфрам' също са ключови свойства за използването му в оръжейни снаряди, например като алтернатива на обеднения уран за танкови оръдия. Неговата висока точка на топене прави волфрам добър материал за приложения като ракетни дюзи, например в UGM-27 Polaris. Някои от приложенията на волфрам не са свързани с неговите огнеупорни свойства, а просто с неговата плътност. Например, той се използва за балансиране на самолети и хеликоптери или за глави на голф клубове. В тези приложения могат да се използват и подобни плътни материали като по -скъпия осмий.
Най -често срещаната употреба на волфрам е като сложен волфрамов карбид в свредла, обработващи и режещи инструменти. Най -големите запаси от волфрам са в Китай, с находища в Корея, Боливия, Австралия и други страни.
Той също така се оказва, че служи като смазка, антиоксидант, в дюзите и втулките, като защитно покритие и по много други начини. Волфрамът може да се намери в печатни мастила, рентгенови екрани, при обработка на петролни продукти и пламъкозащитни текстилни изделия.
Ниобиеви сплави
Основни статии: Ниобий § Приложения и сплав от ниобий
Apollo CSM с тъмната ракетна дюза, изработена от ниобиево-титанова сплав
Ниобий се среща почти винаги заедно с тантал и е кръстен на Ниобе, дъщерята на митичния гръцки крал Тантал, за когото е кръстен танталът. Ниобият има много приложения, някои от които споделя с други огнеупорни метали. Той е уникален с това, че може да се обработва чрез отгряване за постигане на широк диапазон на якост и пластичност и е най -малко плътният от огнеупорни метали. Може да се намери и в електролитни кондензатори и в най -практичните свръхпроводящи сплави. Ниобий може да се намери в самолетни газови турбини, вакуумни тръби и ядрени реактори.
Сплав, използвана за дюзи за течни ракетни двигатели, като например в главния двигател на лунните модули Apollo, е C103, която се състои от 89% ниобий, 10% хафний и 1% титан. [25] Друга ниобиева сплав е използвана за дюзата на сервизния модул на Аполо. Тъй като ниобият се окислява при температури над 400 ° C, за тези приложения е необходимо защитно покритие, за да се предотврати чупливостта на сплавта.
Тантал и неговите сплави
Основни статии: Тантал и тантал § Приложения
Танталът е едно от най-устойчивите на корозия вещества.
Благодарение на това свойство са открити много важни приложения на тантал, особено в областта на медицината и хирургията, а също и в тежки киселинни среди. Използва се и за производство на превъзходни електролитни кондензатори. Танталовите филми осигуряват втория най -голям капацитет на обем на всяко вещество след Airgel, [необходим цитат] и позволяват миниатюризиране на електронни компоненти и схеми. Много мобилни телефони и компютри съдържат танталови кондензатори.
Ако имате някакви изисквания относно огнеупорни продукти, моля, свържете се с нас. Ние предлагаме персонализиране на всички волфрамови, молибденови и други огнеупорни метални изделия.
Информация за връзка:
Електронна поща:mail@refrachina.com
Телефон: 86-29-85325399
Факс: 029-8532561
