微波烧结在钛材料中的研究及应用
微波烧结在钛材料中的研究及应用 微波烧结是近年来迅速发展起来的一种加热烧结新技术,它不同于通过传导、辐射、对流机制传递热量的传统加热烧结方法,而是利用微波的特殊波段与材料的基本结构耦合而产生热量,使得材料整体被加热至烧结温度而实现致密化。微波烧结能促进合金固结,其平均晶粒尺寸比常规烧结的小,相对密度也更高,可达到99.88%。又如,常规烧结钛复合材料必须加入大量的晶粒生长抑制剂以便获得细小均匀的微观结构,但是这些晶粒生长抑制剂的加入会降低最终产品的力学性能,而在微波烧结试样中不需要加入大量的晶粒生长抑制剂就可获得细晶粒组织,从而可获得更加优良的力学性能。在传统烧结中,大量的钨会溶解在钴基体中,而在微波烧结试样中没有观察到这种现象,因此,微波烧结试样的硬度和抗腐蚀性能都得到了显著改善。
钛合金材料在能源开发及海洋工程中的市场应用
最近几年,由于能源紧缺,许多国家和地区都致力于地热开发综合利用。从性能、维修、成本和安全等多种因素综合考虑,钛是地热开发比较理想的材料。随着低成本新合金的出现及加工技术的不断发展,钛在地热工业的应用必将会增加。地热工业环境温度高且含有大量氧化性氯化物,这种热、氧化性氯化条件可引起不锈钢或镍基合金出现局部侵蚀,使用钛材,就可以很好地解决这类问题。国外在表面直接暴露在超咸地热盐水中的设备和关键元件,包括阀、计量表、管道、涡轮机元件、扩张管、汽水分离装置、冷凝器、叶轮、轴等都选用了钛材。美国Salton海地热盐井中,已有超过450吨的Gr.29钛合金热轧无缝管被用于盐水生产和再注入中。由于这种Gr.29钛合金管线寿命可以达到15年以上,减少了维修成本,因而,它很经济地替代了厚钢和挤压Ti-38644/Pd管在地热工业的应用。菲律宾一家公司在其高温(<330℃)、高酸性(PH>2.3)地热盐水井发电项目中也使用了Gr.29钛合金管线,取得了显着的效益。
钽棒,钽片等钽材料的发展现状及应用前景探析
稀有金属材料技术是新世纪材料科学与工程领域中受重视的学科之一,是高新技术发展关键材料,钽铌新材料在其中扮演着重要的角色。现代高科技诸如信息技术、新能源技术、空间技术、生物技术、超导技术等发展都与稀有金属材料尤其是钽铌新材料息息相关。钽铌新材料在高科技领域有越来越广泛的发展空间,首先是钽铌电容器向高容量领域拓展;其次,硬质合金的切削工具朝着超硬、微精尖方向发展,应用市场预计将保持稳步攀升态势;再次是钽铌应用在航空航天工业上,钽铌基合金及其它特种合金上会继续平稳发展。近年来,特种铌钢需求继续增长,除发达国家外,第三世界国家也有了需求。特别超导材料将大量用于磁体材料以及高新计算技术等,并正在进一步拓展,钽铌材料的新应用还将不断被开发。依据世界高科技产业发展的进程,今后5-10年钽铌工业仍将保持12%以上的增幅持续发展。
发展现状
我国钽铌工业从20世纪50年代中期的基础研究起步,20世纪60年代逐步开始采选、冶炼、加工以及应用的生产,初期冶炼、加工生产规模、技术水平、产品档次和质量状况与发达国家比较相差甚远。
钽材料的性能
目前钽铌行业中的主要产品有钽粉(电容器级冶金级)、钽丝、碳化钽、钽及其合金锭、钽及其合金加工材(板、带、管、棒、线)、钽靶材、氧化钽(工业、光玻、高纯)、钽酸锂单晶;铌粉(电容器级、冶金级)铌条、铌及其合金锭、铌及其合金加材(板、带、管、棒、线)、氧化铌(电器级、工业、光玻、高纯)、碳化铌、铌酸锂单晶、铌及其合金超导材等。
钽粉和钽丝是制造钽电容器的关键材料。广泛地用于手机、计算机、数码产品、汽车和航空航天电子等领域,全世界60%左右的钽用于制造钽电容器。钽、铌靶材用于半导体装置和液晶显示技术,氧化铌、铌粉、铌丝用于制造陶瓷电容器和铌电容器,铌丝主要用于生产高强度低合金钢、不锈钢、耐热钢、间隙钢、碳钢、工具钢、轨道钢、铸造钢,全世界90%左右的铌用于钢铁工业。将钽或铌添加到钨、钼、镍、钴、钒、铁基合金中或以钽、铌为基添加其它金属元素可生产超合金,超合金是航天航空发动机、