贵金属高温结构材料的强化及应用
2021-07-26胡昌义袁晓虹蔡宏中
贵金属 2021年1期
胡昌义,魏 燕,袁晓虹,蔡宏中,陈 力,王 献
(昆明贵金属研究所 稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,云南省贵金属新材料控股集团有限公司,昆明 650106)
传统意义上的高温合金是指镍基、铁基、钴基和钛基及其金属间化合物等贱金属高温结构材料,主要应用于航空发动机、工业燃气轮机涡轮叶片等高温部件以及现代工业和高新技术领域得到广泛应用。由于合金熔点的限制,贱金属高温合金的使用温度一般不超过1100℃。航天领域使用的高温材料的工作温度一般在1300℃以上,贱金属高温合金难以满足要求。目前,航天上使用的高温材料主要是难熔金属合金,如铌铪合金和铌钨合金等。虽然难熔金属具有超过2000℃的熔点,但由于其抗氧化能力较差,必须要有涂层保护,如硅化物涂层等。由于涂层性能的限制,难熔金属/硅化物涂层材料体系的工作温度一般不超过1400℃。铂族金属,尤其是Pt和Ir,熔点比镍、铁或钴高,化学稳定性好,且具有优良的高温力学性能、抗氧化及耐腐蚀性能,高温使用时一般无须涂层保护,成为很多特殊应用坏境中不可缺少的材料,如实验分析及晶体生长用器皿材料、制备优质玻璃和玻璃纤维的坩埚与漏板材料、航天发动机喷管及核燃料包封材料等。贵金属高温材料品种繁多,以使用的金属类型分为 Pt基合金及金属间化合物、Ir及Ir基合金、Ru化合物等。以合金的结构类型有固溶强化型合金、沉淀强化型合金、弥散强化型复合材料及铂族金属化合物等[1-2]。……
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