俄研製新材料氰化鉿陶瓷可耐4200攝氏度高溫

2020-11-22 騰訊網

報導稱,俄羅斯國家科學技術大學的材料科學家研製出一種氰化鉿陶瓷,理論上能承受4200攝氏度高溫。在此之前,世界上公認的最耐高溫、最難熔化的人造物質是鉭鉿碳化物。

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耐高溫材料分為耐火材料和耐熱材料

目前的定義,凡物理化學性質允許其在高溫環境下使用的材料稱為耐火材料。耐火材料廣泛用於冶金、化工、石油、機械製造、矽酸鹽、動力等工業領域,在冶金工業中用量最大,佔總產量的50%~60%。

耐火材料行業發展與國內礦產資源的保有量休戚相關。鋁礬土、菱鎂礦和石墨是三大耐火原料。而中國是世界三大鋁土礦出口國之一,菱鎂礦儲量世界第一,還是石墨出口大國,豐富的資源支撐著中國耐火材料度過了高速發展的十年。目前世界十大熔點最高的材料重點有以下幾種:

1、石墨 Graphite(3652 ℃)

石墨是元素碳的一種同素異形體,每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個六邊形)以共價鍵結合,構成共價分子。用途:傳統可用作耐火材料、導電材料、耐磨潤滑材料以及鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料,新型用作柔性石墨密封材料,汽車電池,新型複合材料等。

主要研究公司:Northern Graphite, Alabama Graphite Corp., Superior Graphite,吉林炭素有限公司,山西晉能集團有限公司,方大碳素等。

2、金剛石 Diamond(3550 ℃)

金剛石是原子晶體,石墨是混合型晶體,石墨晶體的熔點反而高於金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內共價鍵的鍵長是1.42×10-10m,金剛石晶體內共價鍵的鍵長是1.55×10-10m。用途:工藝品和工業中的切割工具,如拉絲模、車刀、刻線刀、硬度計壓頭、地質和石油鑽頭、砂輪刀、玻璃刀、金剛石筆、修整器刀以及磨料等。

主要研究公司:英國Elementsix公司,美國Diamond Innovation, 韓國IL Jin公司,凱吉斯KGS金剛石集團,鄭州華晶金剛石股份有限公司等。

其他還包括:碳化鉭鉿合金 Ta4HfC5 (3990℃)、鎢 Tungsten(3400 ℃)、二硼化鋯 ZrB2(3245℃)、二硼化鈦 TiB2(3225℃)、錸 Rhenium(3180℃)、碳化鈦TiC(3100℃)、鋨 Osmium(3045℃)、碳化矽 SiC(2820℃)。

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國內耐高溫材料的領先企業

最近一種新型特種透明陶瓷塗料面世,耐溫突破2000℃,這種塗料就是志盛ZS-1051耐高溫透明阻燃防氧化塗料。現在經歷多年的研究開發,位於中關村科技園北京志盛威華化工有限公司,生產基地在滄州臨港技術開發區塗料園,志盛威華公司擁有自耐高溫塗料主的專利技術,突破了耐高溫塗料耐溫極限,技術世界齡先,ZS功能性納米陶瓷高溫塗料,已走在國內國際高溫塗料的企業前列。

志盛威華納米陶瓷耐高溫塗料塗層系類耐溫有150℃、250℃、400℃、600℃、800℃、1000℃、1200℃、1600℃、1800℃、2000℃、2600℃、3000℃等一系列耐高溫塗料。志盛威華的ZS-1023超高溫防氧化塗料已經耐溫達到3000℃,要求性能高,塗料質量穩定,已在航天發動機上成功應用。

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市場潛力巨大,幾大領域或迎機遇

隨著我國經濟的不斷發展、人們生活水平的不斷提高,人們的消費觀念和消費水平也有了很大的轉變與提升。在這個契機下,耐高溫材料行業也得到了快速發展,從這兩年的市場規模發展來看,耐高溫材料行業正處於飛速發展之中。

其中,耐高溫複合材料樹脂市場在航空航天和防禦、管道和儲罐以及電氣和電子行業具有廣闊的發展前景。到2024年,耐高溫複合材料樹脂市場預計將達到11億美元,從2019年到2024年,複合年增長率為4.9%。該市場的主要增長動力是對耐高溫複合材料的需求不斷增長,以及材料的標準化以承受一定的溫度性能。

由於對高性能和耐熱材料的需求不斷增加,其他細分市場(包括交通運輸和工業)預計將在預測期內實現最高增長。由於管道、儲罐和航空航天/防禦行業的強勁需求,北美仍將是最大的地區。由於複合材料含量更高的先進飛機型號的生產率提高以及對耐高溫材料的預期需求,預計歐洲將在預測期內實現最高增長。

預計到2020年耐高溫塗料市場規模將達到42.4億美元,2015-2020年複合增長率在4.56%以上。在過去的幾年裡,耐高溫塗料一直以一個相對溫和的速度在增長,並且在未來一段時間內將繼續保持下去。

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