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錸及其合金在飛機、航空航天和核反應堆上的應用

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錸及其合金在飛機、航空航天和核反應堆上的應用

發(fā)布日期:2019-07-12 作者: 點擊:

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錸的主要消耗(大約70%)是作為一種合金元素。例如,錸常用于鎳或鈷(Co)基超合金中以提高蠕變強度。這些錸超合金為單晶燃氣輪機葉片及其他部件提供高溫、耐蠕變材料。F-15  F-16發(fā)動機中使用的第二代鎳基合金含有3%的錸重量百分比(wt.%),而F-22 and F-35發(fā)動機中使用的第三代合金含有約6%的錸重量百分比。

在飛機工業(yè)中,稀土還用作表面密封轉子的涂層、燃氣輪機發(fā)動機的空氣渦輪啟動機部件、擴散屏障(例如石墨烯頂部)以及葉片用Ni3Al基超合金和高級噴氣發(fā)動機用鈮(Nb)基合金中的合金元素。在核反應堆中,它也用作鈾氮化物核燃料和鈮合金包層間的屏障。

錸也是對導彈推進和太空系統(tǒng)有吸引力的一種材料。它的涂層可用于提高低氧環(huán)境下碳和石墨部分的耐熱性,而避免了碳污染。錸提供了高溫火箭和熱氣閥中耐腐蝕的部分,可用作襯里與石墨或碳-碳結構材料結合使用,或作為純結構材料使用。用于固體和液體火箭發(fā)動機噴嘴的錸具有巨大的優(yōu)勢,可以在高溫和氣體壓力下工作。由錸基底和銥涂層組成的用于燃燒室材料系統(tǒng)已經(jīng)被證明在接近2200°C的工作溫度下有更長的使用壽命(與用R512E熔融石英涂層的C103-Nb合金相比)。通過銥涂層錸提供的附加熱裕度,可以實現(xiàn)薄膜冷卻的有效消除,從而獲得更高的性能和更清潔的航天器環(huán)境。

錸大大提高了難熔金屬及其合金的抗張強度和室溫延展性,因此,它被用作其他難熔金屬如鎢和鉬(Mo)的合金元素。例如,無論有沒有釷(ThO2),鎢-錸合金都被用作在空間電力應用中的高溫熱離子能量轉換器材料的電極材料。錸-鉬合金已證明具有優(yōu)異的抗液態(tài)鋰(Li)腐蝕性能和良好的機械性能,無論是在母材還是焊接形式上,使其在先進核反應堆中用作結構材料具有潛在吸引力。

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