钽钨合金(钽钨合金机械性能)

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铌钽钨合金是否能用来制作刀具?

铌钽钨合金不适合制作刀具。

铌钽钨合金是以铌为基加入一定量的钽和钨等元素形成的铌合金。这类合金有较高的高温抗拉强度和抗蠕变变形的能力,在宇航飞行器上有重要用途。这类合金的形成过程是往铌中加入跟铌形成无限互溶的钽和钨,就得到典型的Nb-10W-10Ta合金。为了充分利用固溶强化合金易于加工的特点,可进一步添加固溶元素的含量,就得到Nb-15W-20Ta-15Mo合金。为进一步提高合金的高温强度和抗蠕变性能,再往Nb-Ta-W系合金中添加少量的活性元素锆,使锆与基体中的氧和碳形成弥散的ZrO2和ZrC粒子,这样就得到弥散强化的Nb-10W-28Ta-1Zr合金。这类合金通常采用电子束熔炼和真空电弧熔炼方法制备锭坯,用常规的塑性加工技术,可制成板、带、棒、线和锻件等材料,供制造核反应堆构件、宇宙飞行器、高性能喷气发动机涡轮叶片、导弹零件等之用。

钽的军事用途

军事用途

金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料,例如用钽条替代人体中的骨头肌肉还会在钽条上生长,所以它有一个“亲生物金属”。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂

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中国稀有金属网:钽是由瑞典化学家埃克贝里 (A.G.Ekeberg)在1802年发现的,按希腊神话人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为 tantalum。1903年德国化学家博尔顿(W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现,并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间,钽的需要量剧增。50年代以后,由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大,需要量逐年上升,促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。

钽和铌的物理化学性质相似,因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外,往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽,也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨,扎伊尔占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨=907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺,取得了成就。

钽的线胀系数在0~100℃之间为6.5×10-6K-1,超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。 在低于150℃的条件下,钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应,并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化,在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物,最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800~1200℃的真空下,氢从钽中析出,钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物;在高于2000℃和高真空下,被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应,生成卤化物。

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%,交通运输6%,其他2%。

钽的机械性能

钽也是一种呈钢灰色光泽的稀有金属,熔点高达2980℃,比重16.6。钽与铌性质相似,是非常稳定的化学元素。能与钽起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应,并且溶于熔融金属碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化,在280℃明显氧化。钽有良好的低温塑性,钽基合金甚至在-196℃还能保持延展性。另外,钽还具有吸收氢、氮等的能力,而且是在200~300℃下吸入、高温800~1200℃真空条件下又复析出。在自然条件下,钽、铌多为共生,含钽、铌的矿物有:钽铌铁矿和含钽铌酸盐的砂矿。某些炼钢炉渣和炼锡炉渣也是提炼钽的重要资源。划分钽矿或铌矿主要看矿物中含钽或铌多少而待定。

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