金属间化合物材料 |
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来源:不详 更新时间:2013-11-09 15:47:30 |
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100多年来,人们一直在研究开发以纯金属变基体的各种固溶体(在固态下一种金属溶解于另一种金属内)材料。过去,人们曾把金属中存在的一些金属间化合物视为有害的因素,因为它会阻碍组成金属材料的许许多多小晶粒之间的相对移动,往往会使材料变脆。但时至今日,人们对传统金属材料的潜力已挖得差不多了,面对着对材料越来越高的标,人们只好另辟蹊径,寻找新路。于是便想到变害为利,利用金属间化合物的特点,开发完全崭新的材料。金属间化合物因阴碍晶粒移动,在使材料变脆的同时,也提高了材料的强度和耐热性。从火箭发动机到发电用的燃气轮机,要提高工作效率都需要提高工作温度(最高的需要超过3000℃)。各种超音速飞机、航天飞栅在飞行中其表面同空气的摩擦,会产生非常高的温度(可达到1800℃)。凡此种种,都要求有新的性能更好的而热材料。而钴基、镍基等传统的耐热合金,几乎已达到性能的极限。于是,转而从过去被视为禁区的金属间化合物寻找出路,便成为希望所在。
近一二十年来,人们开始研究开发金属间化合物材料,这是金属材料领域一个带有根本性的转变,也是今后发展金材料的重要方向。
对金属间化合物的研究表明,由于它的特殊晶体结构,使其具有固溶体材料所没有的性能。例如,固溶体材料通常随着温度的升高而强度绛低,但某些金属间化合物的强度在一定范围内反而随着温度的升高而升高,这就使它有可能作为新型的高温结构材料的基础。另外,还有一结性能可以是固溶体材料的数倍乃至二三十倍。
目前已经知道的金属间二元(两种元素)化从事物以及金属与稀土金属间的化合物超过2万多种,但得到开发应用的不到1%,而已经用到结构上(主要用于核反应堆的高温结构)的则更是微乎其微。这主要是因为人们对其结构和性质还了解得不够,对它的金属间化合物宝库里,许多新型结构材料和功能材料正等待我们去开发。
摘自大众科技报
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