鉿基合金

基本介紹

含鋯鉿合金(及化合物)在飛行器上的套用

現代飛行器如宇宙飛船、人造衛星、火箭、飛彈、超音速飛機正朝高速、高空、大推力、遠距離、高準確和安全的方向發展，鋯、鉿（及其化合物）由於某些優異性能，除可作用小型核動力結構和包套材料外，還被用在阿波羅宇宙飛船上的有關部件。鉿也可作為體積小而能量大的火箭推進劑。
鉿化合物具備難熔、抗氧化和耐蝕等幾方面的綜合性能，是耐高溫材料。鉿的碳化物熔點高，比碳化鎢高500℃。4份碳化鉭和1份碳化鉿的混合和其熔點高達4215℃，因而可作噴氣發動機和飛彈上的結構材料和高熔點金屬熔煉坩堝的內襯。
硼化鉿（HfB2)具有高溫特性和良好的抗氧化性，可作為高速的宇宙火箭材料，在2000-2200℃的大氣中使用。含鉿量多的硼化合物的抗氧化性能比硼化鋯大10倍。
碳化鉿（HfC）具有3890℃的高熔點和高彈性係數，良好的電熱傳導性，小的熱膨脹和好的衝擊性能，非常適用於火箭噴嘴，可作重返大氣層宇宙火箭的鼻錐部件。
鉭-鉿夾心結構材料，其耐熱高溫性能2200℃，可作火箭的噴嘴和其他各種結構材料。
用滾壓包覆層、等離子弧噴鍍和噴塗等方法，將但鉿合金塗敷在管材和擠壓型材上，這引起塗敷了鉭鉿合金管材和型材可用作火箭噴嘴、透平發動機和宇宙飛行器等。
鉿可作用燭接和釺焊材料。由於鉿具有延展性、抗氧化性和耐高溫等特性，故可用於熱防護層和宇宙火箭的釺焊合金。含鉿的合金如Ta-W(8%)-Hf(2%)和Ta-W(9.6%)-Hf(2.4%)合金正在蜂窩結構和格架的釺焊中進行試驗,釺焊的溫度為2175-2200℃。Hf-Ta(40%),Hf-Ta(19%)-Mo(2.5%)的釺焊合金至今仍在使用。
由於鉿具有快速吸熱和放熱的性能（比鋯和鈦快1倍），因而可作噴氣發動機和飛彈的結構材料。鉿的難熔性質，使得其可用作渦輪噴氣式飛機的葉片，用於凝固點壓式噴氣發動機中。也可用來製造活門、噴管和其他高溫零件。含鋯鉿合金的套用實例見表5-46。

套用實例

名稱表5-46鋯鉿在現代飛行器中的套用實例
性能和用途
材料

(1)Ni-Pt、Ni-Cr-Zr合金
耐熱合金網、耐熱合金材，用於登月艙倒面傳熱裝置
金屬鉿

（2）Nb-10%Hf合金
登月艙從月球起飛火箭噴嘴
金屬鉿

（3）鉿粉末
作火箭推進器材料
金屬鉿

（4）鉿基合金
含20%-27%Ta、2%Mo，已開發出1650℃以上仍有抗氧化性合金複合工藝，用於飛行器
金屬鉿

（5）Ta-10%W、Ta-8%W、Ta-10%Hf、Ta-9.6%W-2.4%Hf合金
合金用於蜂窩結構和格架結構
金屬鉿

（6）T111
T222
Astar合金
Ta-W8-Hf2-C0.003
Ta-W8-Hf2-C0.012
811CTa-W8-Rel-
Hf1-C0.025
用作宇宙飛船返回大氣層時的熱防護材料；具有高蠕變強度
金屬鉿

鉿基合金

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