难熔金属及其合金单晶的发展及运用

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难熔高熵合金电化学抛光

难熔高熵合金电化学抛光难熔高熵合金（High-Entropy Alloys，HEAs）是一类新兴的金属材料，具有高强度、高硬度、高耐腐蚀性等优异特性。

然而，由于其成分复杂、晶粒细小和高硬度等特点，难熔高熵合金的表面加工和抛光难度较大。

为了解决这一问题，研究人员提出了电化学抛光技术，以实现对难熔高熵合金的高效加工。

电化学抛光是利用电解液中的电化学反应，在金属表面形成氧化膜，通过腐蚀和溶解的作用来去除表面的杂质和缺陷。

在难熔高熵合金的抛光过程中，电化学抛光技术能够克服传统机械抛光的困难，实现高效、精确的表面处理。

电化学抛光的过程是通过控制电解液中的电流和电压，使得金属表面发生电化学反应。

这种反应可以在原子尺度上改变表面的结构和化学组成，从而实现精细的抛光效果。

此外，电化学抛光可以通过调节电解液的成分和浓度，优化抛光的效果和速度。

电化学抛光技术能够在保持材料原有性能的同时，去除表面的杂质和缺陷。

难熔高熵合金由于成分复杂，表面容易出现氧化物、硫化物等杂质和微观缺陷。

这些杂质和缺陷不仅会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能，还会导致加工过程中的表面粗糙度增加。

电化学抛光能够通过控制电解液中的电流和电压，选择性地去除这些杂质和缺陷，从而得到平整、光滑的表面。

电化学抛光技术还可实现对难熔高熵合金的局部抛光。

难熔高熵合金的成分复杂，不同元素的化学活性和腐蚀性不同。

传统的机械抛光很难实现对不同区域的精确抛光，容易出现过抛和欠抛的情况。

而电化学抛光技术可以通过在特定区域施加电流和电压，实现对局部区域的精确抛光。

这种局部抛光技术可以应用于微电子器件和微机械系统等领域，对于实现微纳加工具有重要意义。

难熔高熵合金电化学抛光技术的发展还面临一些挑战。

首先，电化学抛光需要选择合适的电解液和抛光参数，以实现高效的抛光效果。

其次，难熔高熵合金的电化学行为和腐蚀机理尚未完全理解，需要进一步的研究和探索。

最后，电化学抛光技术需要在实际生产中得到广泛应用，需要解决设备和成本等问题。

难熔金属高熵合金的制备工艺与性能研究

难熔金属高熵合金的制备工艺与性能研究难熔金属高熵合金是一种由多种元素组成且非常稳定的合金。

它们具有高熔点、高硬度和抗腐蚀性能的特点，因此在航空航天、核能、石油化工等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍难熔金属高熵合金的制备工艺和性能研究。

首先是原料选择，难熔金属高熵合金通常由五种或更多的成分组成。

选择合适的原料对于合金的性能至关重要。

通常选择的原料包括高纯度金属和合金块、粉末或充分还原的化合物等。

合金化是将选定的原料混合并放入高温固态反应炉中进行反应。

反应温度和时间的选择取决于合金的成分和所需的性能。

反应过程中应加入适量的助熔剂，以促进原料的熔化和反应的进行。

熔炼是将反应后的混合物加热至熔点并进行熔化。

常用的熔炼方式包括真空感应熔炼、真空电炉熔炼和气保护等。

熔炼后得到的合金液体应具有均匀的成分和结构。

均匀化是通过热处理和机械处理来减小合金的晶粒尺寸和增加晶界密度，从而提高合金的力学性能和耐腐蚀性能。

常用的均匀化方法包括固溶处理、时效处理和等离子体处理等。

最后是热处理，通过调节热处理工艺和温度来改善合金的性能。

热处理可以改善合金的力学性能、热稳定性、抗腐蚀性能和耐磨性等。

热处理方法包括固溶处理、时效处理和等离子体处理等。

难熔金属高熵合金具有许多出色的性能。

首先，它们具有非常高的熔点，可以在高温条件下使用。

其次，难熔金属高熵合金具有高硬度和优异的机械性能，这使得它们在高温和高压下具有良好的稳定性和延展性。

此外，它们还具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境中长时间使用而不受损坏。

虽然难熔金属高熵合金具有许多优点，但也存在一些挑战。

首先，合金的制备工艺较为复杂，需要精确控制处理参数和时间。

其次，难熔金属高熵合金的成本较高，这限制了其在一些领域的应用。

此外，难熔金属高熵合金的研究还处于起步阶段，尚有许多未知的问题需要解决。

总之，难熔金属高熵合金的制备工艺和性能研究对于开发新型高性能材料具有重要意义。

随着对该领域的不断深入研究，相信这种新型合金将在更多的领域得到应用，并且为相关领域的发展做出贡献。

难熔金属单晶及其应用

６ｕｇｉｃｎｅａｄＴｃｎｌｆｒｔｎＲｅｅｒｈＩｓｔｔ，ａｎｎｕｎｘ３０２．ａｘｉｃｅｈｏｇＩｏｍａｏｓａｃｎｔｕｅＮｉｇＧａｇｉ０２）ＧｎＳｅｎｏｎｙｉｉｎ５
【ｂｔｃ】ｅａｏｅｌｉｌｃｓｌｓｉｆｅｌａｒｌｗｉｐｌｄｗｅ．ｈｔｌｍｉｙｎｏｕｅＡｓａｔＲｆｃｒｍｔｎｅｒｔｋｄｔｔｉｓｈｈｉａｐｅｉｌＴｅａｉｅａｌｉｒｃｓｒｒｔｙａｓｇａｉａｎｏｍａｍｅａ，ｃｓｉｄｙｙｒｃｎｔｄ
【耍】摘难熔金属单晶是一种用途￣／泛的金属材料，文章主要介绍了难熔金属单晶材料的制备方法、质量影响Ｉ－ｔ
因素及其应用。
【关键词】难熔金属单晶；制备．１应用【中圈分类号ＩＦｌ．【Ｔｌ４２文献标识码】【３Ａ文章编号】６４０８（００２￣０９０１７￣６８２１）００３— ３
难熔金属单晶是非常有发展前景的高科技材料，因此难熔金属单晶成为各国研究的热点。
ＲｅｒｃｏｙＭｅａｉｇｅＣｒｓａｎｔｐｉａｉｎｆａｔｒｔｌＳｎｌｙｔｌａｄｉｓＡｐｌｔｏｓｃ
ＨＵＡＮＧｕｏ—ｙｎｇ，ＳＮｕＧｉＵＧｏ—ｓｏｎｇ，ＨＵＡＮＧｚＫｅ—ｌｎ，ＬＩＫｅｉｎ，ＷＡＮＧｎ，ｉ —ｘａＢｅ
应用技术
ＡｐｉｅｈｏｇｐｌｄＴｃｎｌｙｅｏ
企业科技与发展
ＥｎｅｐｉｅＳｉｎｅＡｎｃｎｌｇ＆ＤｅｅｏｍｅｔｔｒｒｓｃｅｃｄＴｅｈｏｏｙｖｌｐｎ

难熔金属材料的制备与力学性能研究

难熔金属材料的制备与力学性能研究难熔金属材料是一类常见的高强度、高温下应用的材料。

由于其特殊的物理和化学性质，其加工和制备过程相当复杂，需要特殊的技术和设备。

在本文中，我们将探讨难熔金属材料的制备及其力学性能研究。

一、难熔金属材料制备技术难熔金属材料的制备技术主要包括熔融法、溅射法和化学气相沉积法等。

其中熔融法是最常用的一种方法。

熔融法主要是通过高温熔融材料，然后采用特殊的制备方法将其制成所需形状和尺寸。

这个过程需要高温、高压和特殊的洁净环境。

有些难熔金属材料需要采用真空条件下进行制备，以防止材料受到空气和水蒸气的污染。

溅射法是另一种常见的难熔金属材料制备方法。

该方法主要是使用高压气体，将目标材料碎片在高压下击碎，然后采用特殊的设备将碎片喷射到基底上，形成薄膜或者纳米颗粒。

溅射法可以制备出高纯度、高质量的材料，但需要特殊设备和技术。

化学气相沉积法是另一种难熔金属材料制备方法。

该方法是将气态材料通过特殊的化学反应，在基底上形成薄膜或者纳米颗粒。

化学气相沉积法可以制备出高质量的材料，但需要特殊化学知识和设备。

二、难熔金属材料的力学性能研究难熔金属材料的力学性能是其应用的关键。

难熔金属材料由于其高温高压下的特殊性质，对其力学性能的测试和研究需要特殊的设备和技术。

以下是常见的难熔金属材料的力学性能测试方法：1. 拉伸测试拉伸测试是最常见的力学性能测试之一。

采用专用的拉伸机，通过给材料施加拉力或拉伸应变，测试材料的屈服点、极限抗拉强度和延伸率等力学性能参数。

2. 硬度测试硬度测试是衡量材料硬度和强度的一种测试方法。

主要有布氏硬度测试和光波法硬度测试等。

难熔金属材料由于其特殊的物理和化学性质，需要特殊的硬度测试方法。

3. 压缩测试压缩测试主要是测试材料的抗压性能。

需要采用专门的压缩机设备进行测试。

难熔金属材料由于其高温和高压下的特殊性质，需要特殊的压缩测试方法。

4. 弯曲测试弯曲测试用于测试材料的抗弯性能。

CVD技术

化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用蔡兆机硕113班030110455摘要：难熔金属由于其独特的性能，在当今科学领域的应用越来越重要。

化学气相沉积法成功制取高纯致密难熔金属有利于其应用的推广。

采用化学气相沉积法在难熔金属材料表面制备铂族金属薄膜作为高温抗氧化涂层，更扩展了难熔金属材料在高科技领域的应用。

关键词：难熔金属；CVD；化学气相沉积；1引言难熔金属材料的制备方法主要是粉末冶金、电弧熔炼和电子束熔炼等。

经过几十年的发展，许多制备加工新技术已应用到难熔金属材料工业中，包括粉末注射成形(PIM)、放电等离子体烧结(SPS)、定向凝固、热机械加工、电磁共振技术、单晶技术及化学气相沉积技术等[1,2,3,4]。

化学气相沉积(Chemical V apor Deposition，简称CVD)是在热、光和等离子体等的激活和驱动下使气态物质在气相或气固界面上发生化学反应，从而制得稳定固态沉积物(或赋予固体材料表面某种特性)的一项材料制备技术。

沉积反应可分为均相反应和多相反应，它们分别在气相和气/固界面上发生，前者形成粉末，后者形成薄膜。

CVD是一种原子或原子集团沉积过程，过程本身具有提纯作用，因而其沉积层亦具有高纯高致密特征。

由于化学反应的多样性，使得CVD作为一种材料制备技术具有灵活多样的特点，构成了CVD制备多种材料的化学工艺基础。

从理论上讲，几乎所有的纯金属材料均可以采用CVD技术制备，CVD已成为材料制备技术的一个重要分支。

与其他制备方法相比，CVD技术具有适应性强、可选择性多及设备相对简单等特点：①是一种静成型技术，特别适合外形复杂器件(如喷管、坩埚等)的制备成型；②大幅降低了材料成型温度，对制备高熔点材料特别具有优势；③CVD制备的材料致密度高、纯度高。

CVD技术应用于贵金属及难熔金属的制备历史并不长，20世纪70年代，前人采用金属无机物为前驱体沉积的贵金属薄膜质量难以令人满意。

80年代，采用贵金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法制备贵金属薄膜或涂层材料，薄膜的纯度和致密性得以解决。

难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用

难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用难熔金属基复合材料是一种具有优越性能的先进材料，广泛应用于航空航天领域。

它由金属基体和另一种或多种添加剂组成，通过粉末冶金等制备工艺得到。

难熔金属基复合材料具有高强度、高温性能、抗腐蚀性和优异的耐磨性等优点，因此在航空航天领域具有重要的应用前景。

首先，难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用可以提高飞机的性能和安全性。

该材料的高强度和耐磨性使得它可以替代传统材料，如钢和铝合金，在飞机的结构件和发动机部件等关键部位使用。

这不仅可以减轻飞机的重量，提高飞行速度和燃油效率，还可以增加飞机的耐久性和抗腐蚀性，从而提高了航空器的整体性能，确保了航空安全。

其次，难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用可以扩展空间探索的可能性。

航天器经历极端的温度变化、高速冲击和辐射等严酷的环境条件，因此需要具备卓越的耐热、耐腐蚀和抗辐射能力。

难熔金属基复合材料因其独特的性能，在航天器的结构件、热防护系统和燃烧室等关键部位得到广泛应用。

这种材料能够承受极高的温度和压力，具备良好的抗氧化和隔热性能，从而保证了航天器在极端环境下的稳定运行和安全返回。

除此之外，难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用还可以提高航空发动机的性能。

航空发动机承受着高温和高压的工作环境，因此需要具备耐高温、耐磨性和抗腐蚀性能。

难熔金属基复合材料的优异性能使它成为理想的航空发动机材料。

除了可以用于制造发动机叶片、涡轮和燃烧室等部件外，还可以用于制造发动机的喷嘴和转子翼等关键部件。

这种材料的应用可以提高发动机的热效率和推力，减少燃料消耗，从而促进航空产业的可持续发展。

此外，难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用还具有良好的可加工性。

航空航天领域对材料的可加工性有较高的要求，需要能够进行切削、钻孔、焊接和组装等工艺操作。

难熔金属基复合材料可以通过粉末冶金、铸造和热加工等工艺生产，具备良好的可塑性和可加工性，使得它能够适应不同形状和规格的零部件制造需求。

难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固

难熔金属一般是指熔点高于１５ ℃ 并有一定储６０
量的金属材料，Ｗ，，，ａＨｆＣｒＶ，ｒＴｉ如ＭｏＮｂＴ，，，Ｚ，等
维普资讯
难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固
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难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固
ＤｉｅｔｏｌＳｏｉｉｉａｉｎｏｏｏｒｔｌＲｅｒｃｏｙＭａｆａｔｒｔｌｗｉｈＥｌｃｒｎＢｅｍｏｔｎｎｅＭｅｔｎｇｔｅｔｏａＦｌａｉｇＺｏｌｉ
中图分类号：８１ＴＧ４．ＴＦ４；２４３文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ３１２０）２０７－５０１４８（０８０ — ０１０
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｒｅｒｃｏｙｍｅａｓａｌｏｙｔｔｔｎｎｇｐｒｐｅｔｅｌｙａｎｕｎｓｓｉｕｔｄｒｅｉｈｅｆａｔｒｔｌｎｄａｌｓｗｉｈｏｕｓａｄｉｏｒｉｓｐａｕｂｔｔｅｏｌｎｔｆｅｄｓｏａｉｎａｅｅｃｉｌｆｎｔｏｌｄｆｎｅ，ａｒｐａｅ，ｅｅｔｏｎｃ，ｅｒｙｓｒｅ，ｃｍｉａｎｇｎｅｒｎｇ，ｍｅａｌｒｙｅｏｓｃｌｃｒｉｓｎｅｇｏｕｃｓｈｅｃｌｅｉｅｉｔｌｕｇａｄｎｌａｎｄｕｔｙ，ａｄａｔａｔｍｕｈｍｏｅａｔｎｔｏｎｒｃｎｌ．Ｔｈｅａｉａｉｎｖｌｍｅｎｕｃｅｒｉｓｒｎｔｒｃｃｒｔｅｉｅｅｔｙｐｐｌｃｔｏｎａｄｄｅｅｏｐｎｔｏｆｔｅｒｃｏｙｍｅａｓａｌｏｙｒｅｉｗｅ．ＡｓａｘａｐｅｏｏｃｙｔｌＷ，Ｍｏａｄａｌｓ，ｔｈｅｒｆａｔｒｔｌｎｄａｌｓａｅｒｖｅｄｎｅｍｌｆｍｎｏｒｓａｎｌｏｙｈｅｄｅｌｍｅｆｔｅｄｉｅｔｏａｌｏｌｄｆｃｔｏｎｔｃｏｌｇｙｗｉｈｅｅｔｏａｆｏｔｎｇｚｖｅｏｐｎｔｏｈｒｃｉｎｓｉｉｉａｉｅｈｎｏｔｌｃｒｎｂｅｍｌａｉｏｎｅｍｅｔｎｇｆｌｉｏｒｔｅａａｉｆｒｆａｔｒｅａｈｅｐｒｐｒｔｏｎｏｅｒｃｏｙｍｔｌｍｏｎｒｔｌｉｕｏｃｙｓａｓｓｍｍａｉｅ．Ｔｈｒｅｓｎｎｄｍｉｒｓｒｔｒｆｒｚｄｅｐｏｃｓｉｇａｃｏｔｕｃｕｅｏｍｏｙｂｎｌｄｅｕｍｒｕｃｄｂｙｅｅｔｏｎｂｅｍｏｎｅｔｎｇｉｌｏｐｅｉｉｒｌｎｓｉｔｄｐｏｄｅｌｃｒａｚｅｍｌｉｓａｓｒｌｍｎａｉｙｉｖｅｔｇａｅ．Ｋｅｒ：ｅｒｃｏｙｍｅａ；ｍｏｃｙｔｌｌｃｒａｆｏｔｎｏｅｔｎｇ；ｄｉｅｔｏｌｓｌｄｆｃ — ｙｗｏｄｓｒｆａｔｒｔｌｎｏｒｓａ；ｅｅｔｏｎｂｅｍｌａｉｇｚｎｅｍｌｉｒｃｉｎａｏｉｉａｉｔｏｎ；ｍｏｌｂｄｎｕｉｙｅｍ

难熔金属粉末冶金制备新技术

难熔金属的粉末冶金制备新技术何勇学号：153312086粉末冶金研究院摘要：本文简要介绍了几种难熔金属的制备新技术，包括三种现代粉末冶金烧结技术（微波烧结、放电等离子烧结、选择性激光烧结）与两种近静成型技术（3D打印、金属粉末注射成形）。

介绍其制备方法的基本原理、技术优势以及应用现状，并在最后简单阐述材料制备技术的发展趋势。

先进烧结技术具有烧结温度低、烧结速度快、晶粒组织细化、结构均匀可控等优点，同时节约能源，生产效率高，是未来难熔金属制品致密化过程的优良选择；近静成型技术摒弃了传统材料制品制备和加工分开进行的传统工艺，大大缩短了生产周期，已成为当今难熔金属材料研究的热点，在高新尖端领域拥有十分可观的前景。

关键词：难熔金属；制备工艺技术；粉末冶金Abstract: This paper briefly introduces several new techniques of preparation of refractory metal, including three modern sintering technologies such as microwave sintering and two kinds of near net shape techniques. The basic principles，advantages and research status of these methods are claimed in the main paragraph. At the last part, some development trend of refractory metal materials are listed briefly.Not only do they possess unique advantages on rapid heating rate, short sintering time, inhibiting grain growth and controlling microstructure, but also show enormous industrial application value and prospect in terms of short production cycle and high efficiency energy saving, so the new sintering techniques have become a present research focus in material field.Near net shape technology has a very considerable prospects in the high-tech frontier because it greatly shortens the production cycle.Key words: refractory metal; preparation technique; powder metallurgy1 前言难熔金属[1]一般是指熔点在2000℃以上的过渡金属元素，广义上包括钨（W）、钼（Mo）、钽（Ta）、铌（Nb）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锆（Zr）等十几种元素。

难熔金属

（NbNb))、钼（MoMo）、）钨（WW）、）钽（TaTa））等。他们的熔点温度范围在铌的24682468ooCC到钨的34123412ooCC（（金属中最高的熔点）。他们的原子间结合力非常强，在常温及高温具有很高的弹性模量和强度、硬度。
这些金属的应用是多种多样的。例如：
钽和钼作为不锈钢的合金元素以提高它的腐蚀抗
力；
钼合金用作挤压模、航天器的结构件、白炽灯及 X-
射线管的灯丝、焊接电极等。
钽实际上在低于 150 150oC下所有环境气氛中对化学侵
蚀是免疫的，他常作为要求这种抗腐蚀的材料的应用。泡沫金属——含有泡沫状气孔的特种金属泡沫金属是随着航空航天技术发展起来的，典型的泡沫金属有铝镍及其合金。生产工艺：溶化；为使熔体中产生的气泡能均匀地滞留而不上浮析出，向熔体通入空气、氧气或水蒸气，形成微细的氧化物质点，或填入某些矿物质，以进一步提高溶体的粘度；向溶体混入如氧化钛、氧化锆、碳酸钙等发泡剂；在一定温度下发泡剂分解，产生气体形成气泡。此工艺可得孔径为22～～7mm,气孔率达90%。发泡材料的性质取决于金属基体、气孔率和气孔结构。这类材料压缩时加工硬化非常大，有优异的吸收冲击能量的能力。泡沫铝及其合金具有轻质、高刚度、吸音、隔热、减振、冲击能吸收和电磁波吸收等特性。使用于导弹、飞行器和回收部件的的防冲击保护层，汽车的缓冲器，电子机械减振装置，运输系统和住宅建筑等方面的吸音、隔热层等。泡沫镍用于制作流体过滤器、雾化器、催化器、电解电极板、电池电极板、热交换器和电磁波屏蔽罩等。隐身材料
这些金属的应用是多种多样的。例如：
钽和钼作为不锈钢的合金元素以提高它的腐蚀抗
力；
钼合金用作挤压模、航天器的结构件、白炽灯及 X-
射线管的灯丝、焊接电极等。

半导体用难熔金属靶材研究现状与展望

半导体用难熔金属靶材研究现状与展望目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 文档结构 (4)2. 半导体产业对难熔金属靶材的需求 (6)2.1 半导体制造工艺概述 (7)2.2 难熔金属靶材在半导体中的应用 (8)2.3 高性能半导体对靶材材料的要求 (9)3. 难熔金属靶材的现状及挑战 (11)3.1 常规难熔金属靶材材料及性能 (12)3.2 难熔金属靶材制备工艺研究现状 (13)3.3 难熔金属靶材缺陷及其影响因素 (15)3.4 难熔金属靶材的成本及可持续性问题 (16)4. 新型难熔金属靶材的探索 (18)4.1 材料设计与筛选方法 (19)4.1.1 理论计算 (20)4.1.2 体验研究 (21)4.2 新型材料体系的研制及性能表征 (23)4.2.1 合成方法及工艺优化 (24)4.2.2 物理性能测试及分析 (25)4.2.3 表面特性研究 (26)4.3 新型靶材的制备技术 (28)4.3.1 粉末冶金 (29)4.3.2 真空热等离子沉积 (31)4.3.3 脉冲激光沉积 (33)4.3.4 其他先进制备技术 (35)5. 难熔金属靶材的应用展望 (36)5.1 未来半导体产业的发展趋势 (38)5.2 针对新兴半导体技术的需求 (39)5.3 对难熔金属靶材性能的要求新挑战 (40)5.4 科学研究和产业应用的结合 (42)1. 内容概述半导体制造领域的快速发展对电子材料和设备的要求不断提高，其中半导体用靶材作为电子束或等离子体法沉积薄膜的核心材料，其发展的关键性不言而喻。

难熔金属靶材，具有优异的化学性质，且熔点高，在电子器件的小型度提升与能量消耗降低等方向起着不可替代的作用。

研究难熔金属靶材的发展现状与未来方向不仅具有重要理论意义，也具备显著的现实意义。

本文将从难熔金属种类的选择、靶材制备技术的进展、靶材微观结构控制方案以及应用领域的多元化等方面，深入分析研究现状并对未来发展趋势加以展望。

单晶材料发展现状

单晶材料发展现状单晶材料是指晶体中存在一个区域具有完全相同的结构和取向，而其他区域则具有完全不同的结构和取向的材料。

它具有良好的热力学和力学性能，广泛应用于航空航天、能源、电子、光电等领域。

以下是单晶材料发展现状的介绍。

首先，单晶金属材料的发展进展迅速。

随着航空航天行业的不断发展，对高温、高强度、高韧性材料的需求越来越迫切。

单晶镍基合金作为一种重要的高温结构材料，具有良好的高温性能和抗氧化性能，已经成功应用于航空航天领域。

其次，单晶半导体材料的研究也取得了重要进展。

单晶硅是目前最常用的半导体材料，广泛应用于电子和光电子器件。

近年来，随着半导体技术的快速发展，人们逐渐开始研究其他单晶半导体材料，如氮化镓、碳化硅等，这些材料具有更高的载流子迁移率和更宽的能隙，可以应用于高性能功率器件和光电子器件。

另外，单晶陶瓷材料的研究也取得了一定的进展。

单晶陶瓷材料具有优异的力学性能和耐高温性能，被广泛应用于航空发动机、汽车发动机等高温工况下的零部件。

近年来，人们开始研究新型单晶陶瓷材料，如氧化锆、氧化铝等，以提高其力学性能和热稳定性，为高温工况下的应用提供更好的材料。

最后，单晶材料的制备技术也在不断改进和发展。

传统的单晶材料制备方法主要包括自发生长法、凝结法和加工法。

近年来，随着材料科学和制备技术的进步，人们开始采用先进的技术，如溶剂热法、气相沉积法等，以提高单晶材料的质量和尺寸，同时降低制备成本。

总的来说，单晶材料作为一种具有独特性能的材料，在航空航天、能源、电子、光电等领域具有广阔的应用前景。

随着材料科学和制备技术的不断进步，相信单晶材料的研究和应用将得到进一步的推动和突破。

难熔金属调研报告

难熔金属调研报告难熔金属调研报告引言：难熔金属是指具有高熔点的金属，通常需要高温条件才能熔化，具有较高的熔点和良好的抗热性能。

难熔金属在许多领域有重要的应用，例如航天航空、核工业、电子工业等。

本报告旨在对难熔金属进行调研，并分析其应用领域和未来发展趋势。

一、难熔金属的分类根据熔点的高低，难熔金属可以分为高熔点金属和超高熔点金属两类。

高熔点金属通常指熔点在1800℃以上的金属，包括钨、钼、铌等。

超高熔点金属则指熔点在2500℃以上的金属，如铂、铼、锆等。

二、难熔金属的应用领域1. 航天航空领域：难熔金属由于具有良好的抗高温性能和机械性能，被广泛应用于航天航空领域。

例如，超高熔点金属铂的熔点高达1772℃，在火箭引擎喷管和燃烧室内可以承受高温和高压的环境。

2. 核工业领域：难熔金属在核工业中具有重要的应用价值。

高熔点金属钨和钼具有良好的抗辐照性能和热导性能，可以用于核反应堆中的结构材料、燃料和冷却剂。

超高熔点金属铼由于抗腐蚀性能优良，可以应用于核燃料元件、核燃料加工和储存设备等。

3. 电子工业领域：难熔金属在电子工业中起到重要的作用。

高熔点金属钨由于具有良好的电子发射性能和热电发射性能，可以用于发射电子显微镜和电子束焊接。

超高熔点金属铼由于具有良好的电学和热学性能，可以用于集成电路中的电极和连接线。

4. 其他领域：难熔金属还被广泛应用于化工、冶金、机械、医疗等领域。

例如，钨、钼等金属在化工领域可以用作催化剂和反应器材料；铂具有良好的催化性能，在催化剂领域有广泛的应用。

三、难熔金属的未来发展趋势随着科技的不断进步，对于高温、高强度和高性能材料的需求也越来越高。

难熔金属由于其独特的性能，在这方面具有巨大的潜力和广阔的应用前景。

未来难熔金属的发展趋势主要有以下几个方面：1. 材料合成技术的创新：通过新材料的设计和合成技术的创新，可以提高难熔金属的性能和加工性能，从而扩大其应用范围。

2. 纳米技术的应用：纳米技术可以提高材料的力学性能和导电性能，对于难熔金属的改性具有重要意义。

材料科学中的难熔材料

材料科学中的难熔材料难熔材料是指熔点高于常温的材料，通常指熔点高于1700℃的材料。

这些材料因为熔点高，因此很难形成晶体，在制备和加工过程中也会面临许多难题。

一、难熔材料的种类目前，难熔材料主要包括金刚石、硼化硅、氮化硼、液态金属、碳化钨等几种，这些材料在高熔点和高硬度的特点下，在机械行业、电子行业、航空航天等领域有着很广泛的应用。

金刚石是一种自然矿物，是目前已知最硬的物质，因此具有很好的机械和物理性能，应用范围很广，可用于刀具、磨料等领域。

硼化硅是由硅和碳构成的化合物，具有很高的硬度和良好的机械性能，应用于航空航天、电子等领域。

氮化硼是由硼和氮构成的化合物，具有很高的熔点和硬度，因此可用于高温和高压领域。

液态金属是指熔点较低的金属，在制造高性能电子设备和成形技术方面有很好的应用。

碳化钨是一种由碳和钨构成的化合物，因其在高温下具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和耐腐蚀性，被广泛用于机械制造、矿山和油田开采等领域。

二、难熔材料的应用1. 机械领域难熔材料在机械领域的应用非常广泛，例如金刚石、碳化硅等可用于制作高速切割工具、磨料等，氮化硼等可用于制造高速轴承。

2. 电子领域难熔材料在电子领域的应用也非常广泛，例如硼化硅和碳化硅可用于制造半导体器件，氮化硼和碳化钨可用于制造高电荷密度元件和细线割切器等。

3. 航空航天领域难熔材料在航空航天领域的应用也非常广泛，例如碳化硅可用于制造热障涂层，氮化硼可用于制造喷气发动机喷油嘴等。

三、难熔材料的制备和加工难熔材料在制备和加工过程中，由于其熔点高，一般需要采用高温熔融法或高压合成法进行制备。

而在加工过程中，由于难熔材料硬度大，一般需要采用高精度的超声波加工、电火花加工等技术，同时需要采取合适的液体冷却、剪切和涂层等技术，以降低加工难度。

四、难熔材料的前景随着科技的发展和人们对材料的需求不断提高，难熔材料还有着广泛的应用前景。

例如，碳化钨可以用于高温磨料、合金刀具等领域，氮化硼可以用于制造先进的涂层、传感器和光学元件等，硼化硅可以用于制备高性能的薄膜电子器件等。

难熔金属

钨（Tungsten ）
• • • • • • 原子序数：74 相对原子质量(12C = 12.0000) ：183.84 原子结构：原子半径/Å: 2.02 原子体积/cm3/mol: 9.53 电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d4 6s2 • 离子半径/Å: 0.62 • 共价半径/Å: 1.3 • 氧化态: 6,5,4,3,2
铪（Hafnium )
• • • • • • 原子序数：72 相对原子质量(12C = 12.0000) ：178.49 原子结构：原子半径/Å: 2.16 原子体积/cm3/mol: 13.6 电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d2 6s2 • 离子半径/Å: 0.71 • 共价半径/Å: 1.44 • 氧化态: 4 ,2
难熔金属在地壳中的丰度、矿产储量以及我国的资源状况
名称钨钼铌钽锆铪钒铬钛在地壳中的丰度世界已探明 (质量分数) % 的矿产储量 1.3×10－4 1.0×10－3 3.2×10－5 2.4×10－5 2.5×10－2 4.0×10－4 2.0×10－2 3.0×10－2 6.1×10－1 227万t 1460万t 534万t 29万t 2665万t －－－－中国已探明的矿产储量 102.00万t 498.87万t 35.20万t 3.50万t 370.15万t 0.18万t 1150.00万t 1078.00万t －中国所占在世界比例 % 位次 44.93 34.17 6.59 12.00 13.89 －－－ 60.00 1 2 3 3 －－ 3 － 1
• 制备难熔金属的主要过程： • 一、矿物分解：把想提取的金属与伴生的其他元素分离开来，并将其富集在溶液或沉淀中。采用的方法： • 1、火法过程：如烧结、熔融、蒸馏等； • 2、湿法过程：用酸、碱溶液处理等； • 3、联合使用火法和湿法过程；

稀有金属及其应用

稀有金属的名称具有一定的相对性随着人们对稀有金属的广泛研究新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失如有的稀有金属在地壳中的含量比铜汞镉等金属还要多
矿产资源之
————稀有金属及其特殊应用
稀有金属及其特殊应用
稀有金属的简介及分布
稀有金属的分类及其性质
稀有金属的储量及其应用
稀有金属的发展前景
中国稀有金属分布图
稀有金属的简介
稀有金属，通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属，它们难于从原料中提取，在工业上制备和应用较晚。但在现代工业中有广泛的用途。中国稀有金属资源丰富，如钨、钛、稀土、钒、锆、钽、铌、锂、铍等已探明的储量，都居于世界前列，中国正在逐步建立稀有金属工业体系。
钛
钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。在医疗中，钛可作人造骨头和各种器具. 我国钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的38.85％，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中攀西是中国最大的钛资源基地，钛资源量为8．7亿吨。
钪
稀有放射性金属
包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104 放射性金属至107号元素。
钍
钫原子的发光
铷
铷无单独工业矿物，常分散在云母、铁锂云母、铯榴石和盐矿层、矿泉之中。全世界铷的储量17万吨，年产量约 4吨，中国储量629吨。铷的是锂、铯等金属冶炼过程中的副产物；铷是制造电子器件（光电倍增管光电管）、分光光度计、自动控制、光谱测定、彩色电影、彩色电视、雷达、激光器以及玻璃、陶瓷、电子钟等的重要原料；离子推进器和热离子能转换器需要大量的铷；

难熔金属熔点

难熔金属熔点
（原创实用版）
目录
一、引言：介绍难熔金属的概念及其特点
二、难熔金属的熔点
1.高熔点原因
2.常见难熔金属及其熔点
三、难熔金属的应用领域
1.电子行业
2.航空航天
3.核工业
四、结论：总结难熔金属的高熔点特点及其在各领域的重要应用
正文
一、引言
难熔金属，又称高熔点金属，是指熔点在 1000 摄氏度以上的金属材料。

这类金属具有高熔点、高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性等特性，因此在工业领域具有广泛的应用。

二、难熔金属的熔点
1.高熔点原因
难熔金属的原子结构稳定，键合力强，因此需要较高的能量才能使其熔化。

同时，这些金属通常具有复杂的晶体结构，这也有助于提高其熔点。

2.常见难熔金属及其熔点
常见的难熔金属有钨（熔点：3422 摄氏度）、钽（熔点：2996 摄氏
度）、镍（熔点：1723 摄氏度）、铬（熔点：1858 摄氏度）等。

三、难熔金属的应用领域
1.电子行业
难熔金属在电子行业中的应用十分广泛，如钨丝可作为白炽灯的灯丝，钽电容在电子产品中有良好的性能表现。

2.航空航天
航空航天领域对材料的性能要求极高，难熔金属的高熔点、高硬度、高耐磨性等特性使其成为该领域的理想材料。

例如，钨合金可用于制造航空发动机的叶片和喷嘴，镍基合金可用于制造涡轮盘等。

3.核工业
难熔金属在核工业中也有广泛应用，如钽、镍基合金等可作为核反应堆的结构材料，钨合金可作为核燃料棒外套等。

四、结论
难熔金属的高熔点特点使其在电子、航空航天、核工业等领域具有重要应用。

金属使用历史及其现代利用

金属使用历史及其现代利用少儿部1203班郑孟卓摘要：从古至今，金属材料与人的生活息息相关。

.它关系着时代的变迁和进步。

今天，我们一起走进金属材料，探索它们的历史和现代的利用吧。

关键词：金属历史发展现代利用正文：人类社会的发展历程，是以金属为主要标志的。

历史上，金属被视为人类社会进化的里程碑。

一、金属发展史100万年前，原始人以石头为工具来捕捉猎物，成为旧石器时代。

大约1万年以前，人类对石器进行加工和改良，使之成为器皿和工具，进入新石器时代。

在实践中，人们在商周时期冶炼出铜（Cu）及其合金青铜，这成为人类社会最早出现的金属材料并广泛运用，使人类进入青铜器时代。

由于农业的发展，到春秋战国时期，铁（Fe）又取代铜，成为农业和工业上主要使用金属。

这样持续十几个世纪，直到今日，铁仍然是人们的重要使用金属。

后来由于西方资本主义的产生和繁荣，金属方面得到空前进步。

18世纪瓦特改良蒸汽机，爆发工业革命，钢铁（Fe合金的一种）被航运，铁路所利用。

由于金属规模空前发展，世界总体质量猛速飞进。

到了19世纪中叶，现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现，使人类真正进入钢铁时代。

与此同时，铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）也得到应用，铝（Al）、镁（Mg）、钛（Ti）等金属相继问世并得以广泛应用。

20世纪的金属基复合材料（MMC）因其具有良好性能广泛满足了电力、电子技术、航天技术的发展和需要。

进入21世纪，钛（Ti）因其具有良好的可塑性，耐腐蚀性以及与人体很好的相容性广泛用于军事、医疗等方面。

二、现代金属利用现代金属的研究方向是大幅度提高实际应用量，大面积提升金属材料的综合性能。

铁（Fe）：它的最大用途是用于炼钢；也大量用来制造铸铁和煅铁。

铁和其化合物还用作磁铁、染料（墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料）和磨料（红铁粉）。

还原铁粉大量用于冶金。

浮选发治理污水：以铁为阳极电解污水，阴极产生气泡（氢气）使污垢浮起，达到一定厚度使可去除，阳极产生的Fe2+遇到阴极产生的OH-生成具有吸附性的沉淀（Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3），吸附杂质。

难熔金属

难熔金属一般指熔点高于1650℃并有一定储量的金属（钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛），也有将熔点高于锆熔点（1852℃）的金属称为难熔金属。

以这些金属为基体，添加其他元素形成的合金称为难熔金属合金。

制造耐1093℃（2000°F）以上高温的结构材料所使用的难熔金属主要是钨、钼、钽和铌。

在难熔金属合金中钼合金是最早用作结构材料的合金，Mo-0.5Ti-0.1Zr-0.02C合金具有良好的高温强度和低温塑性，在工业上广泛应用。

铌合金的出现迟于钼合金，但发展很快，已有30余种牌号。

航天工业中使用的主要是中强合金和低强高塑性的铌合金。

1.性质简述难熔金属最重要的优点是有良好的高温强度，对熔融碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能。

最主要的缺点是高温抗氧化性能差。

钨、钼的塑性－脆性转变温度较高，在室温下难以塑性加工；铌和钽的可加工性、焊接性、低温延展性和抗氧化性均优于钼和钨。

低温脆性塑性－脆性转变温度（以下简称转变温度）是衡量难熔金属及其合金低温塑性的重要参数（特别是钨和钼）。

在难熔金属中，钽具有最好的塑性和最低的转变温度（-196℃以下）。

铌塑性较钽差，但优于钼和钨。

钨的室温塑性最差，转变温度最高。

钼的转变温度在室温上下。

温度对钨、钽、钼、铌的塑性的影响见图。

转变温度同材料受力状态和形变速度有关，也同材料的组织结构和表面状态有关。

添加某些元素（特别是铼），以及进行较大量的塑性加工是改善钨和钼低温脆性的有效途径。

间隙元素对难熔金属的转变温度有严重影响。

抗氧化性钨和钼分别在1000℃和725℃以上出现氧化物挥发和液相氧化物，人们常称之为“灾害性”氧化。

铌和钽在空气中加热，仅当温度高于200℃和280℃时，才有明显的氧化；随着温度的升高，铌、钽氧化皮层开裂和粉化，使抗氧化性能变坏。

为了解决这一关键难题,曾采取过两种措施：一是制备抗氧化合金,二是加抗氧化保护涂层，但都未能制得在约1050～1250℃下长期使用的材料，只制得加防护涂层后在约1400～1700℃高温下短期（几分钟到几小时）使用的材料。