Karbid zirkónia(ZrC) je super{0}}vysokoteplotný{1}}keramický materiál s typickou kubickou kryštálovou štruktúrou so stredom NaCl-typu tváre-, ktorá predstavuje sivý-čierny kovový lesk. Jeho najvýznamnejšou vlastnosťou je extrémne vysoký bod topenia (približne 3540 stupňov), vysoká tvrdosť (približne 25 GPa) a vynikajúca chemická stabilita, čo mu umožňuje zachovať štrukturálnu integritu v extrémnych prostrediach. Tento materiál má tiež dobrú tepelnú a elektrickú vodivosť a nízke aktivačné vlastnosti. Vďaka týmto vynikajúcim vlastnostiam je ideálnym kandidátskym materiálom pre systémy tepelnej ochrany v leteckom a kozmickom priemysle, špičkové{10}}komponenty nadzvukových lietadiel a nátery paliva jadrových reaktorov. V súčasnosti sa príprava látky opiera najmä o procesy, ako je vysokoteplotné spekanie alebo chemické vylučovanie z pár. Jeho aplikácia a vývoj úzko súvisia s naliehavým dopytom po materiáloch pre extrémne prostredie v budúcich špičkových{14}priemysloch a obranných technológiách.
|
Chemický vzorec |
C40H68Zr |
|
Presná hmotnosť |
638 |
|
Molekulová hmotnosť |
640 |
|
m/z |
638 (100.0%), 639 (43.3%), 642 (33.8%), 640 (33.3%), 639 (21.8%), 643 (14.6%), 641 (14.4%), 640 (9.4%), 640 (9.1%), 644 (5.4%), 644 (3.1%), 642 (3.0%), 645 (2.4%), 641 (2.0%) |
|
Elementárna analýza |
C, 75,04; H, 10,71; Zr, 14,25 |
|
|
|
Molekulový vzoreckarbid zirkóniaje ZrC s molekulovou hmotnosťou 103,23. Jeho hustota je 6,73 g/cm³, bod topenia je až 3532 stupňov, bod varu je 5100 stupňov a tvrdosť podľa Mohsa je 8-9. Z hľadiska chemických vlastností je ZrC nerozpustný v kyseline chlorovodíkovej, ale rozpustný v kyseline dusičnej a fluorovodíkovej, ako aj v kyseline fluorovodíkovej a horúcej kyseline sírovej s obsahom peroxidu vodíka. Vďaka týmto vlastnostiam je ZrC ideálnym vysokoteplotným konštrukčným materiálom a materiálom odolným voči korózii. Je to dôležitý keramický materiál s vynikajúcimi vlastnosťami, ako je vysoká pevnosť, vysoká tvrdosť, odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť proti korózii. Vďaka týmto vlastnostiam má ZrC široké uplatnenie vo viacerých oblastiach.
Vysokoteplotné konštrukčné materiály
Má vynikajúcu odolnosť proti korózii, opotrebeniu, odolnosť voči vysokej teplote, vynikajúcu odolnosť proti únave a dobrú vodivosť, a preto sa široko používa v oblasti vysokoteplotných konštrukčných materiálov.
Letectvo:
Výstelka spaľovacej komory: Znesie dlhodobé{0}}používanie v prostrediach s vysokou teplotou a vysokým tlakom, a preto sa používa ako výstelkový materiál pre spaľovacie komory leteckých motorov. Jeho vynikajúca odolnosť voči vysokým teplotám môže účinne chrániť konštrukciu spaľovacej komory, zlepšiť životnosť a bezpečnosť motora.
Prúdový pohon: Používa sa tiež ako kľúčový komponent prúdového pohonu, ako sú rúrky na miešanie paliva, nádrže na pohonnú látku atď. Jeho vysoká pevnosť a odolnosť proti korózii zaisťujú stabilnú prevádzku propulznej lode v extrémnych prostrediach.
Lopatky turbíny: Povlak ZrC môže zlepšiť odolnosť lopatiek turbín v leteckých motoroch voči vysokej teplote a korózii, čím sa predlžuje životnosť lopatiek.
loď:
Propulzný pohon: kľúčový komponent používaný ako pohonný systém pre lode, ako sú pohonné škrupiny, podvodné lodné skrutky atď. Jeho vynikajúca odolnosť proti korózii a odolnosť proti opotrebovaniu môže zabezpečiť stabilnú prevádzku lodného pohonu v zložitých prostrediach, ako je morská voda.
Vnútorné komponenty motora: Povrchová úprava ZrC môže zlepšiť odolnosť vnútorných komponentov lodných motorov voči vysokej teplote a korózii, čím sa predlžuje životnosť motora.
Elektrina:
Výmenník tepla: Používa sa ako materiál výmenníka tepla v energetickom priemysle. Jeho vynikajúca odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť proti korózii môže zabezpečiť stabilnú prevádzku výmenníka tepla vo vysokoteplotnom a korozívnom prostredí a zlepšiť účinnosť výmeny tepla.
Ropa, chemické, hutnícke, spracovanie uhlia:
Vysokoteplotný reaktor: Používa sa ako kľúčový komponent vysokoteplotných{0}}reaktorov v oblastiach, ako je spracovanie ropy, chemického, metalurgického a uhlia.
Jeho vynikajúca odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť proti korózii môže zabezpečiť stabilnú prevádzku reaktora vo vysokoteplotnom a korozívnom prostredí a zlepšiť účinnosť reakcie.
Nosič katalyzátora: Môže sa použiť aj ako nosič katalyzátora a jeho vysoká špecifická plocha povrchu a vynikajúca chemická stabilita môžu zabezpečiť účinnú a stabilnú prevádzku katalyzátora.
Materiál odolný voči opotrebovaniu
Vyznačuje sa vysokou tvrdosťou a vynikajúcou odolnosťou proti opotrebeniu, a preto sa používa ako rezný nástroj, materiál odolný proti{0}}opotrebeniu atď.
Nástroje na rezanie:
Náterové materiály používané ako rezné nástroje, ako sú rezné nástroje, vrtáky atď. Jeho vysoká tvrdosť a vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu môže výrazne zlepšiť rezný výkon a životnosť nástroja.
Komponenty odolné voči opotrebovaniu:
Na niektorých mechanických komponentoch, ktoré vyžadujú vysokú odolnosť proti opotrebeniu, ako sú ložiská, tesniace krúžky atď., môže povlak ZrC zlepšiť odolnosť komponentov proti opotrebeniu, čím sa predlžuje ich životnosť.
Materiál na brúsenie:
Dá sa použiť aj ako brúsny materiál na opracovanie rôznych tvrdých kovov, skla, či korundu. Jeho vysoká tvrdosť a vynikajúca odolnosť proti opotrebeniu zaisťujú efektívnu a stabilnú prevádzku počas procesu brúsenia.
Materiál odolný proti korózii
Má vynikajúcu odolnosť proti korózii, a preto sa používa ako súčasť-odolná voči korózii v chemických zariadeniach.
Výmenník tepla:
Pri chemickej výrobe sa výmenníky tepla často dostávajú do kontaktu s rôznymi korozívnymi médiami. Používa sa ako kľúčový komponent výmenníkov tepla, jeho vynikajúca odolnosť proti korózii zaisťuje stabilnú prevádzku výmenníka tepla v korozívnom prostredí.
katalyzátor:
Môže sa tiež použiť ako nosič alebo aktívna zložka pre katalyzátory. Jeho vynikajúca chemická stabilita a odolnosť proti korózii zaisťujú účinnú a stabilnú prevádzku katalyzátora v zložitých reakčných podmienkach.
Elektronické materiály
Má dobrú vodivosť a vysokú teplotnú stabilitu, a preto sa používa ako materiál na výrobu-vysokovýkonných elektronických zariadení a vysokofrekvenčných{1}}obvodov.
Vysokovýkonné elektronické zariadenia:
V niektorých-elektronických zariadeniach s vysokým výkonom, ako sú výkonové diódy, tyristory atď., sa používajú ako elektródové materiály. Jeho vynikajúca vodivosť a vysoká-teplotná stabilita môžu zabezpečiť stabilnú prevádzku zariadenia v prostredí s vysokou-teplotou.
Vysokofrekvenčný obvod:
Vo vysokofrekvenčných{0} obvodoch materiály používané ako prenosové vedenia, rezonátory a ďalšie komponenty. Jeho vynikajúca vodivosť a vysoká-teplotná stabilita môžu zabezpečiť efektívnu a stabilnú prevádzku obvodu vo vysoko-frekvenčnom prostredí.
Biomedicínske materiály
Má dobrú biokompatibilitu a biologickú stabilitu, a preto sa používa ako náhrada ortopedických a dentálnych materiálov.
Umelý kĺb:
Materiály používané ako umelé kĺby, ako sú umelé kolenné kĺby, umelé bedrové kĺby atď. Ich vynikajúca biokompatibilita a biologická stabilita dokáže zabezpečiť dlhodobú{1}}stabilnú prevádzku umelých kĺbov v ľudskom tele.
Umelé zuby:
Používa sa tiež ako materiál pre umelé zuby, ako sú zubné korunky, mostíky atď. Jeho vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu a korózii môže zabezpečiť dlho-stabilné fungovanie umelých zubov v ústnej dutine.
Ortopedické implantáty:
V niektorých ortopedických implantátoch, ako sú kostné klince, kostné platničky atď., sa používajú ako poťahové materiály. Jeho vynikajúca biokompatibilita a biologická stabilita môže zaistiť dlhodobú{2}}stabilnú prevádzku implantátov v ľudskom tele.
Biosenzory:
Môže byť tiež použitý ako nosný materiál pre biosenzory. Jeho vynikajúca chemická stabilita a biokompatibilita zaisťuje efektívnu a stabilnú prevádzku senzora v zložitých biologických prostrediach.
Systém podávania liekov:
V niektorých systémoch na dodávanie liekov sa používa ako nosný materiál. Jeho vynikajúca biokompatibilita a biologická stabilita môže zabezpečiť bezpečné a efektívne dodávanie liečiv do ľudského tela.
Karbid zirkónia, ako dôležitý keramický materiál, má vynikajúce vlastnosti, ako je vysoká pevnosť, vysoká tvrdosť, odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť proti korózii. Má široké uplatnenie v-vysokoteplotných konštrukčných materiáloch, materiáloch odolných proti opotrebeniu-, korózii-odolných materiáloch, elektronických materiáloch, biomedicínskych materiáloch a ďalších oblastiach.
Metódy prípravy ZrC zahŕňajú hlavne metódu tepelnej redukcie, metódu chemického nanášania pár a metódu sol gélu.
Metóda 1: Metóda tepelnej redukcie
Metóda tepelnej redukcie je jednou z najčastejšie používaných metód na prípravu ZrC. Vytvára ZrC reakciou oxidu zirkoničitého so zdrojom uhlíka pri vysokej teplote. Táto metóda je jednoduchá, nákladovo-efektívna a môže produkovať ZrC s vysokou-čistotou.
1. Princíp
Princíp metódy tepelnej redukcie je založený na redukčnej reakcii medzi oxidom zirkónia (ako je oxid zirkoničitý, ZrO₂) a zdrojom uhlíka (ako sú sadze) pri vysokej teplote, pričom vzniká ZrC a plynný oxid uhoľnatý (CO). Reakčná rovnica je nasledovná:
ZrO2+3C→ZrC+2CO
2. Kroky
Špecifické kroky metódy tepelnej redukcie sú nasledovné:
(1) Miešanie surovín:
Zmiešajte oxid zirkoničitý (napríklad oxid zirkoničitý) so zdrojom uhlíka (napríklad sadze) v určitom pomere. Miešací pomer by mal byť optimalizovaný podľa požadovanej čistoty ZrC a reakčných podmienok.
(2) Načítava sa:
Zmiešané suroviny vložte do grafitového téglika karbonizačnej pece. Grafitové tégliky majú vynikajúcu odolnosť voči vysokým teplotám a chemickú stabilitu, čo zaisťuje, že reakcie prebiehajú pri vysokých teplotách.
(3) Reakcia zahrievania:
Zahrejte karbonizačnú pec na vysokú teplotu (napríklad 2400 stupňov) vo vodíkovej atmosfére. Vodíková atmosféra môže zabrániť oxidácii oxidov zirkónia a zdrojov uhlíka pri vysokých teplotách, pričom podporuje postup redukčných reakcií. Počas procesu zahrievania oxid zirkoničitý prechádza redukčnou reakciou so zdrojom uhlíka, pričom vzniká ZrC a plynný oxid uhoľnatý.
(4) Chladenie a zber materiálu:
Po dokončení reakcie vypnite zdroj ohrevu a nechajte karbonizačnú pec prirodzene vychladnúť na izbovú teplotu. Počas procesu chladenia sa generovaný plynný oxid uhoľnatý postupne vypúšťa, čo nakoniec vedie k produktom ZrC.
3. Výhody a nevýhody
Výhoda:
Jednoduchá metóda: Procesný tok metódy tepelnej redukcie je relatívne jednoduchý, ľahko ovládateľný a dosahuje priemyselnú výrobu.
Nízke náklady: V porovnaní s chemickým nanášaním pár a metódou sol gél má metóda tepelnej redukcie nižšie náklady na suroviny a nevyžaduje zložité vybavenie.
Vysoká čistota: Optimalizáciou reakčných podmienok a pomerov surovín možno pripraviť ZrC s vysokou{0}}čistotou.
Nevýhody:
Vysoká spotreba energie: Metóda tepelnej redukcie vyžaduje, aby sa reakcie vykonávali pri vysokých teplotách, čo má za následok vysokú spotrebu energie.
Vysoké požiadavky na vybavenie: Karbonizačná pec musí byť schopná odolávať vysokým teplotám a musí byť vybavená systémom vodíkovej atmosféry, čo si vyžaduje vysoké požiadavky na vybavenie.
4. Príklady aplikácií
Karbid zirkóniapripravený metódou tepelnej redukcie je široko používaný v leteckom priemysle, stavbe lodí, energetike, rope, chemickom, metalurgickom, uhoľnom spracovaní a iných oblastiach. Napríklad:
Letectvo: Používa sa ako obloženie spaľovacej komory, prúdový pohon, lopatky turbíny a ďalšie komponenty leteckých motorov. ZrC vydrží dlhodobé-používanie v prostredí s vysokou teplotou a vysokým tlakom, čím sa zvyšuje životnosť a bezpečnosť motorov.
Loď: Kľúčové komponenty používané ako lodné trysky, ako sú škrupiny, podvodné raketové motory, atď. Vynikajúca odolnosť proti korózii a opotrebeniu ZrC môže zabezpečiť stabilnú prevádzku trysiek v zložitých prostrediach, ako je morská voda.
Elektrina: Používa sa ako výmenníky tepla, výmenníky tepla, teplovýmenné rúrky a ďalšie komponenty v energetickom priemysle. Vynikajúca odolnosť ZrC voči vysokej teplote a korózii môže zabezpečiť stabilnú prevádzku týchto komponentov vo vysokoteplotnom a korozívnom prostredí.
Metóda 2: Metóda chemického nanášania pár
Chemická depozícia z plynnej fázy (CVD) je metóda uskutočňovania reakcií v podmienkach plynnej-fázy. Využíva prekurzory v plynnej{2}}fáze na rozklad na ZrC pri vysokých teplotách a jeho ukladanie na povrch substrátu. Táto metóda môže kontrolovať morfológiu a štruktúru materiálov a pripraviť filmy ZrC so špecifickou morfológiou a veľkosťou.
1. Princíp
Princíp chemického vylučovania z plynnej fázy je založený na rozkladnej reakcii prekurzorov plynnej -fázy (ako je chlorid zirkoničitý a uhľovodíkové plyny) pri vysokých teplotách, pričom vzniká ZrC a zodpovedajúce vedľajšie -produktové plyny. Reakčná rovnica je nasledovná (napríklad chlorid zirkoničitý a metán):
ZrCl4+CH4→ZrC+4HCl
2. Kroky
Špecifické kroky metódy chemického nanášania pár sú nasledovné:
(1) Príprava prekurzorov plynnej-fázy:
Prekurzory plynnej{0}}fázy (ako je chlorid zirkoničitý a uhľovodíkové plyny) zmiešajte rovnomerne v určitom pomere. Miešací pomer by mal byť optimalizovaný podľa požadovaného zloženia ZrC filmu a reakčných podmienok.
(2) Úprava substrátu:
Vyčistite a povrchovo upravte materiál substrátu (ako sú kremíkové doštičky, keramické doštičky atď.), aby sa zabezpečilo rovnomerné nanesenie filmu ZrC na povrch substrátu.
(3) Depozičná reakcia:
Zmiešaný prekurzor plynnej{0}}fázy sa vedie na volfrámový drôt zahriaty na vysokú teplotu (napríklad 1700-2400 stupňov). Pri vysokých teplotách prekurzory v plynnej-fáze podliehajú rozkladným reakciám, pri ktorých vzniká ZrC a plyny ako vedľajšie produkty. ZrC sa ukladá na povrchu substrátu a vytvára tenký film.
(4) Zber chladiaceho materiálu:
Po dokončení reakcie vypnite zdroj ohrevu a nechajte systém prirodzene vychladnúť na izbovú teplotu. Počas procesu chladenia sa postupne uvoľňujú vedľajšie -plyny, ktorých výsledkom je nakoniec film ZrC.
3. Výhody a nevýhody
Výhoda:
Kontrolovateľná morfológia: Chemická depozícia z pár môže kontrolovať morfológiu a štruktúru materiálov a pripraviť filmy ZrC so špecifickou morfológiou a veľkosťou.
Silné pokrytie: Technológia CVD dokáže pokryť povrch naneseného materiálu, čím sa získajú hrubé povlaky a zložité smerové štruktúry, vhodné na výrobu povlakov v extrémnych priestoroch.
Vynikajúci výkon: CVD povlaky nanesené na povrchu naneseného materiálu majú dobré mechanické a elektrické vlastnosti, ako je odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti korózii.
Nízke náklady: v porovnaní s metódou sol gélu sú náklady na zariadenie pri metóde chemického nanášania pár nižšie a je možné realizovať-výrobu vo veľkom meradle.
Nevýhody:
Drahé vybavenie: Chemické nanášanie pár si vyžaduje vybavenie, ako sú vysokoteplotné reakčné pece a systémy prepravy prekurzorov plynnej-fázy, ktoré sú drahé.
Vysoké technické požiadavky: Chemická depozícia z pár vyžaduje presné riadenie reakčných podmienok (ako je teplota, tlak, prietok plynu atď.) a má vysoké technické požiadavky.
Znečistenie: Výfukové plyny generované metódou chemického vylučovania pár obsahujú-produktové plyny (ako je HCl), ktoré majú určitý stupeň znečistenia.
Obmedzenia: Chemické nanášanie pár sa môže použiť len pre materiály, ktoré sa môžu odparovať, a pre určité materiály, ako sú kovy a organické zlúčeniny, ktoré sa nedajú odpariť pri izbovej teplote, nie je možné na nanášanie použiť CVD.
4. Príklady aplikácií
Tenké filmy oxidu zirkoničitého pripravené chemickým naparovaním sú široko používané v oblastiach, ako je elektronika, optoelektronika a katalýza. Napríklad:
Elektronika: Materiály používané na výrobu-vysokovýkonných elektronických zariadení a vysoko{1}}frekvenčných obvodov. Tenké vrstvy ZrC majú dobrú vodivosť a vysokú-teplotnú stabilitu, čo môže zlepšiť výkon a spoľahlivosť elektronických zariadení.
Optoelektronika: Materiály používané na prípravu optických tenkých vrstiev, nanoštruktúr a optických zariadení. Tenké filmy ZrC majú vynikajúce optické vlastnosti, ktoré môžu zlepšiť účinnosť a výkon optických zariadení.
Katalýza: Používa sa ako katalyzátor alebo nosič katalyzátora pre organickú syntézu, premenu energie a ochranu životného prostredia. Tenké filmy ZrC majú veľký špecifický povrch a vysokú aktivitu, čo môže zlepšiť katalytickú účinnosť katalyzátorov.
Metóda 3: Sol gélová metóda
Sol gél metóda je metóda prípravy materiálov prostredníctvom prekurzorových materiálov v sol a gélovom stave. Pri prípravekarbid zirkóniaroztok obsahujúci ióny zirkónia sa zvyčajne zmieša s vhodným zdrojom uhlíka za vzniku gélu a potom sa gél premení na ZrC tepelným spracovaním. Táto metóda dokáže pripraviť častice ZrC s veľkosťou nano{1}} s veľkým špecifickým povrchom a vysokou aktivitou.
1. Princíp
Princíp metódy sol gélu je založený na hydrolýze a polykondenzačnej reakcii medzi roztokom obsahujúcim ión zirkónia (ako je alkoxid zirkónia) a zdrojom uhlíka (ako je glukóza) v kvapalnej fáze za vzniku gélu. Po vysušení a tepelnom spracovaní sa gél podrobí karbotermálnej redukčnej reakcii za vzniku ZrC. Reakčná rovnica je nasledovná:
Zr(OR)4+C6H12O6→ZrC+CO2+H2O
2. Kroky
Špecifické kroky metódy sol gélu sú nasledovné:
(1) Príprava roztoku:
Zmiešajte roztok obsahujúci ióny zirkónia (ako je alkoxid zirkoničitý) so zdrojom uhlíka (ako je glukóza) v určitom pomere a rovnomerne premiešajte. Miešací pomer by mal byť optimalizovaný podľa požadovaného zloženia ZrC a reakčných podmienok.
(2) Tvorba gélu:
Zmiešaný roztok sa nechá nejaký čas stáť pri teplote miestnosti, aby sa podrobil hydrolýze a polykondenzačnej reakcii za vzniku gélu. Počas tvorby gélu roztok postupne stráca svoju tekutosť a vytvára pevnú látku s určitou pevnosťou.
(3) Úprava sušením:
Gél sa suší v sušiarni, aby sa z gélu odstránila vlhkosť a organické rozpúšťadlá. Počas procesu sušenia sa objem gélu postupne zmenšuje a vytvára porézny suchý gél.
(4) Tepelné spracovanie:
Suchý gél tepelne spracujte v inertnej atmosfére (ako je argón) a zahrejte ho na vysokú teplotu (ako je 1500 stupňov). Počas tepelného spracovania sa suchý gél podrobí karbotermálnej redukčnej reakcii za vzniku ZrC.
Súčasne pórovitá štruktúra v suchom géli postupne zmizla a vytvorili husté častice ZrC.
3. Výhody a nevýhody
Výhoda:
Nano úroveň: Metóda sol gél môže pripraviť častice ZrC na nano úrovni s veľkým špecifickým povrchom a vysokou aktivitou.
Jednoduchý proces: procesný tok metódy sol gélu je relatívne jednoduchý, ľahko sa ovláda a realizuje priemyselná výroba.
Nízke náklady na zariadenie: v porovnaní s chemickým nanášaním pár sú náklady na zariadenie pri metóde sol gélu nižšie.
Úspora energie: reakčná teplota metódy sol gélu je relatívne nízka, čo môže ušetriť energiu.
Nevýhody:
Vysoké náklady na suroviny: metóda sol gélu vyžaduje použitie-alkoxidu zirkónia vysokej čistoty, glukózy a iných surovín a náklady na suroviny sú vysoké.
Zvyškové malé dierky: V časticiach ZrC pripravených metódou sol-gélu môžu byť zvyškové malé dierky, ktoré ovplyvňujú kompaktnosť a výkonnosť materiálov.
Regulácia teploty počas tepelného spracovania: Počas procesu tepelného spracovania je potrebná presná regulácia teploty, aby sa predišlo zvyškovému uhlíku a ovplyvnila sa čistota ZrC.
Dlhý reakčný čas: reakčný čas metódy sol gélu je dlhý, čo ovplyvňuje efektivitu výroby.
Škodlivosť organických rozpúšťadiel: organické rozpúšťadlá používané pri metóde sol gélu sú škodlivé pre ľudské telo.
4. Príklady aplikácií
Nanočastice ZrC pripravené metódou sol-gélu sa široko používajú v biomedicínskej, katalytickej, elektronickej a iných oblastiach. Napríklad:
Biomedicínske: Používa sa ako umelé kĺby a dentálne materiály. Nanočastice ZrC majú vynikajúcu biokompatibilitu a biostabilitu a môžu byť kompatibilné s ľudskými tkanivami bez toho, aby spôsobovali odmietavé reakcie.
Katalýza: Používa sa ako nosič katalyzátora. Nanočastice ZrC majú veľký špecifický povrch a vysokú aktivitu, čo môže zlepšiť katalytickú účinnosť katalyzátorov.
Elektronika: Materiály používané na výrobu-výkonných elektronických zariadení. Ich nanočastice majú vynikajúcu vodivosť a vysokú-stabilitu teploty, čo môže zlepšiť výkon a spoľahlivosť elektronických zariadení.
Karbid zirkónianebol objavený ako prírodný minerál, ale bol prvýkrát syntetizovaný v laboratórnom výskume od konca 19. do polovice 20. storočia, ktorý má korene v raných štúdiách zirkónu a žiaruvzdorných karbidov. Zirkónový prvok bol izolovaný zo zirkónovej rudy v roku 1789, no stabilné binárne zlúčeniny Zr-C zostali viac ako storočie necharakterizované.
Chemici z konca-19. storočia sa pokúšali o priame reakcie v tuhom stave medzi surovým zirkóniovým kovom a grafitom pri extrémnom teple, ale kontaminácia kyslíkom a dusíkom z otvorených pecí poskytla nečisté zmesi oxykarbidu bez potvrdenej identifikácie fázy ZrC.
Systematický výskum sa začal v 20. rokoch 20. storočia po objavení sa vákuových vysokoteplotných- pecí. Vedci optimalizovali karbotermickú redukciu oxidu zirkoničitého pomocou uhlíka v inertnej atmosfére, čím sa vytvoril identifikovateľný kryštalický ZrC a overili sa jeho kryštálové štruktúry kamennej-soli prostredníctvom primitívnej röntgenovej difrakcie.
V 30-tych až 40-tych rokoch 20. storočia výskum jadrovej energie prispel k hlbšej charakterizácii: prierez ZrC s nízkym záchytom neutrónov-a ultravysoký bod topenia pritiahli pozornosť na komponenty reaktora, čo si vyžiadalo štandardizované protokoly syntézy a presné testovanie vlastností.
Vesmírne preteky v 60. rokoch výrazne urýchlili vývoj. Výskumníci zmapovali úplný fázový diagram Zr–C, objasnili rozsahy nestechiometrických tuhých{2}}roztokov ZrCₓ a objavili sa naparovaním{3}}nanášané povlaky ZrC na tepelnú ochranu hypersonických vozidiel.
Od 70. rokov 20. storočia rozšírili svoju priemyselnú výrobu techniky CVD a plazmového striekania, zatiaľ čo moderné difrakčné nástroje odhalili usporiadané uhlíkové-voľné nadstavby, čím sa zavŕšilo storočné-skúmanie tejto ultra-vysoko{4}}teplotnej keramiky.
FAQ
Na čo sa používa karbid zirkónia?
+
-
Karbid zirkónia (ZrC) je potenciálny povlakový materiál, materiál na zachytávanie-kyslíka alebo inertný matricový materiál prepokročilé palivá pre vysokoteplotné reaktory. ZrC preukázal atraktívne vlastnosti pre tieto palivové aplikácie vrátane vynikajúcej odolnosti proti korózii štiepneho produktu a schopnosti zadržania štiepneho produktu.
Pri akej teplote sa topí karbid zirkónia?
+
-
Karbid zirkónia (ZrC) má teplotu topenia približne 3 532 až 3 540 stupňov (6 390 až 6 404 stupňov F alebo 3 805 až 3 813 K).
Populárne Tagy: karbid zirkónia cas 12070-14-3, dodávatelia, výrobcovia, továreň, veľkoobchod, kúpiť, cena, hromadne, na predaj