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難熔金屬 廣義的難熔金屬[1]

難熔金屬是指特別耐熱不易熔化,並且具有耐磨英语Wear性的金屬。此術語主要是用在材料科学、和冶金工程。這些元素在不同領域中的的定義方式有些不同。最常見的定義方式包括五個元素:兩個第五週期元素)和三個第六週期元素)。這些元素有一些共同性質,包括熔點超過2000 °C以上,在室溫下具很高的硬度。由於其化學惰性,不易與其他元素反應,而其密度也相對較高。難熔金屬因為高熔點,是粉末冶金方法製造的首選。難熔金屬的一些應用包括金屬工具,高溫工作、絲纖維、鑄造模具,或在腐蝕性環境中的化學反應器。部分是由於熔點高,難熔金屬在很高溫下,也不會有蠕變變形的情形。

定義编辑

大多數難熔金屬的定義是特殊的、熔點高的才會列入。根據一項定義,熔點超過 4000 °F(2200 °C)是入取關鍵[2]。此定義包含五個元素:都包括在此定義[3],而更廣泛的定義是包括所有元素具有高於2123 K(1850 °C)的熔點,多了九個額外的元素:超鈾元素(上圖列出之位於之後的元素,如𨧀𨭎𨨏等,這些元素都是極度不穩定的,且不是在地球上的自然界所發現的)和由於具有放射性,因此永遠不會被認為是難熔金屬,即使鑪的預測熔點為2400 K或2100 °C以及的熔點已經確認為2430 K或2157 °C,符合難熔金屬的標準[4]

性質编辑

難熔金屬主要性質的比較
名稱
溶點 2750 K (2477 °C) 2896 K (2623 °C) 3290 K (3017 °C) 3695 K (3422 °C) 3459 K (3186 °C)
沸點 5017 K (4744 °C) 4912 K (4639 °C) 5731 K (5458 °C) 5828 K (5555 °C) 5869 K (5596 °C)
密度 8.57 g·cm−3 10.28 g·cm−3 16.69 g·cm−3 19.25 g·cm−3 21.02 g·cm−3
楊氏模量 105 GPa 329 GPa 186 GPa 411 GPa 463 GPa
維氏硬度 1320 MPa 1530 MPa 873 MPa 3430 MPa 2450 MPa

參考資料编辑

  1. Levitin, Valim. High Temperature Strain of Metals and Alloys: Physical Fundamentals. WILEY-VCH. 2006. ISBN 978-3-527-31338-9. 
  2. Brunner, T. Chemical and structural analyses of aerosol and fly-ash particles from fixed-bed biomass combustion plants by electron microscopy. 1st World Conference on Biomass for Energy and Industry: proceedings of the conference held in Sevilla, Spain, 5–9 June 2000 (London: James & James Ltd). 2000. ISBN 1-902916-15-8. 
  3. Spink, Donald. Reactive Metals. Zirconium, Hafnium, and Titanium. Industrial & Engineering Chemistry. 1961, 53 (2): 97–104. doi:10.1021/ie50614a019. 
  4. Hayes, Earl. Chromium and Vanadium. Industrial & Engineering Chemistry. 1961, 53 (2): 105–107. doi:10.1021/ie50614a020. 
  1. ^ International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. Elsevier. [2010-02-07]. 
  2. ^ Bauccio, Michael; American Society for Metals. Refractory metals. ASM metals reference book. ASM International. 1993: 120–122. ISBN 19939780871704788 请检查|isbn=值 (帮助). 
  3. ^ Metals, Behavior Of; Wilson, J. W. General Behaviour of Refractory Metals. Behavior and Properties of Refractory Metals. 1965-06-01: 1–28. ISBN 9780804701624. 
  4. ^ Davis, Joseph R. Alloying: understanding the basics. 2001: 308–333. ISBN 978-0-87170-744-4.