内容主要来自材料研究学会
难熔金属材料,以其高熔点、耐腐蚀、抗磨损等特性,在航空航天、化工、电子核能等领域有着广泛应用,我国是难熔金属材料大国,在发展难熔金属上有着独特的优势。但随着相应领域的飞速发展,对难熔金属材料的性能要求也更为严苛。如在核能领域,尤其是核聚变装置对面向等离子体钨材料的抗热负荷性能、抗辐射能力的要求越来越高;在电子封装领域,集成电路规模不断扩大,对封装钨铜材料气密性和热学性也提出了更高的要求。
核聚变能是解决人类能源问题的终极方案,核聚变材料,尤其是面向等离子体材料,长期面对极高温、高辐射和高能粒子等极端环境,目前,难熔金属钨被广泛应用于核聚变装置中,但又存在着脆性大、韧脆 转变温度高等缺点限制了其应用。核聚变技术商业化应用将为能源行业带来巨大的市场需求。钨材料作为核聚变反应器的关键材料,将成为一个重要的产业链,带动相关产业的发展。
军事中的药型罩作为聚能破甲战斗部的关键部件之一,其性能直接影响能不能有效破甲,材料需要同时具有高熔点、高密度、高声速以及良好的塑性等特点。钼具有高声速和高密度,填充有钼的弹头具有更大的穿透能力,钼合金作为最新一代材料,具有极大的应用价值。
航空材料要求具有较高的强度、低的密度,优良的耐腐蚀性和抗疲劳等特性,发动机材料更需要耐高温性能。现役镍基高温合金受熔点的限制,在大于1000度的温度范围时强度急剧下降。耐高温难熔高熵合金在1000度以上温区仍具有优异的性能,有望弥补镍基高温合金在超高温领域的空缺,成为下一代航空发动机涡轮叶片材料。由于大部分耐高温难熔高熵合金为非标产品,产品类型随下游需求变化而变化,因此,耐高温难熔高熵合金供应链相对较短,属于以技术为中心的领域,生产工艺复杂,研制时间长行业壁垒较高。航空航天领域的设备更新及国产化为耐高温难熔高熵合金提供了主要市场需求,使耐高温难熔高熵合金成为航空发动机的潜在备选材料。未来20年,若航空发动机中耐高温难熔高熵合金的质量占比为50%,我国民用航空飞机所需要的耐高温难熔高熵合金潜在的市场规模将达2000亿元。
电子封装材料广泛应用于电子产品的制造和组装过程中,它们具有保护电子器件、和热传导等功能。随着电子行业的快速发展,对电子封装材料的要求越来越高,如高热导和低热膨胀系数和长期可靠性等。钨电子封装材料的研发和应用能够推动整个电子行业的创新驱动,
CT球管是计算机断层扫描技术中的重要组成部分,难熔金属材料由于其熔点高、耐高温和抗辐射性能,被广泛应用于CT球管中。随着医疗影像技术的快速发展,对难熔金属材料的需求也在不断增长。
未来,难熔金属将面对更多样化需求,需要继续加大对难熔金属研发的投入,推动技术创新,提高产品性能,,推动难熔金属产业的发展。
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