吉林锆合金价格走势_锆合金价格多少钱一吨
1.DD404是什么镍合金材料
2.中国什么山矿物质(铁块、银矿什么之类的)是中国境内最丰富的?
3.纳米材料在各个行业中的应用
4.石墨用途
DD404是什么镍合金材料
DD404是镍基沉淀硬化型单晶高温合金
概述:DD404是镍基沉淀硬化型单晶高温合金,属于第一代单晶高温合金,使用温度在1050℃以下。合金具有良好的中、高温性能,具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。合金的比重轻、成本低,且工艺性能好。主要产品为涡轮转子和导向叶片。
应用概况及特性:合金已用于制作先进航空发动机的高温部件。合金适于制作实际适于温度1000℃左右的涡轮转子和1050℃左右的导向叶片及其他高温零部件。
合金可以采用固相或气相渗Al以及气相物理沉积等工艺进行表面处理。合金在850℃和950℃经1000h暴露后,除Y相略有长大外组织保持不变,均未发现TCP相析出。
中国什么山矿物质(铁块、银矿什么之类的)是中国境内最丰富的?
金属矿:
金属矿石分为:黑色金属矿产,矿产,有色金属矿生产的贵金属和稀有金属,稀土矿物,金属矿石,以及分散元素。
有色金属矿原矿,包括:铁矿石,锰矿,铬矿,钒,钛,钛钒储量
在中国居世界第一,占世界的70%左右。中国人钙钛矿分布在全国超过10个省市,自治区。钙钛矿主要是锐钛型和金红石型钒钛磁铁矿和钛铁矿砂矿。钛 - 钒矿资源主要分布在西部地区的四川,云南,广西,作为主存储的网站,攀枝花市,攀枝花市,维持储量8.98亿吨,二氧化钛,储备表5978? ? 0万吨,占全国储量的93%,世界储量的59%。 V2O52596吨钒矿石储量58%的国家,在世界总储量的34.7%,最近发现的世界上最大的金红石矿之间泌阳----南阳桐柏的钒钛矿产资源开发的巨大价值,新的增长点。
锰矿资源,探明的锰矿区213,保有储量5.6亿吨。第二个国家在世界上已被证明锰地区:辽宁瓦房子锰矿,福建连城锰矿,湘潭,湖南,民乐,玛瑙山角道花园锰,新的广东小椿锰,广西八一,雷,荔浦锰,四川高,轿顶山,锰,贵州遵义锰矿。民族锰大新县下雷锰矿是全国最大的锰。位于重庆,湖南,贵州,秀山锰业金三角“的最佳位置,是世界上最大的锰矿石和锰,被称为”世界第一锰生产基地。其境内已探明的锰矿储量高达5000万吨,预测远景资源总量的201773500吨。会计全国总储量的1/4。
非铁金属,铁矿石和铬矿短缺。
该国已探明铁矿石铁矿石1834。总矿产储量4.63亿吨,居世界第一位。大型和超大型铁矿山:鞍山市,辽宁省本溪铁矿区,冀东一北京铁矿区,河北邯郸,河北邢台铁矿区,山西灵丘平型关铁矿,山西五台岚县铁矿矿山,巴彦白云鄂博铁稀土,内蒙古包头稀土矿,铁矿,宁武路,纵铁矿区,安徽霍邱铁矿,湖北鄂东铁矿,新余,吉安煤矿铁矿在福建南部,海南,山东鲁石,铁矿,四川攀枝花,西昌钒钛磁铁矿?云南省在云南中部,云南大勐龙铁矿,铁矿石,略阳县鱼洞子,陕西,甘肃,新疆,甘肃红山铁矿,镜铁矿哈密吗?填湖铁矿石,依此类推。
稀缺资源的13095000吨铬矿,探明储量,保持储量的10951000吨,主要分布在西藏,新疆等地。 56原产地在新疆萨尔托海罗布沙内蒙古贺根山,甘肃大道尔吉铬矿和铬。但少远不能满足高品位矿石的需求。
,非铁金属矿石?制作:铜,铅,锌,铝土矿,镍矿,钨矿,镁矿,钴矿,锡,铋,钼,汞,锑矿,包括:BR /钨矿,镁矿,锡,铋,锑矿储量在世界上。
锑矿资源在世界上最富有的国家。总的锑储量为2.78亿吨,居全国第一,世界。锑矿储量占世界的40%。锑起源111。分布在全国的18个省(直辖市,自治区),湖南省锡矿山,板溪;广西壮族自治区,甘肃省崖湾锑矿,陕西省旬阳汞锑矿。非常大的广西,湖南锡矿山锑矿储量约41.3%的国家。
中国钨矿是世界上资源最丰富的国家。成熟的矿藏分布在23个省(市,自治区)252。总计储量了WO2 5.29亿吨,居全国之首,世界1。产量也居世界第一。钨矿石储量保留四次世界其他国家的总和。此外,超大规模的存款柿竹园多金属原钨,张掖初步探明大型钨矿的开采能力预计将达到100万吨。在江西西华山漂塘大吉山盘古山画眉坳浒坑下奎岭,梅山,福建行洛坑,广东省,湖南省的柿竹园,新田岭,瑶岗仙;证明坑起源的莲花山钨矿,广西广西广西壮族自治区大明山,珊瑚,钨矿,
甘肃省塔儿沟在中国的锡产量占全球总量的30%以上,证明了1996年年底,中国锡矿山24%的储量5603700吨基础上的基本储备,维持储量为4074100吨,锡矿山,全球锡储量(770吨)的锡矿开采已证明地293的主要制造商在广西壮族自治区,珊瑚,水,岩石大坝的川东湖南香花岭红旗岭野鸡尾锡矿山。非常大的旧锡矿床,是世界上领先的锡,广西是吗?最丰富的地区铟锡矿石储备资源,以保持团队,南丹县大厂矿山储量超过70万吨的金属,广西锡矿。
镁储量,菱镁矿,主要原料,提取金属镁,世界菱镁矿储量的2/3集中在中国,在世界的1/2在生产市场国家的菱镁矿举足轻重的地位。截至1996年,累计探明菱镁矿菱镁矿27储备十亿万吨,3.001,在9个省(区),辽宁菱镁矿是最丰富,占全国的85.6%,西藏,新疆,甘肃,山东二。超过20万颗地雷,94%的矿石储量达10。世界轻烧镁产能约200万吨,中国的产量占世界总产量的50%左右。
铋和铋储量占世界总储量的18.2%,至少在中国,面向世界,湖南省,郴州市,塘金矿勘探储量累计约8200万吨,锡,铋资源(包括铋100000吨),潜在经济价值达70十亿人民币。我们的绝对优势,在世界上的铋。金船塘世界上最大的存款铋(铋资源世界储量的不到8万吨,95910吨的铋储量达2800万吨的煤矿审批表“)
钼钼矿资源的勘探结果,在中国储备8336000吨在1999年年底的世界排名第一,中国年产近30000吨,钼金属,居第2位,在世界上。钼矿,分布在28个省(自治区,直辖市直属中央政府)222。在黑山吉林,辽宁省杨家杖子,蓝家沟,金堆城钼,陕西省,河南省,中国钼矿资源最丰富的钼矿,河南,占全国总储量的钼储量的30.1%。
铅和锌的储量在世界上的优势,也有700余铅,锌原产地:黑龙江省西林,抚顺红透山青城,辽宁,河北蔡家营子;,东胜一个白音诺,内蒙古自治区原盘,炭窑,江西,甘肃厂坝西青海省锡铁山Qiandongshan,陕西省,广东省,湖南省水口山黄沙坪5冷水坑,浙江省,江苏省栖霞山,广西壮族自治区和其他兰坪会泽龙;四川发现的一个非常大的铅,锌,近年来梁子的SIP,铅和锌,王
汞矿资源丰富的国家在世界上汞的总储量,81400吨,在世界前三。验证汞103原产地,分布在13个省(直辖市,自治区),吴川丹村,铜仁,贵州万山,新晃,其他汞,湖南,贵州省,其储量为全国汞储量的40%。
铜和铝土矿储量,累计73725200吨铜的探明储量(1997年),主要为:黑龙江省宝山内蒙古自治区乌奴格吐山和天然气,抚顺,辽宁抚顺红透山;安徽铜陵可靠的接地铜金属913铜精矿吗?我的吗?粉末;城门山,武山,德兴,水平;集中的区域吗?一个积极的铜大冶市,广东省,施鲁山西中条山,东川,易门大红山西藏自治区玉龙马拉松,多霞松多;新疆维吾尔自治区阿舍勒铜矿。德兴铜矿矿山在西藏玉龙铜矿矿山矿的发现,近年来,一个非常大的存款,新疆东天山,中甸,云南,西藏的雅鲁藏布江雅鲁藏布江雅鲁藏布江雅鲁藏布江河和其他地方,一个非常大的铜存款,和新的资源超过12万吨,探明铜金属目前,西藏已发现180铜矿原产地超过30个中型矿床可视化规模的铜资源潜力在西藏的预期,以达到超过三分之一的该国的铜储量在中国,占12.1%同年世界储量基础的人居智利和美国,居世界第三位。
铝土矿310产地:山东省淄博市,陕西省克俄,石公,王,西河底,太湖石,地方,刘国梁易雷速,宽阔的草地,河南省曹窑,行沟,贾沟石健的支持,山东省,广西自治区平果那豆;市,贵州省遵义(团溪),坏森林山坝铝粘土矿寺沟竹林家沟组。总储量的铝土矿储量2.27亿吨,居世界第一位,但还不能满足需求,仍然是一个大量进口。
镍储量在金川,新疆等地发现大型镍矿,镍矿储量增长显著,在吉林省红旗耀,金川,甘肃省和新疆维吾尔自治区的喀拉通克,黄山;杨平在北京,四川冷水在原点附近。云南白马寨,墨江镍矿。金川镍矿在甘肃省是世界第二大镍矿,但该国的总储量7.84亿吨,居世界第九,2004年,中国镍消费量为145,000吨另外,你还需要大量的进口年生产能力为60000吨。
在1996年年底的24个省(直辖市,自治区),甘肃省储量占全国总储量的30%左右,总的钴矿,钴金属,钴金属资源,150.471600吨保持储备约140万吨,绝大多数的资源是非常小的,独立钴存款在最近几年,中国的消费钴每年稳定在约12万吨,其中包括国内钴生产钴氧化物被转换成一个总的钴每年约600? 700吨,国内钴产量不能满足国内需求,每年进口的一半左右。
3,贵金属矿产包括:金,银和铂族金属(铂,钯,铱,铑,钌,锇);
中国的黄金资源并不丰富。在世界总储量的4265吨。已被证明是在1265年的黄金开采,黑龙江省乌拉嘎大安河老柞山呼玛珲春,吉林省夹皮沟武隆河北省张家口,贵州西部,辽宁省,山东省,焦炭,地铁三岛由纪夫尹格庄,温榆河,河南罚款广东,湖南,云南墨江四川东北寨,现货玛丽青海省金矿,阿希,哈密市,新疆维吾尔自治区,宫河站塘沟金衢,和秦岭山脉。
中国是一个国家的中产阶级和丰富的资源总储量的116500吨银银,美国,加拿大,墨西哥,澳大利亚,秘鲁等国家和地区的世界排名6:00事实证明,下跌569银,银隧道儿子,陕西省,河南省,湖北省银洞沟,白果园,砷村,四川,江西贵溪门吉林省,广东省Pangxi BOT破山。的
性质的铂系金属:铂金比黄金储备稀少,许多世界总储量的铂,据不完全统计,约140万吨(铂族元素矿产资源总储量约为3.1亿吨,7.8亿万吨的储备基地),只有5%的黄金储备世界总储量的铂和98%的市场份额的高度铂族金属稀缺的矿产资源和储量的不到1%的世界石油储量的更多超过310万吨,主要集中在南非和俄罗斯,南非铂矿储量约2.7亿吨,占世界总储量的75%,居世界第一。铂矿主要分布在三个省的三个主要的存款,占中国总甘肃金川白家嘴云南弥渡金宝山,,,和四川杨柳坪,白家嘴铂金储量在西部的甘肃,云南和四川等省。 90%的储量。目前,中国是世界第一的铂金消费量,年消费量超过4000万吨,占世界总产量的近一半,主要依靠进口。
4,稀贵金属包括:铌矿中国稀土矿产资源丰富,钽矿,铍矿,锂矿,矿物锆,锶矿,铷矿石,铯矿石
1949年后很白云鄂博区,主要分布在内蒙古(801),巍山县,山东省,江西省,(江西宜春南部),广东省(粤北),新疆维吾尔自治区(富蕴)在很长一段时间,资本主义国家新中国,如锂,铍,铌,钽,罕见的,稀土矿,封锁,禁运的战略材料到中国,国家决定的基础上,该国的矿产资源,自行解决问题依赖中国的稀土,稀土产业的发展。很快就证明了一些非常大的,巨大的存款如殖民木特,富蕴可可托海,青Chuanesika技术,福海库卡拉帽富海集团库尔和其他大型和中型锂铍,铌,钽矿的的青海Yiliping铌 - 稀土矿,内蒙古白云鄂博康定甲基卡特大型锂铍矿,金川可尔因柴达木盆地的大型锂矿站的东西台吉乃尔湖,大盐湖增城派潭湖锂矿,江西横峰黄山大型钽铌矿,铌大铁矿石,香港香港条例草案“人权法案条例地区铌钽矿,县,在广西姑婆山褐钇铌矿,恭城栗虎介质钽铌矿香花岭铍矿在1950年的和1960年70年后,大规模的基础勘探发现了一些对矿产资源勘查。伊春市的特大型钽(铌) - 锂矿,钨,锡,钽,铌(钽电容过大),灵师滞后海罗,铌,钽矿横峰葛源湖北竹山寺,通的特大型铌和稀土矿桐城市峰山钽,铌矿,浙江贝尔,的“扎鲁特旗大型铌,稀土等矿产福建南平西坑大型钽铌矿,恒山,广东省(钽,铌钽矿和广西恭城水溪庙钽,铌广宁县矿在内蒙古,蒙古),竹园钽铌矿钽大。稀有金属矿产储量居世界第一。
世界铌,钽,锂,铍等稀有金属矿产丰富的国家资源,锂,铍,铌,钽矿储量居世界第一,居全国第一。据估计,开采在美国(1981-1994),是世界上锂的基础,铍,铌,钽矿产储量的840万吨锂(金属),726,000元吨,铍(金属),420万吨,铌(金属),钽(金属),35000吨。中国的矿产资源,地质和矿产资源的基础上成立40周年以来新中国成立以来,组织的统计部地质和矿产资源展(地质出版社,1992年),一个世界总量的钽矿,锂矿,铌矿,铍矿占292矿
分布在13个省(直辖市,自治区)的钽矿,钽8.4亿吨,总储量居世界第一;分布从区域的角度看,最丰富的钽,钽储量的广东,江西,内蒙古,占72.5%,,
铌铌矿已探明储量的99铌储量6.6亿吨,居世界第二位,而另一个人说,在中国的铌矿储量占世界的91%,根据到一个新的勘探结果,可能已经跃居第一。分布
锂矿在九个省(区)43矿已探明储量1667万吨,保有储量超过2.37亿吨的锂氯化,氧化锂,相对完整的和广泛分布的矿物矿产资源的西藏。173种矿物质已被发现在西藏,那里有100多个品种。世界上最大探明储量的矿产,如铜,锂,和的份额世界总储量的锂资源储量在世界上上半年之一。的
铍的中国矿产资源非常丰富,铍被用于各种合金及添加剂,被称为“金属玻璃,说: “脱氧剂广泛应用于电子,石油,化工和其他行业,有一个非常广阔的市场前景。的铍矿生产在全国15个省(市,自治区),该矿被证明储量的77 BeO的总储量为23万吨,在世界上也排名第二。新疆,内蒙古,的铍储量富蕴县,新疆已探明的铍矿资源的共享,只有3可可托海,静脉,313万吨铍矿石开采70%以上。
>现在,中国的总储备的锶矿储量在世界上。截至1996年年底,中国累计证明13锶矿储量的三二九零八六零零天青石硫酸锶(天青石)矿有15.138万美元吨的金属锶增加了近7倍的1985年世界锶储量的680万吨储量基础为12万吨,是的最丰富的储量的锶1.36亿万吨的基础。这表明,中国的锶和矿产资源,是世界上最富有的国家
铯铯,铷矿石在中国排名世界第一。也可以用来作为催化剂,特种玻璃和放射性检测设备。铷所用的催化剂和光伏电池制造,铯,铷是世界上最航空,航天,导弹和其他先进的技术意义。国外成熟的现代氧化铯资源,共12吨,和氧化铯资源在中国和西藏的精确的时钟在几十约53,000吨的年用第二个错误。 ,经初步调查,超过30,000吨储量的1/5至1/6的的铯资源,目前已知的对世界的看法的。西藏骑盖估卜亨郎铯硅华为的铯的潜在经济价值是非常大的存款经鉴定,5,360亿元的总价值超过1.5亿人民币盐湖的锂储量,硼,钾,铯,铷,和其他矿物质,被称为“黄金金湖斗量。
锆矿广泛分布于中国,是世界上储量。沿海发达地区的海南锆英砂开采,仅广西肇庆锆矿石,30900吨。铌,铍矿2 Roucous甘洛,氧化锆矿物约翰逊茨达锆矿石和3
5包括:钪矿石,轻稀土矿(镧,铈,镨,钕,钷,钐,铕)重稀土稀土矿(钆,铽,镝,钬,铒,铥,稀土类矿物,镱,镥,钇),稀土类元素是集体含有钪Sc,钇Y,镧,镧系元素的稀土类元素的基团的系元素,镧La,铈Ce,镨Pr,钕,上午,下午,钐,铕,铕,钆Gd,铽,铽,镝,钬,铒,铥,镱,铥,镱,镥陆,总17种元素。
中国的稀土资源在世界上是非常丰富的稀土矿藏储量总结的4倍以上,中国的稀土储量的矿产资源稀土行业的资源优势,所有品种的发展。已被证明是罕见的储量在地球超过100万吨,并有一个较大的资源潜力,中国的罕见的地球矿产资源广泛分布,已证实储量的矿山193,分布在17个省和自治区,内蒙古,内蒙古,吉林,山东,江西,福建,河南,湖北,湖南,广东,广西,海南,贵州,四川,云南,陕西,甘肃,青海,内蒙古全国稀土总储量的勘探和开发的96%矿产16种稀土矿物从矿石开采,选矿和冶炼过程中,造成数百个品种,数千个规格罕见罕见的土产品,不仅以满足国内需求,而且还大量出口已成为中国的一个出口的主要商品和加工产品。同时,中国的罕见的地球永久磁铁材料已达到国际先进水平,中国是一个永久磁铁材料,特别是稀土永久磁铁材料钕铁硼资源在我国非常丰富,被称为的“罕见的地球王国与王国 BR />钪储量约20万吨,世界钪氧化物全球每年生产的之一吨,3 - 的的钪矿储量的红血细胞,攀枝花,白马和永磁材料的测定。丰富的钪存款38,690吨矿石。最近发现的稀土矿在中国江西省。钪的经济价值是非常昂贵的,的价格每公斤高达5000万,好几次,黄金的价格是目前为止最珍贵的金属之一。“
分散元素金属矿产包括:锗矿,镓矿,铟矿,铊矿,铪矿,铼矿,镉矿物,硒矿物,碲矿。
稀散金属矿产资源丰富目前持有的稀散金属资源储量:各省,自治区,锗3055吨,镓,铟,98300吨,13014吨,铊,硒8302吨,16888吨,碲13395吨,铼237吨,394686吨镉均居世界前列。 ,直辖市直属中央政府,以及相对集中的分布若干存款发生的特点,被形象地称为“散散元素锗储量超过80%的点在广东,云南五省,吉林,四川,山西,一个主要赋存铅锌矿,铜矿和煤矿。涉及82%以上的的镓储量主要集中在山西,河南,广西,贵州的铝土矿床。铟主要集中在云南,广西,内蒙古,青海,铅锌矿床和铜多金属矿床的省份,占全国铟总储量的87%,主要分布在河南,陕西金堆城钼矿,吉林大黑山钼矿,几乎所有的铼黑龙江多宝山铜钼(Mo)矿床的矿石辉钼矿,占全国铼总储量的近90%。铊的分布较为集中,90%以上的储量丰富的云南兰坪金顶铅锌矿床。广东大宝山多金属硫化物矿床,江西城门山铜矿在甘肃金川铜镍矿床碲,总占全国碲总储量的94%,但最近在四川石棉县大水沟发现的独立碲矿床。镉,硒分布较为分散,分布在24个省,自治区,镉,硒分布在18个省,自治区,镉,硒,和许多存款。
其中:铟是一种稀有金属矿,主要用于手机,电视等液晶屏幕。目前,铟共生产了300万吨,在全球的年需求量在500万吨。国际铟价格一直稳步上升运行500?每吨10万元以上。铟铟矿储量在世界上已探明储量的2/3左右。该
锗是一种重要的半导体材料,硅,锗是一个散射元素的最小储备地球。 ,锗已成为一个重要的高科技产品,广泛应用于红外光学,使用的原料二氧化锗在光纤通信,电子,半导体,超导材料,医疗保健等领域。价格昂贵,在国际市场上供不应求。在电子信息产业中回收的需求将大大增加锗储量,内蒙古,锡林郭勒盟锗详细的勘探调查的的煤炭Wulantuga的,不到一平方千米,探明储量1,654万吨的罕见的国际和国内3055吨大型煤矿开采的锗调查和评估,内蒙古自治区332锗金属储量在1590万吨,333锗金属储量4.1亿吨,3341锗金属储量22万吨的内蒙古胜利煤田锗矿石,煤炭,占70%,在全国已探明储量的锗在中国最富裕的国家。
镓集成电路国防科学和高性能计算机在1998年,清华大学成功创建了一个一维GaN半导体杆,第一次在国际上的一维结晶氮化镓制造,被命名为排名前10位在科学和技术的进步,据报道,第二硅,砷化镓,和研究的深度后,在最广泛使用的半导体材料,已被广泛用于在移动通信镓镓在铝土矿和与超过99相关联%的矿物。含有大量的稀有金属镓丰富的铝土矿储量98300吨,镓维护世界上第一个,
铪和锆的,如耐高温,耐腐蚀,易加工,良好的机械性能和出色的内核性能,在原子能工业中使用的重要物质。理想的热中子俘获截面,铪吸收中子,核反应堆控制棒和防护设备的储备在世界上是最高的。为了保持储备的16888吨湖北省恩施市硒,硒矿储量在世界上。
,碲碲保持储量的13395吨,居世界第一。广东大宝山多金属硫化物矿床,江西城门山铜矿,甘肃金川铜镍矿床,合计占全国碲总储量的94%,但最近在四川石棉县大水沟独立的生产石棉碲化铋的独立碲矿床矿物质,只存在于这个世界,被称为“国宝”为主要原料的高纯度碲,碲镉汞红外探测器材料的材料准备好。
从上面可以看出,它是在中国并不多见,最丰富的金属矿产资源分散
7核能金属铀矿石和钍矿石资源稀缺,铀,铀资源不是很丰富的国家在最近几年,中国的铀储量的国际原子能机构(IAEA),证明储量提供了另一批铀矿田预测10世界可以没有满足长期核电力发展的需求,主要集中在中小尺寸(总储量60%的存款规模以上)。矿石品位低,但不是铀作为核燃料的钍矿资源,在世界上最高的。矿石的铀和钍矿石,能源,石油,天然气,煤和其他燃料的化学
纳米材料在各个行业中的应用
纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,1纳米是1米的十亿分之一;相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
在充满生机的21世纪,信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小;航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新,以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域,纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来,纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如,存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘,成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器,价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件,用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世,充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度(1~100urn)与物质中的许多特征长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当,从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题;纳米结构设计,异质、异相和不同性质的纳米基元(零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝)的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点,人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。 1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术,带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究,在千年交替的关键时刻,迎接新的挑战,抓紧纳米材料和柏米结构的立项,迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代,纳米材料研究的内涵不断扩大,领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密,实验室成果的转化速度之快出乎人们预料,基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米cu材料,硬度比粗晶cu提高5倍;晶粒为7urn的pd,屈服应力比粗晶pd高5倍;具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注,晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望,根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位,世界发达国家的政府都在部署本来10~15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会(nsf)1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标;美国darpa(国家先进技术研究部)的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象;日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究,例如 ogala计划、erato计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划,1997年,纳米科技投资1.28亿美元;德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划;英国政府出巨资资助纳米科技的研究;1997年西欧投资1.2亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道,纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意;克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究,决定加大投资,今后3年经费资助从2.5亿美元增加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。 2国际动态和发展战略 1999年7月8日《自然》(400卷)发布重要消息 题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴起”。在这篇文章里,报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍,从2.5亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究,白宫采取了临时紧急措施,把原1.97亿美元的资助强度提高到2.5亿美元。《美国商业周刊》8 月19日报道,美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一,《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域(其它两个为生命科学和生物技术,从外星球获得能源)。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视,其原因有两个方面:一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测,估计能达到14400亿美元,美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说:纳米技术本来的应用远远超过计算机工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流,在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一,纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月,美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功 100urn芯片,美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘,这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系,10bit/s尺寸的密度已达109bit/s,美国商家已组织有关人员迅速转化,预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应,到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世,在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体,预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量,在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目,正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉,新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇,美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。 3国内研究进展我国纳米材料研究始于80年代末,“八五”期间,“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目,组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作,国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题,国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后,纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头,地方政府和部分企业家的介入,使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。目前,我国有60多个研究小组,有600多人从事纳米材料的基础和应用研究,其中,承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有:中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学,还有吉林大学、东北大学、西安交通大学、天津大学、青岛化工学院、华东师范大学,华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金(晶态、非晶态及纳米微晶)氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体,建立了相应的设备,做到纳米微粒的尺寸可控,并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新,取得了重大的进展,成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷;在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变;在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果;在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属gd;设计和制备了纳米复合氧化物新体系,它们的中红外波段吸收率可达 92%,在红外保暖纤维得到了应用;发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法;发现全致密纳米合金中的反常hall-petch效应。近年来,我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果,引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成:利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术,用这种技术合成的纳米管,孔径基本一致,约20urn,长度约100pm,纳米管阵列面积达到 3mm 3mm。其定向排列程度高,碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列,在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备:首次大批量地制备出长度为2~3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1~2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备:首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3~40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒,并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功,推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆,该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后,许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶;发现了非水溶剂热合成技术,首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬(crn)、磷化钴(cop)和硫化锑(sbs)纳米微晶,论文发表在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石;在高压釜中用中温(70℃)催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉,论文发表在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金---从四氯化碳(cc14)制成金刚石”一文,予以高度评价。我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累,在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地,中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性,还是成果的学术水平和适用性来分析,都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地,促进我国纳米材料研究的发展,培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接,加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量。在过去10年,我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料,研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导cvd、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置,发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法,研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来,根据国际纳米材料研究的发展趋势,建立和发展了制备纳米结构(如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、mcm-41等)组装体系的多种方法,特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验,已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性,推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全,达到了国际90年代末的先进水平。综上所述,“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果,形成了一支高水平的科研队伍,基础研究在国际上占有一席之地,应用开发研究也出现了新局面,为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础。10年来,我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇,在国际上排名第五位,其中纳米碳管和纳米团簇在1998年度欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告中报道中国科技工作者发表论文已超过德国,在国际排名第三位,在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上,我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次。到目前为止,纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项,国家发明奖2项;院部级自然科学一、二等奖3项,发明一等奖3项,科技进步特等奖1项;申请专利 79项,其中发明专利占50%,已正式授权的发明专利6项,已实现成果转化的发明专利6项。最近几年,我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文,引起了国际同行的关注和称赞。在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇,影响因子在6以上的学术论文(phys.rev.lett,j.ain.chem.soc .)近20篇,影响因子在3以上的31篇,被sci和ei收录的文章占整个发表论文的 59%。 1998年 6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上,对中国纳米材料研究给予了很高评价,指出这几年来中国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果,在大会总结中选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍,中国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言。
4 纳米产业发展趋势
(1)信息产业中的纳米技术:信息产业不仅在国外,在我国也占有举足轻重的地位。2000年,中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面:①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件,都要原器件,美国已经着手研制,现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件,这种器件已经在实验室研制成功,而且可能在2001年进入市场。 ②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件,这方面我国还很落后,但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间,所以,中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件,如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面,我国的研究水平不落后,在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等,可添加氧化锌纳米材料改性。
(2)环境产业中的纳米技术:纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境,必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备,可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm,该设备已进入实用化生产阶段;利用多孔小球组合光催化纳米材料,已成功用于污水中有机物的降解,对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物,有很好的降解效果。近年来,不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业,用于提高水的质量,已初见成效;采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显;治理淡水湖内藻类引起的污染,最近已在实验室初步研究成功。
(3)能源环保中的纳米技术:合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面,现在主要是净化剂、助燃剂,它们能使煤充分燃烧,燃烧当中自循环,使硫减少排放,不再需要辅助装置。另外,利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了,实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质,有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快,就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料,我国也在做,它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。
(4)纳米生物医药:这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前,国际医药行业面临新的决策,那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质,然后在纳米尺度组合,最大限度发挥药效,这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后,用一种很少的骨架,比如人体可吸收的糖、淀粉,使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进,采用纳米技术可以提高一个档次。
(5)纳米新材料:虽然纳米新材料不是最终产品,但是很重要。据美国测算,到21世纪30年代,汽车上40%钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替,这样可以节省汽油40%,减少co2,排放40%,就这一项,每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外,还有各种功能材料,玻璃透明度好但份量重,用纳米改进它,使它变轻,使这种材料不仅有力学性能,而且还具有其他功能,还有光的变色、贮光,反射各种紫外线、红外线,光的吸收、贮藏等功能。
(6)纳米技术对传统产业改造:对于中国来说,当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱,可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉,用的是抗菌涂料,里面的果盘都采用纳米材料,发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展;其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势,中国纺织要在进入wto后能占据有利地位,现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传,提到应用了纳米技术,特殊功能的有防静电的、阻燃的等等,把纳米的导电材料组装到里面,可以在11万伏的高压下,把人体屏蔽,在这一方面,纺织行业应用纳米技术形势看好;第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶,可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能,而且釉不结霜,其它综合性能都很好;第四是建材工业中的油漆和涂料,包括各种陶瓷的釉料、油墨,纳米技术的介入,可以使产品性能升级。
1999年8月20日《美国商业周刊》在展望21世纪可能有突破性进展的领域时,对生命科学和生物技术、纳米科学和纳米技术及从外星球上索取能源进行了预测和评价,并指出这是人类跨入21世纪面临的新的挑战和机遇。诺贝尔奖获得者罗雷尔也曾说过:70年代重视微米的国家如今都成为发达国家,现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。挑战严峻,机遇难得,我们必须加倍重视纳米科技的研究,注意纳米技术与其它领域的交叉,加速知识创新和技术创新,为21世纪中国经济的腾飞奠定雄厚的基础。
对于纳米科技,科学的态度是积极参与,脚踏实地地推动这一前沿科技的健康发展,既不需要商业炒作,也不需要科学炒作。
参考资料:
石墨的用途及特性
一. 石墨及石墨行业
石墨是在高温下形成。分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成;石墨或石墨制品在工业上用途很广,用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯;石墨或石墨制品广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工,又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术石墨产品,石墨或石墨制品成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。
世界石墨或石墨制品产量的绝大部分消费都集中在日本、美国、德国和英国等工业发达国家,这些国家每年的石墨或石墨制品消费量约占世界总消费量的30%左右。在过去的几年中,世界石墨或石墨制品的消费量一直保持相对稳定。石墨或石墨制品主要消费领域为:耐火材料占总消费量的26%,铸造15%,润滑剂14%,制动衬片13%,铅笔7%,其他(碳刷、电池、膨胀石墨等)25%。从目前形势看,近期内石墨或石墨制品尚难有大的、新的应用领域,因此,国际市场对石墨或石墨制品的需求不会有太大的增长。
中国是世界上最大天然石墨生产国,2008年石墨生产达到165万吨。中国的生产约占世界石墨或石墨总产量的55%。除天然石墨外,世界许多国家还生产人造石墨。2008年的石墨产量比2007年的150多万吨,增加12多万吨,约增加8%。对石墨行业来讲,是一次大的发展。
鳞片状石墨矿石结晶较好,晶体粒径大于1mm,一般为0.05-1.5mm,大的可达5-10mm,多呈集合体。石墨矿石品位较低,一般为3-13.5%。伴生的矿物有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等,有时还伴有金红石,钒云母等有用组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同,分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩型、混合岩型、大理岩型及花岗岩型等七种,前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中,后一种矿石类型则产于岩浆热液成因矿床中。2000年以来,由于浮选矿技术及机械设备的进一步发展,鳞片石墨产量不断增长。
进入2009年以来,国内鳞片石墨出口下降,鳞片石墨出口量的急剧下降使国内鳞片石墨库存进一步积压,而受到经济危机的影响,国内钢材以及下游制品、耐火材料等产业均受到不同程度的影响,2009年鳞片石墨需求因此也将下降5%左右的需求量。在2010-2012年,中国鳞片石墨的库存在维持在比较高的水平,鳞片石墨供过于求的状况将维持一到三年。
“十五”规划中提出了石墨深加工的方向的引导下,今后五年中国重点发展的石墨深加工产品是异型碳、氟化石墨、渗硅石墨、显像管石墨乳、锂离子电池、碳材料、燃料电池碳材料等。
二、石墨新用途
随着科学技术的不断发展,人们对石墨也开发了许多新用途。柔性石墨制品。
柔性石墨又称膨胀石墨,是70 年代开发的一种新的石墨制品。1971 年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也开始研制生产石墨密封材料。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。因此,是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求量逐年增长。
制作半金属摩擦材料。自70 年代以来,离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉、钢纤维、陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备,如飞机、卡车以及越野车的制动装置和离合器片。近几年来,石棉逐渐被石墨所取代,在一些半金属衬面中,石墨的含量已从1 %一2%增加到5%。该领域石墨消耗量取决于汽车工业的发展状况。
三、石墨材料具有特性
石墨材料主要由多晶石墨构成,属于无机非金属材料,但因它具有良好的热,电传导性而被称为半金属.石墨具有比某些金属还要高的热,电传导性,同时具有远比金属低的热膨胀系数,很高的熔点和化学稳定性,这就使它在工程应用中具有重要的价值.石墨具有很好的耐腐蚀性,不与任何有机化合物起反应.
石墨又是一种耐高温材料,在高温下石墨不会熔化,石墨还具有良好的抗热震性能.石墨具有很好的自润滑性能.
石墨的缺点是抗震性性能差,随着温度的升高,氧化速度加剧.
四、性能参数
1.材料的平均颗粒直径
材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。材料的平均颗粒越小,材料的放电越均匀,放电的状况越稳定,表面质量越好。
对于表面、精度要求不高的锻造、压铸模具,通常推荐使用颗粒较粗的材料,如ISEM-3等;对于表面、精度要求较高的电子模具,推荐使用平均粒径在4μm以下的材料,以确保被加工模具的精度、表面光洁度。材料的平均颗粒越小,材料的损耗情况就越小,各离子团之间的作用力就越大。比如:通常推荐在精密压铸模具、锻造模具方面,ISEM-7已足以满足要求;但客户对于精度要求特别高时,推荐使用TTK-50或ISO-63材料,以确保更小的材料损耗,从而保证模具的精度和表面粗糙度。
同时,颗粒越大,放电的速度就越快,粗加工的损耗越小。主要是放电过程的电流强度不同,导致放电的能量大小不一。但放电后的表面光洁度也随着颗粒的变化而变化。
2.材料的抗折强度
材料的抗折强度是材料强度的直接体现,显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料,其放电的耐损耗性能相对较好,对于精度要求高的电极,尽量选择强度较好的材料。比如:TTK-4可以满足一般电子接插件模具的要求,但有些有特殊精度要求的电子接插件模具,可以选用同等粒径,但强度略高的材料TTK-5材料。
3.材料的肖氏硬度
在对石墨的潜意识认识中,石墨一般会被认为是一种比较软的材料。但实际的测试数据及应用情况显示,石墨的硬度要比金属材料高。在特种石墨行业中,通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量法,其测试原理与金属的测试原理不同。由于石墨的层状结构,使其在切削过程中有非常优越的切削性能,切削力仅为铜材料的1/3左右,机械加工后的表面易于处理。 但由于其较高的硬度,在切削时,对于刀具的损耗会略大于切削金属的刀具。与此同时,硬度高的材料在放电损耗方面的控制比较优秀。在我司的EDM用材料体系中,对于应用较多的同等粒径的材料均有两款材料可供选择,一种硬度略高,一种硬度略低,以满足各种不同要求的客户的需求。如:平均粒径为5μm的材料,有ISO-63和TTK-50;平均粒径为4μm的材料,有TTK-4和TTK-5;平均粒径为2μm的材料,有TTK-8和TTK-9。主要是考虑到各种类型的客户对于放电和机械加工的偏重方向。
4.材料的固有电阻率
根据我司对于材料的特性统计,如果材料的平均颗粒相同,电阻率大的放电速度会比电阻率小的慢。对于同等平均粒径的材料,电阻率小的材料,其强度和硬度也会相应略低于电阻率高的材料。即,放电的速度、损耗会有所不同。故此,根据实际应用的需要选择材料非常重要。 由于粉末冶金的特殊性,对于每一个批号材料的各参数都有其材料的代表值有一定的波动范围。但同一档次的石墨材料,其放电效果非常接近,由于各种参数造成的应用效果的差异非常小。 电极材料的选择直接关系到放电的效果,在很大程度上材料的选取是否恰当,决定了放电速度、加工精度以及表面粗糙度的最终情况。
五、工艺技术特征:
1. 耐高温
石墨是目前已知的最耐高温的材料之一。在2000?C之上时,一般材料早已化为气体,或呈熔融状态,就是一些难容的金属在2500 ?C左右也会失去强度。如钨是已知的金属中熔点最高的,达3600 ?C,但在此温度下石墨是不会融化的,它的熔点为3850 ?C±50 ?C,沸点答4250 ?C把各种耐温的材料置于7000 ?C超高温电弧下10s,石墨损失最小,按重量计算,石墨算是0.8%,尼龙纤维增强酚醛塑料损失1.2%,碳化硅损失1.7%,高铝钢玉损失8.2%,最耐高温的金属氧化物-----氧化锆损失12.9。 由此可见,石墨的奶高温性能是很突出的。
一般材料在高温下强度逐渐降低,而石墨在加热到2000 ?C,其强度反而较常温时提高一倍。但石墨的耐氧化性能差,随着温度的提高,氧化速度逐渐增加。
2. 特殊的抗热震性能
石墨具有良好的抗热震性能,当温度急剧变化时,热膨胀系数小,因而具有良好的热稳定性,在温度急冷急热的变化中,不会产生裂纹。
3. 导热性和导电性
石墨具有良好的导热导电性,虽然石墨的导电性不能与铜、铝等技术相匹敌,但与一般的材料比,其导热导电性是相当高的,如比不锈钢高4倍,比碳素钢高2倍,比一般的非金属高100倍。
石墨的导热性,不仅超过钢、铁、铝等金属材料,而且随温度升高,导热系数降低,这和一般金属材料不同,一般技术的导热系数随着温度的升高而增大。在极高的温度下,石墨甚至趋于绝热状态。因此在超高温条件下,石墨具有隔热性。
4. 润滑性
石墨的润滑性能类似于二硫化钼,摩擦系数小于0.1。其润滑性能随鳞片大小而变,鳞片愈大,摩擦系数愈小,润滑性能愈好。
5. 可塑性
石墨具有可塑性,可展成透气透光薄片,但高强石墨硬度很大,以致用金刚石刀具都难以加工。
6. 化学稳定性
常温下石墨具有良好的文化稳定性,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀,但高温时易氧化
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