碳化鋯金屬陶瓷粉末
一、產(chǎn)品基本情況介紹：
碳化鋯，ZrC=103.22，含碳11.64%，灰色金屬狀粉末,它是一種金屬陶瓷粉末。碳化鋯金屬陶瓷粉末是通過新工藝生產(chǎn)出來的一種新型材料，化學(xué)式為ZrC，屬于典型的NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為0.46930nm空間群為Fm3m，C原子和Zr原子半徑比為0.481，小于0.59，形成簡單的間隙相，Zr原子形成緊密的立方晶格，C原子處于晶格的八面體間隙位置。碳化鋯的熔點(diǎn)為3540℃，理論密度6.73g/cm3，熱膨脹系數(shù)6.7×10-6℃-1，顯微硬度2600kg/mm2，電阻率為57～75/μΩ•cm，開始強(qiáng)烈氧化的溫度為1100～1400℃。不溶于鹽酸，但溶于硝酸。
二、性能技術(shù)特點(diǎn)：
本產(chǎn)品純度高、粒度分布均勻，高表面活性，具有耐高溫、抗氧化、強(qiáng)度高、硬度高、導(dǎo)熱性良好，韌性好，碳化鋯是一種重要的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度和耐腐蝕的高溫結(jié)構(gòu)材料,并具有高效吸收可見光,反射紅外線和儲(chǔ)能等的特性。
牌號(hào)GRADE 化學(xué)成分(%) 平均粒度Particle size FSSS(μm)
CHEMICAL COMPOSITION(%)
總碳 游離碳 　 　
　 　
Ctotal Cfree Nb Fe Si O N Na K Ca
ZrC-1 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 1.0-2.0
ZrC-2 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 2.1-3.9
ZrC-3 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 4.0-5.9
ZrC-4 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 6.0-7.9
ZrC-5 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 8.0-9.9
ZrC-6 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 10-15
ZrC-N1 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 0.05-0.1
ZrC-N2 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 0.1-0.2
ZrC-N3 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 0.2-0.3
ZrC-N4 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 0.3-0.4
ZrC-N5 ≥11.2 ≤0.40 0.01 0.05 0.05 0.5 0.10 0.01 0.005 0.01 0.4-0.5
*成分組成及平均粒度可根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整*

三、產(chǎn)品應(yīng)用及案例
碳化鋯金屬陶瓷粉末是制備高性能硬質(zhì)合金、航空航天、原子能、紡織、電子、涂層和冶金自動(dòng)化等高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。
1、納米碳化鋯應(yīng)用于新型保溫調(diào)溫紡織品中， 碳化鋯具有高效吸收可見光,反射紅外線的特性,當(dāng)它吸收占太陽光中95%的2μm以下的短波長能源后,通過熱轉(zhuǎn)換,可將能源儲(chǔ)存在材料中，它還具有反射超過2μm紅外線波長的特性。而人體產(chǎn)生的紅外線波長約10μm左右,當(dāng)人們穿了含Nano – ZrC紡織衣時(shí)，人體紅外線將不易向外散發(fā)。這說明碳化鋯具有理想的吸熱、蓄熱的特性。產(chǎn)品可應(yīng)用于新型保溫調(diào)溫紡織品中。而采用陶瓷纖維作為填充料的保暖內(nèi)衣恰恰克服了過去產(chǎn)品的弊端，真正成為既具保暖又有舒適度的保暖內(nèi)衣新材料。這種材料的特點(diǎn)是可以有效地把進(jìn)入纖維的可見光轉(zhuǎn)化成熱量放出，并蓄積在服裝內(nèi)的小氣候空間，直到產(chǎn)生增溫保溫的作用。這種纖維是將一種屬于碳化鋯系列的陶瓷微�；烊刖埘デ衅�中紡絲制成的。碳化鋯是在太陽能利用中使用的一種重要材料，它存在于纖維之中，有可以直接將可見光轉(zhuǎn)化為熱能（紅外線）的作用。當(dāng)這部分熱量被釋放到服裝內(nèi)空間并和人體發(fā)出的熱理（遠(yuǎn)紅外線）一起，在生理飽和壓差的驅(qū)使下，隨同小氣候環(huán)境中的空氣向服裝外散發(fā)時(shí)，又會(huì)因含碳化鋯的纖維材料對(duì)高波長的紅外線與遠(yuǎn)紅外線有很高的反射能力，而把空氣中這一部分熱量重新反射到人體上，從而起到保溫的作用。采用陶瓷纖維作為填充料的保暖內(nèi)衣，由于陶瓷纖維的高保暖性，所以用少量材料就可以保暖，使得這樣的內(nèi)衣既美觀且舒適度大大增加；又因?yàn)椴捎镁埘デ衅�作為載體，其良好的洗后穩(wěn)定性，又保證了這種新型材料內(nèi)衣的耐洗性能。
2、納米碳化鋯應(yīng)用于尼龍， 采用碳化鋯系化合物微粒子加入尼龍和滌綸纖維中，使其高效吸收太陽能并轉(zhuǎn)換為熱量的一種面料，即遠(yuǎn)紅外保溫面料。提高了保溫性，對(duì)在寒冷環(huán)境中的服裝很有實(shí)際意義。日本尤尼奇卡與Descente合作生產(chǎn)的放熱紡織品“So1ar ＆ Micro Type”(太陽微細(xì)型)，是把碳化鋯(ZrC)加到尼龍絲中去，這種紡織品用于制作運(yùn)動(dòng)服，用60分特15根和130分特32根絲織成的服裝在1998年長野的冬奧會(huì)上被西班牙、澳大利亞和加拿大的國家代表隊(duì)選用。
3、納米碳化鋯應(yīng)用于纖維 ，不同碳化鋯和碳化硅微粉含量和添加方式對(duì)纖維近紅外吸收性能有影響，當(dāng)纖維中的碳化鋯或碳化硅含量達(dá)到4%（重量）時(shí)，纖維的近紅外線吸收性能*佳，將碳化鋯和碳化硅添加在纖維的殼層中的近紅外線吸收效果優(yōu)于添加在芯層中的效果。研究了相變材料微膠囊和納膠囊的制備工藝對(duì)膠囊結(jié)構(gòu)和性能的影響，并通過添加過冷結(jié)晶防止劑的方法降低了微膠囊的過冷度。研究了采用相變材料微膠囊熔融紡絲和溶液紡絲工藝制備蓄熱調(diào)溫纖維的工藝、纖維結(jié)構(gòu)和性能，分別制成了含有20％（重量）和30％（重量）相變材料微膠囊的纖維，這些纖維具有明顯的熱能吸收儲(chǔ)存功能，加工成的紡織品具有溫度調(diào)節(jié)功能。
4、尤尼吉可纖維公司的"Thermotron"是在紗線的芯部加入碳化鋯微粒，將太陽光（可視光線）轉(zhuǎn)換為熱能的同時(shí)，反射身體發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)行保暖。鐘紡合纖公司的蓄熱保溫聚酯材料"Ceramino"是將遠(yuǎn)紅外線吸收物質(zhì)均勻地滲透到纖維的分子構(gòu)造上，從而提高對(duì)太陽光等外部紅外線的吸收率。同時(shí)，吸收人體發(fā)出的紅外線并轉(zhuǎn)換為熱量，發(fā)揮其蓄熱保溫的效果。另外，通過染色工序的特殊處理，消除粗硬的手感。富士紡公司的"INSERARED"是加入放射遠(yuǎn)紅外線陶瓷成分的聚酯纖維與棉的混紡素材。不僅適用于內(nèi)衣，還可用于床上用品等。可樂麗公司也推出了許多遠(yuǎn)紅外線相關(guān)的商品。"LONWAVE"就是通過加入陶瓷成分從而提高保溫性能的。　　
5、織物吸收陽光能源，將其轉(zhuǎn)換成熱量，保存於織物裏，達(dá)到保暖的效果，此類產(chǎn)品已由Unitika開發(fā)完成，稱之為"Solor-a"，在共軛聚酯纖維芯的部份加入碳化鋯、使織物有保暖的效果。
6、陽光蓄熱保溫整理
人體熱能的散發(fā)，以輻射方式為*多，因此設(shè)法減少這種散發(fā)則保溫效果*好。例如，在涂層樹脂中混入鋁金屬顆粒，可以增強(qiáng)對(duì)輻射的反射作用，有較好的保溫效果。
在涂層樹脂中加入陶瓷粒子或碳粒子，也可增強(qiáng)反射作用，既可以阻止外面入射進(jìn)的輻射線（例如紫外線），起防護(hù)作用，也可以阻止體內(nèi)熱能輻射出來，增強(qiáng)保溫作用。某些陶瓷顆粒還可以吸收人體放出的熱能，再放出遠(yuǎn)紅外線，使保溫性進(jìn)一步得到加強(qiáng)。不過這種性能還不能充分滿足冬季運(yùn)動(dòng)服裝的輕盈保暖的要求，仍然屬消極保溫織物。
積極保溫織物有利用電池和膜狀發(fā)熱體將電能轉(zhuǎn)換為熱能的電熱織物，有利用鐵粉等材料被空氣中氧氣氧化而發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)發(fā)熱織物等，但它們有攜帶不便和耐久性差等問題。
利用太陽能集熱裝置，選擇性地吸收太陽能，然后逐漸放出，可以*地利用太陽能來保溫。對(duì)太陽能有選擇性吸收的物質(zhì)包括碳化鋯（ZrC）。事實(shí)上，已發(fā)現(xiàn)周期表第Ⅳ族過渡金屬的碳化物都具有如下的特性：當(dāng)光照射時(shí)能將0.6eV以上的高能輻射線吸收并轉(zhuǎn)換成熱能，能量低于0.6eV的輻射線則被反射不被吸收。太陽的電磁波輻射線的大部分可被它們吸收，并轉(zhuǎn)換成熱能放出。
ZrC粉末經(jīng)1000nm的輻射線照射后溫度會(huì)明顯升高，表明其有很好的蓄熱作用。如將ZrC混入纖維，開發(fā)可吸收太陽輻射線中的可見光和近紅外線，并可反射人體熱輻射具有保溫功能的所謂陽光蓄熱保溫織物，適合制作冬季運(yùn)動(dòng)服、男女服裝面料，以及游泳衣等新產(chǎn)品。
陽光蓄熱纖維可吸收太陽輻射中的可見光與近紅外線，反射人體熱輻射，具有良好的保溫功能。它以添加Ⅳ族過渡金屬碳化物為主，當(dāng)陽光照射時(shí)，該碳化物能將0.6V以上的陽光電磁波輻射線中的高能輻射線吸收并轉(zhuǎn)化成熱能，能量低于0.6V的輻射線則被反射不吸收。
日本許多公司在纖維和面料上添加生熱材料，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。尤尼吉卡公司將碳化鋯微粉作為芯成分，制成陽光蓄熱保溫纖維Solar－α。它加工成服裝后，陽光照射下服內(nèi)溫度可較普通服裝高2～8℃。另外，帝人、鐘紡和富士紡等公司也開發(fā)出陽光蓄熱保溫纖維和紡織品。而SokoSeiren公司的Thermostore是陶瓷涂層的錦綸、滌綸織物，它將光能轉(zhuǎn)化為熱能，具有較好的儲(chǔ)熱和保暖功能。
7、太極蒸肺背心采用宇航科技發(fā)熱材料碳化鋯可自動(dòng)發(fā)熱，陣陣熱流疏通經(jīng)絡(luò)，雙向雙效分別作用于后背的心俞、肺俞、定喘和胸前的膻中、乳根等穴道，就像把穴道“蒸”開，使穴道擴(kuò)大5倍，從而在人體內(nèi)開通了一條直達(dá)隧道。3000高斯磁光波沖擊穴道　 8000次脈沖藥氣蒸肺
太極蒸肺背心的前胸和后背對(duì)應(yīng)2個(gè)道家秘藏藥包內(nèi)30000粒超能磁光石，可持續(xù)釋放3000高斯的磁光波，對(duì)應(yīng)相吸穿透身體，推動(dòng)藥氣通過穴道進(jìn)入病灶，以每分鐘8000次脈沖的頻率沖洗肺部及心臟部位，促使毒素垃圾的排出，從而實(shí)現(xiàn)咳喘病和心臟病的徹底有效治療。
8、納米碳化鋯粉體填充于碳纖維中，大幅度提高碳纖維制品的耐磨性能、抗疲勞度、、耐高溫性能和強(qiáng)度，已成功應(yīng)用于中國航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十三研究所的碳纖維產(chǎn)品上，為國防工業(yè)做出了貢獻(xiàn)！既納米碳化鋯是一種新型碳碳復(fù)合功能材料的改性劑和添加劑。將碳化鋯以一定比列添加與C/C復(fù)合材料中，可以顯著提高復(fù)合材料的耐燒蝕性能，提高耐熱等級(jí)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用軍事，航天領(lǐng)域。
9、納米碳化鋯粉體在抗紅外線偵察的應(yīng)用：
納米碳化鋯粉體不但吸收波長小于2μm的高能射線，而且反射波長大于2μm的低能射線。人體發(fā)射的熱能的波長在10μm左右，因而人體穿著了加入納米碳化鋯粉體的纖維衣物，可以有效地防止人體熱量輻射，從而避免被紅外偵察設(shè)備發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已成功應(yīng)用于軍工領(lǐng)域。
10、碳化鋯金屬陶瓷粉末可用作電極、耐火坩堝和陰極電子發(fā)射材料。碳化鋯金屬陶瓷粉末具有優(yōu)異的性能，使其在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。由于其高的硬度，碳化鋯金屬陶瓷可作為磨料，用于各種硬金屬、剛玉或玻璃的加工；還可制取耐磨、耐腐蝕的碳化鋯坩堝和刀具，納米碳化鋯還可用做納米硬質(zhì)合金和航空航天等高端產(chǎn)品；另外還可以用于核燃料行業(yè)、電子設(shè)備、工具上的耐磨保護(hù)膜、超硬薄膜材料以及高亮度的電子發(fā)射膜。選取不同的工藝條件可得到不同性能的碳化鋯涂層，低密度的疏松碳化鋯涂層抗熱應(yīng)力和絕緣性能良好，可用作絕緣材料；高密度的致密碳化鋯涂層抗?jié)B透性能良好，可用作保護(hù)鍍層。
納米碳化鋯可以應(yīng)用到涂料中，做為耐高溫涂料，提高材料的表面性能；
碳化鋯是耐火材料的添加劑，是生產(chǎn)原子能級(jí)海綿鋯的原料，由于其高溫強(qiáng)度和硬度高、熱中子吸收截面小、耐輻射性能好，被作為包覆核燃料顆粒阻擋層的新材料。碳化鋯屬于超硬材料，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有良好的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能，是良好的高溫結(jié)構(gòu)材料、超硬工具材料和表面保護(hù)材料。同時(shí)還具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，在切削工具材料、裝甲材料、堆焊耐磨焊條等方向具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
11、碳化鋯在硬質(zhì)合金上也有很大的發(fā)展空間，可以提高硬質(zhì)合金的強(qiáng)度、耐腐蝕性。研究碳化鋯對(duì)金屬陶瓷刀具材料的組織和性能的影響表明：ZrC溶解在金屬陶瓷中并形成了白色無芯顆粒（Zr，Ti，MO，W）C和黑色無芯顆粒（Ti，Zr，MO，W）C，一定含量的ZrC的加入大大提高了金屬陶瓷的斷裂性、抗熱震性能，但使其抗彎強(qiáng)度由所降低。在以后的工作中，應(yīng)致力于找出原料的*佳配比，使其性能達(dá)到*優(yōu)。
另外ZrC還可以用于核燃料行業(yè)、電子設(shè)備、工具上的耐磨保護(hù)膜、超硬薄膜以及高亮度的電子發(fā)射膜。選取不同的工藝條件可得到不同性能的碳化鋯涂層，低密度的疏松碳化鋯涂層抗熱應(yīng)力和絕緣性能良好，可用作絕緣材料；高密度的致密碳化鋯涂層抗?jié)B透性能良好，可用作保護(hù)鍍層。ZrC復(fù)合陶瓷應(yīng)用方面可通過添加燒結(jié)助劑改善其燒結(jié)行為，獲得價(jià)廉物美的ZrC制品。ZrC還是*耐火材料的添加劑，是生產(chǎn)海綿鋯的原料。
連續(xù)纖維增強(qiáng)ZrC基防熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料密度小、比強(qiáng)度高、比模量高、熱機(jī)械性能和抗熱震沖擊性能好的特點(diǎn)，并且具有優(yōu)異的耐燒蝕性或絕熱性能，用于航天材料。
ZrC做銅的彌散增強(qiáng)相提高了銅的機(jī)械性能，ZrC/Cu材料的平均抗拉強(qiáng)度為359.45Mpa，布氏硬度HB為146.2，是純銅的3倍多。ZrC作為第二相，可以顯著提高鎢的室溫力學(xué)性能，加入體積分?jǐn)?shù)為10%的碳化鋯，抗彎強(qiáng)度可達(dá)889 Mpa，比純鎢的強(qiáng)度780 Mpa提高11%，也可以提供鉬的機(jī)械強(qiáng)度。
以納米ZrC為增強(qiáng)相的Cu/ZrC復(fù)合材料,研究了機(jī)械合金化過程中ZrC顆粒形貌、尺寸的變化,以及增強(qiáng)相的含量對(duì)復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度、硬度、相對(duì)電導(dǎo)率及顯微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,納米ZrC對(duì)于銅是一種有效的增強(qiáng)相,當(dāng)納米ZrC的質(zhì)量百分含量為1%時(shí),強(qiáng)化效果較佳,抗拉強(qiáng)度可達(dá)391MPa,相對(duì)電導(dǎo)率為502%，性能較優(yōu)。高強(qiáng)高導(dǎo)銅基復(fù)合材料以其優(yōu)良的導(dǎo)電性能,較高的強(qiáng)度及適中的價(jià)格,成為了一類具有優(yōu)良的綜合物理性能和力學(xué)性能的功能材料,多應(yīng)用于集成電路的引線框架、各類點(diǎn)焊、滾焊機(jī)的電極、觸頭材料、電樞、電動(dòng)工具的換相器等。但銅合金中的高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性一直是一對(duì)相矛盾的特性,一般只能在犧牲電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的前提下改善銅的力學(xué)性能,來獲得高的強(qiáng)度。但采用穩(wěn)定彌散相強(qiáng)化銅基材料卻是解決這一矛盾的較好方法。通過向基體中引入均勻、細(xì)小、具有良好穩(wěn)定性的顆粒以達(dá)到彌散強(qiáng)化銅的目的成為制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅的一大熱點(diǎn)，彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合。




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