钽棒钽箔等钽及钽合金的应用

发布时间: 2021-04-17 19:47:46    浏览次数:

世界钽的年消费量约为900t,其中约60%用于电子工业,约22%用于切削刀具,约6%用于超合金,约3%用于化工。化工业主要是阀门、热交换器以及插入式加热器,如Ta.7.5W合金丝用于氯化炉的阀类弹簧。另外,钽与人的体液有很好的亲和性,因此约l%的消费量用于医疗领域,余下的约2%用于动能弹等军事目的以及稀土金属、钚金属的熔 炼和烧结的坩埚等。

高强钽合金的一次加工温度在1200℃以上,加工过程中应有防止氧化的措施。但二次加工可在常温到500℃下进行,无需防止氧化的措施就可进行。Ta.10W合金加工过程中的 退火温度为1500℃,T-lll(Ta.8W-2H0以及T.222(Ta-10W-2.5Hf-0.010的推荐退火温度为1650℃。但这种退火温度还有可能大幅度降低,高质量的钽合金产品必须有合适的退火条件。加工过程中或最终加工的退火必须在0.001Pa以下进行。退火前的工件清洁与加工过程中的清洁同样重要。

钽箔

含锆或铪的钽及铌合金极易受铁、铜、镍、钴等的污染,因此,在加工工序的各个阶段必须进行严格的管理,在进行热加工或热处理前,应去除加工中产生的缺陷及不纯物。

钽合金在20世纪50年代有商业价值的仅仅是Ta-7.5W,应用于电子工业及化学工业。

到了1958年,苏美之间开始了宇宙开发竞争,至1968年的lO年间,开发了Ta-10W,T-111,T-222等钽合金。这些合金在1316℃下的抗拉强度分别是纯钽的3.6倍,5.3倍,8.2倍,在100h的断裂应力分别是纯钽的6.2倍,6.6倍,9.8倍。

T-111在20世纪60年代用作宇宙核电装置的材料,因为这种合金耐液态碱金属腐蚀,而且具有优良的强度、加工性以及焊接性能,ASTAR-811C(Ta-SW-1Re一1Hf-0.025C)合金是在美国NASA的支持下与T-111合金同步开发的,主要想解决宇宙用核电装置使用中致命的时效变形问题。利用固溶强化和弥散强化的组合使这种合金在1316℃,1000h,总伸长率l%下蠕变强度得到大幅度的提高。载人宇宙飞船的核电装置计划在1969年中止,因而钽合金的开发也停顿。但到了1980年,为了搭载轨道卫星上100lcW的电力装置,重新开始了宇宙飞船核电装置计划(SP-100计划),其结构材料采用铌基合金的Nb-1Zr-Nb-1Zr-0.1C。该计划于90年代初期废弃,难熔合金的开发再次中断。

钽合金在目前仍继续开发用于某些特殊用途。洛斯——阿莫斯国立研究所开发了含20wt%钛的钽合金,它对熔融钚有很好的耐蚀性,在800℃~1200℃的高温下可持续数小时的抗氧化,而且其密度仅为11.09/cm3。T.222合金正在探讨用作冥王星探测装置上的发电装置材料,T-111现用于包裹宇宙热电发电机热源的强化结构材料。军事上正在继续开发炮身的内衬材料,内衬表面温度达2000"C,铬镀层不能承受,因而研究采用Ta-10W磁控溅射涂层,但高能推进剂中含有大量氢,可能使Ta-10W变脆。最近正在研究开发氧化物弥散强化钼材。

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