独石氧化铌的特点有哪些

发布时间：

2024/01/29 23:23

虽然铌合金已经成为理想的高温材料之一，但基于金属铌的特性，铌合金在高温下的抗氧化能力不足，在较低温度下，铌会与氧发生反应在表面生成保护性氧化膜，金属铌在600℃以上会发生剧烈氧化，即氧化现象，且温度越高氧化速率越快，如图1所示氧化增重与时间呈线性关系[3-4]。因此，高温抗氧化性能不足大大限制了其广泛使用，研究人员为了解决这一问题提出了不同的方法，一是在铌中添加抗氧化元素，二是在铌合金表面制备抗氧化涂层。

摘要：铌合金因其高熔点、低密度、高强度、加工性能好等诸多优良特性，被广泛应用于航空、航天、核工业等领域，国内外针对不同的应用场景已经研发出几十种不同的铌合金。但铌合金在高温下极易氧化使得其使用受到限制，研究者通过在铌合金表面制备不同的抗氧化涂层显著提高了其高温抗氧化性。本文对铌合金及其抗氧化涂层的研究进展进行了综述，重点介绍了目前应用广泛的几种铌合金和抗氧化涂层，并讨论了存在的问题，对铌合金及其抗氧化涂层的研究方向进行了展望。

根据铌的氧化机制，前期研究人员通过在铌中添加不同的合金元素来提高铌合金的抗氧化性能。添加的合金元素主要有Al、Si、B、Ti等[18]，其机理是合金元素的加入降低了氧在铌中的固溶度，使得铌合金表面形成致密的氧化铝、硅化物、硼化物以达到抗氧化的目的。

氧在金属铌中的溶解度较高，易于在金属表面形成不具有保护性且易剥落的氧化物层，导致其在还未达到使用温度时就发生失效，大大阻碍了工程化应用，因此提高铌及其合金的高温抗氧化性能是急需解决的工程化问题。

①铌合金：铌铝添加剂、铌钛合金、钼铌合金颗粒；②铌粉及氧化铌粉：金属铌粉、氧化铌、喷涂铌粉；③氧化钽系列：高纯氧化钽喷涂粉、团聚氧化钽粉、喷涂氧化钽粉。

铌合金具有很好的高温强度和良好的低温塑性，是被广泛关注的高温材料，铌合金按功能特性和强度可分为：高强度合金、中强塑性合金、低强度高塑性合金、高强度抗氧化合金、塑性抗氧化合金以及抗蚀合金。也可分为：结构合金、抗蚀合金和功能性合金[1]。

随着科学技术的不断革新和人类对空间探索的更高追求，对于航空航天用铌合金的要求也越来越高。未来铌合金及其抗氧化涂层还需解决以下问题：

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