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合金材料或將實現兼顧耐高溫與抗氧化性
2025年10月28日 16:08:33
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：2861
金屬材料的發展依舊面臨著各式各樣的難題，而針對此類材料的研究，自然而然也就從未停止。例如高溫耐性就是其中之一。
從定義上來說，金屬是一類具有光澤、富有延展性、容易導電、傳熱等性質的物質。元素周期表中超過四分之三的化學元素都屬于金屬，事實上，也正因為金屬在自然界種類十分豐富，不同的金屬特性上也有所差異，加上金屬本身獨特的物理或化學性質使它們可以被加工成合金或是制成金屬化合物。這也促使了金屬材料成為我們生活中重要的原材料，被應用于各種產品的生產中，以滿足不同領域的應用需求。
但即便如此，金屬材料的發展依舊面臨著各式各樣的難題，而針對此類材料的研究，自然而然也就從未停止。例如高溫耐性就是其中之一。
許多金屬本身就存在相當高的耐熱性，這也賦予了它們獨特的應用場景，例如鎢絲與白熾燈之間的聯系。而在目前已知的金屬中，鎢、鉬和鉻等難熔金屬均屬于耐熱的金屬材料，具體到數據上，這些材料的普遍熔點都在2000攝氏度以上。然而這些金屬在耐高溫的同時，卻又存在常溫下容易迅速氧化的缺陷，并且氧化后又會失去耐高溫的特性，因此它們的使用環境往往是真空或者特殊的惰性氣體環境下，這一點從白熾燈的制作工藝中也可能看出來。而這一定程度上限制這些材料在飛機發動機、燃氣輪機、X射線系統及其他先進技術中的應用。相對的這些領域也因為缺乏合適的高溫金屬而面臨發展的瓶頸。
為了解決這一問題，合金成為了一個重要的“解題點”。現階段，通過調整材料配比，已經可以生產出具備抗氧化能力的耐高溫合金。但即便如此，這些合金材料溫度上限其實也僅僅到1100攝氏度。而想要充分發揮渦輪機或其他高溫應用的效率潛力，1100攝氏度是不夠的。因此，在業界，尋找更耐高溫且具備抗氧化能力的合金成為了重要的發展方向。
就在最近，德國卡爾斯魯厄理工學院的科研團隊成功在該方向上獲得突破。
據悉，團隊開發出由鉻、鉬和硅組成的新型合金，這種合金在室溫下具備延展性，熔點高達約2000攝氏度，且與已知難熔合金不同，即使在臨界溫度區間也僅緩慢氧化。這意味著這類材料有可能實現加工成超越1100攝氏度的適用溫度的材料的可能。并且一但成功，有望幫助渦輪機減少約5%的燃料消耗，相當于間接減少了二氧化碳排放。
當然目前該技術還處于開發階段，許多問題還沒有完全解決，并且有諸多參數需要探明，但是可以預期的是，他將為金屬材料的發展提供一個新的方向。此外，研究團隊目前也在積極推進該材料的開發及產品化可能。并且團隊的研究人員也期望全球研究團隊現可基于此項成果繼續推進。
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