رقائق هافنيوم عالية درجة الحرارة

تلعب المواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في العديد من تقنيات القطع - الحقول والحقول الصناعية ، ويغطي نطاق تطبيقها جميع السيناريوهات التي تتطلب المواجهة مع بيئات حرارية متطرفة. فيما يلي ملخص منهجي لمجالات التطبيق الرئيسية:
1 ، الطيران الطيران والطيران الفائق الصوت
هذا هو الحافة الأكثر قطعًا - وحقل التطبيق المتطلب للمواد المقاومة لدرجة الحرارة العالية -.

• مكونات النهاية الساخنة: شفرات التوربينات ، غرف الاحتراق ، الفتحات ، والمكونات الأخرى تحتاج إلى تحمل عالي - تآكل غاز درجة الحرارة يتجاوز 1200 درجة C.
• نظام الحماية الحرارية (TPS): يستخدم في غرف إعادة الدخول في المركبة الفضائية ، وحواف الطائرات الفائقة الصدرية (مخروطات الأنف ، الحواف الرائدة في الجناح) ، لتحمل التدفئة الهوائية التي تتجاوز 2000 درجة. الزركونيوم/كربيد الحفنيوم والبوردات.
• نظام الدفع الصواريخ: بطانة حلق محرك الصواريخ الصلبة ، غرفة دفع المحرك السائل ، باستخدام المعادن الحرارية (التنغستن ، الموليبدينوم ، النيوبيوم) وسبائكها ، تستكمل بطبقة السيلتيك لمقاومة الأكسدة.

2 ، قطاع الطاقة والطاقة
ترتبط كفاءة تحويل الطاقة بشكل مباشر بدرجة حرارة العمل ، والمواد المقاومة للدرجات إلى درجة الحرارة العالية- هي المفتاح لتحسين الكفاءة.

• توربينات الغاز: مصنوعة من سبائك درجات الحرارة العالية - وطلاءات الحاجز الحراري (TBCs) ، والزيادة في درجة حرارة التشغيل تحدد مباشرة كفاءة توليد الطاقة وتوجه محرك الطائرات.
• صناعة الطاقة النووية:

مفاعل الانشطار: يجب أن تكون مادة تكسيد الوقود النووي (سبيكة الزركونيوم ، مادة مركبة SIC) وأوعية ضغط المفاعل (عالية - الصلب القوة) مقاومة لدرجات الحرارة والإشعاع العالي.
مفاعلات الانصهار (مثل ITER): مواد الجدار الأولى وتواجه البلازما درجة الحرارة عالية - ، والتي تتطلب استخدام المواد المركبة النحاسية التنغستن ، البريليوم ، و - نقاء النحاس.

• نظام الطاقة النظيفة:

خلية وقود الأكسيد الصلبة (SOFC): تحتاج مكونات مثل الموصلات والكهارل إلى العمل لفترة طويلة عند 800-1000 درجة مئوية ، باستخدام مواد سيراميك مثل كرومات لانثانوم والزركونيا المستقرة.
الطاقة الشمسية المركزة (CSP): يجب أن تكون خزانات تخزين حرارة الملح المنصهرة وخطوط أنابيب التبادل الحراري مقاومة لتآكل الملح المرتفع في درجة الحرارة ، باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل.
3 ، التصنيع الصناعي والمعالجة ذات درجة الحرارة العالية
هذا هو مجال التطبيق الأكثر تقليدية واستخدامها على نطاق واسع.

• صناعة المعادن: بطانة فرن الصهر الحديد (لبنة الكربون ، لبنة كوروندوم) ، فوهة غمر الصب المستمر الصلب (كربون الألومنيوم ، مواد الكربون الزركونيوم) ، بوتقة ذوبان (الجرافيت ، الزركونيا).
• الصناعة الزجاجية: أقطاب فرن ذوبان الزجاج والمواد الحرارية (أقطاب أكسيد القصدير ، الطوب الحراري AZS).
• المعالجة الحرارية والتلبيخ: عنصر تسخين الفرن الملبد بالفراغ (الموليبدينوم ، الجرافيت) ، شاشة العزل (ورقة الموليبدينوم ، ورقة النيوبيوم) ، القارب الملبد (الجرافيت ، الألومينا).

4 ، الصناعة الكيميائية وبيئة تآكل درجة الحرارة العالية
الصناعة البتروكيماوية: تكسير أنابيب الفرن (HP Series Heat - الصلب المقاوم) ووحدات إصلاح (الفولاذ المقاوم للصدأ ، الصلب سبيكة) تتطلب مقاومة لوسائط الهيدروكربون عالية درجة الحرارة.

• الفحم الكيميائي والتغويز: يحتاج الجدار الداخلي للتجويف إلى تحمل تآكل خبث درجة الحرارة العالية - ، ويتم استخدام مواد حرارية خاصة مثل yttrium الألومنيوم.
• التخلص من النفايات: يجب أن يكون صر وبطانة محارق النفايات الخطرة مقاومة للتآكل ارتفاع درجة الحرارة والتآكل.

5 ، صناعة الإلكترونيات وشبنية الموصلات

• تصنيع أشباه الموصلات: فرن الانتشار ، أنبوب فرن الأكسدة (عالي - الكوارتز النقاء ، كربيد السيليكون) ، القارب البلوري (الكوارتز ، كربيد السيليكون).
• أجهزة MEMS: تتطلب بعض الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة تشغيلها في بيئات درجة الحرارة العالية- واستخدام مواد فيلم رقيقة مقاومة للحرارة- مثل السيليكون متعدد الكريستول والسيليكون.

6 ، الدفاع الوطني والمعدات العسكرية

• الأسلحة الفائقة الصعود: مواد الحماية الحرارية للرؤوس الحربية وأغطية الرأس دليل (على غرار الطيران).
• الخزانات والمركبات المدرعة: يستخدم الشاحن التوربيني ونظام العادم سبائك درجات الحرارة العالية -.
• نظام الطاقة: توربينات الغاز هو جهاز الطاقة الأساسي.

تم كسر رقائق الهفنيوم عالية درجة الحرارة من خلال عنق الزجاجة المضاد للأكسدة من المعدن الحافنيوم من خلال تقنية الطلاء ، والتحكم في النقاء ، وعملية التدحرج الدقيقة ، وتوفير حل الحياة الخفيف والطويل - لبيئات درجة الحرارة العالية والطويلة. لقد دفع تطبيقه بشكل كبير الحدود التكنولوجية للرحلات الفائقة الصعود ، وتكنولوجيا الطاقة النووية ، وتصنيع النهاية العالية - ، مما يجعلها مادة استراتيجية لا غنى عنها في ظل ظروف عمل متطرفة.