碳化鋯及其復(fù)合功能材料

產(chǎn)品簡介：

塑料活化劑塑料金屬復(fù)合材料宇航科技發(fā)熱材料

碳化鋯，熔點(diǎn)為3540℃，理論密度6.66g/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。碳化鋯的化學(xué)式為ZrC，原子量103.22，理論含碳11.64%，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。碳化鋯是用于制備高性能硬質(zhì)合金、航空航天、原子能、紡織、電子、涂層、硬質(zhì)薄膜和冶金自動(dòng)化等高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

碳化鋯具有高表面活性、耐高溫、抗氧化、高硬度、導(dǎo)熱性良好、韌性好等特點(diǎn)，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。采用超高純度的二氧化鋯和高純炭黑作為原材料、公司獨(dú)創(chuàng)的添加劑配方應(yīng)用核心技術(shù)、合金化燒結(jié)技術(shù)，保證了碳化鋯粉末的純度、低氧含量、低游離碳，使粉末晶粒致密化，相成份穩(wěn)定、碳化燒結(jié)均勻、粒度均勻、質(zhì)量穩(wěn)定。

產(chǎn)品應(yīng)用案例：

1、碳化鋯作為添加劑，公司部分客戶將我公司生產(chǎn)的碳化鋯按一定比例添加到添加到橡膠、塑料、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS塑料、透明塑料、樹脂、聚氨酯材料等材料中，制造成相關(guān)制品，可以大幅度提高塑料及相關(guān)材料制品的強(qiáng)度、耐高溫性能及抗摔性能。

2、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；用碳化鋯生產(chǎn)出來的復(fù)合材料可以提高耐熱等級(jí)，碳化鋯以一定比列添加到Zr-Ti合金、C/C-(Zr-Ti-C-B/SiC)復(fù)合材料、Zr-Ti-C-B陶瓷材料中，可以做成耐3000℃燒蝕的陶瓷涂層及其復(fù)合材料，表現(xiàn)出優(yōu)越的抗燒蝕性能和抗熱震性能，是高超聲速飛行器關(guān)鍵部件的新型材料，現(xiàn)廣泛應(yīng)用軍事，航天領(lǐng)域。

3、由于碳化鋯具有吸熱、蓄熱的特性，是用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中固體推進(jìn)劑的一種原料；也是生產(chǎn)金屬鋯和四氯化鋯原料；還可用作磨料、硬質(zhì)合金的原料。

4、碳化鋯用于U型ZrC-石墨復(fù)合陶瓷組合式發(fā)熱體，發(fā)熱效率高，節(jié)能效果好，占用體積小，冷端溫度低，電學(xué)性能穩(wěn)定；在真空、中性或還原氣氛下條件下，可提供2000℃以上的高溫環(huán)境；具有良好的抗熱震性、熱效率高、升溫速度快，120分鐘可以從室溫升到2000℃；可用于超高溫耐火材料的抗熱震試驗(yàn)。

5、碳化鋯用于碳化鋯復(fù)合陶瓷傳感器，力學(xué)強(qiáng)度高，在高溫下不易變形及難揮發(fā)，電學(xué)性能穩(wěn)定，使用壽命較長。在真空或保護(hù)氣氛下，能夠較準(zhǔn)確地測(cè)量3000℃以下的超高溫環(huán)境溫度，是接觸式傳感器中可測(cè)溫度最高的感溫元件。

案例：一種碳化鋯復(fù)合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟：

（1）、取碳化鋯粉體與一定量的添加劑混勻，加入溶劑，置入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，控制球磨機(jī)運(yùn)行速度為150～250轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為20～40小時(shí)，球磨后得到混合料，備用；

（2）、將混合料置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為65～85℃，旋轉(zhuǎn)瓶轉(zhuǎn)速為20～70轉(zhuǎn)/分，烘干時(shí)間為2～5小時(shí)，烘干后過50～200目篩子，得到預(yù)燒結(jié)混合粉；

（3）、將預(yù)燒結(jié)混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結(jié)溫度為1900～2600℃，壓力為30～60MPa，進(jìn)行熱壓燒結(jié)；

（4）、將燒結(jié)得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。

6、ZrC作為一種新型的碳化物導(dǎo)電陶瓷，具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的抗氧化性能和高熱穩(wěn)定性以及和金屬相當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率，不溶于普通的鹽酸和硫酸，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，還有良好的電性能和電化學(xué)性能，完全符合導(dǎo)電材料應(yīng)用的條件，可在新型燃料電池、電解池等環(huán)境中作為導(dǎo)電材料使用，在工業(yè)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

7、碳化鋯應(yīng)用于碳化硅/碳化鋯復(fù)相陶瓷及碳化鋯熱陰極材料。

碳化鋯熱陰極材料及其制備方法，屬于難熔金屬陰極材料技術(shù)領(lǐng)域。純碳化鋯陰極的熱發(fā)射性能特點(diǎn)。制備方法包括以下幾個(gè)方面，使用高能球磨機(jī)研磨碳化鋯粉末，過200目篩網(wǎng)。將粉體放入磨具中，采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行燒結(jié)。采用線切割、車削加工、金相拋光的方法得到所需尺寸且表面光亮的純碳化鋯陰極。該熱陰極材料的特點(diǎn)是制備工藝簡單，熱發(fā)射性能良好，抗暴露大氣性能良好。

8、碳化鋯應(yīng)用于制造碳化鋯陶瓷噴嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：多晶硅廢料4-7、煤矸石1-2、鵝卵石6-12、龜紋石2.7-3.4、凹凸棒土2-4、氮化鋁80-85、硼酸0.1-0.2、甘油2.8-4.5、淀粉醚0.2-0.5、鄰苯二甲酸二辛酯7-9、尼龍粉1.3-1.7、碳化鋯35-45、助劑3-4、適量水；本制備方法改進(jìn)了現(xiàn)有陶瓷噴嘴生產(chǎn)工藝和配方，添加多晶硅廢料、煤矸石、鵝卵石、納米碳化鋯等，制得的陶瓷噴嘴具有強(qiáng)度高、延展性好等優(yōu)點(diǎn)。

9、碳化鋯應(yīng)用于碳化鋯感應(yīng)蓄熱保溫聚酯纖維。

碳化鋯感應(yīng)蓄熱保溫聚酯纖維及其制備方法：采用碳化鋯為添加劑，在線添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0～8.0%的碳化鋯與聚酯切片在螺桿中均勻共混熔融，共混熔體從噴絲板微孔中擠出，經(jīng)冷卻固化成形和油嘴上油集束工藝，以卷繞速度3000m/min～3200m/min卷繞制成POY絲筒，經(jīng)平衡后，再進(jìn)行拉伸變形，制得納米碳化鋯感應(yīng)蓄熱保溫聚酯纖維，具有高效選擇性地吸收太陽能輻射線中的可見光和近紅外線，及可反射人體熱輻射而具有雙向溫度感應(yīng)調(diào)節(jié)和保溫功能特性，改變防寒服服裝的保暖方式，具備附加值高，質(zhì)量好，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯的特點(diǎn)。纖維的斷裂強(qiáng)度為3.45cN/dtex～3.68cN/dex，斷裂伸長率為20%～30%。

10、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。

11、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。

12、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最佳，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。

13、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?？蓸符惞疽餐瞥隽嗽S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?！　?/span>

14、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。

15、陽光蓄熱保溫整理

人體熱能的散發(fā)，以輻射方式為最多，因此設(shè)法減少這種散發(fā)則保溫效果最好。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，可以永久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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、碳化鋯粉體在抗紅外線偵察的應(yīng)用：

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。

20、碳化鋯能與許多化合物(如HfC、TaC、NbC等)形成固溶體。4分子的碳化鉭和1分子的碳化鋯的固溶體具有極高的熔點(diǎn)，是一種很好的熱離子放射物。6分子的碳化鈮和4分子的碳化鋯的固溶體具有極高的熔點(diǎn)，是一種很好的硬質(zhì)合金切削刀具材料，可以取代昂貴的碳化鉭。用碳化鋯生產(chǎn)出來的Zr-Ti合金、、Zr-Ti-C-B陶瓷材料、C/C-(Zr-Ti-C-B/SiC)復(fù)合材料是一種可以耐3000℃燒蝕的新材料。