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碳化铌,NbC

碳化铌,NbC

  • 所属分类:碳化钛锆铪等
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  • 发布日期:2020-08-29 15:15:10
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中文名 碳化铌

外文名 Niobium carbide

CAS 12069-94-2

EINECS 235-117-8

物化性质

碳化铌为绿色立方结晶,有金属光泽,属氯化钠型立方晶系。

相对密度8.47,晶格常数a=0.447nm,

熔点3500℃。显微硬度>23.5 Gpa(>2400 kg/mm2),比刚玉还硬。弹性模量338000 N/mm2,

热膨胀系数6.65×10^(-6)/K,热导率14 w/(m·K),生成热-140.7 kJ/mol,比热容36.8 J/(mol·K),电阻率35μΩ·cm。不溶于冷热盐酸、硫酸、硝酸,溶于热的氢氟酸和硝酸的混合溶液。在1000~1100℃下稳定,在1100℃以上则迅速氧化成五氧化铌。碳化铌易熔于碳化钛、碳化锆、碳化钨等化合物中,并一起生成类质同晶固溶混合物。熔点:3500℃,密度:7.6g/cm³(25℃)

用途

作为碳化物硬质合金添加剂,它是三元、四元碳化物固溶物组分,如WC-NbC-C三元系等。也可作紫色人造宝石。以它为基的多元碳化物,如NbC-WC-C三元系统,作为喷管喉衬材料,可用于宇航碳化铌(NbC)为绿色立方结晶,有金属光泽,属氯化钠型立方晶系。是一种高熔点、高硬度材料,广泛用于难熔高温材料和硬质合金添加剂。作为碳化物硬质合金添加剂,是三元、四元碳化物固溶物的组分,如WC-NbC-C三元系等。也可作紫色人造宝石。碳化铌化学稳定性好,高温性能好。不溶于冷热盐酸、硫酸、硝酸,溶于热的氢氟酸和硝酸的混合溶液;熔于碳化钛、碳化锆、碳化钨等化合物中,并一起生成类质同晶固溶混合物。在1000-1100℃下稳定,在1100℃以上则迅速氧化成五氧化铌。一般用外纸箱内塑料瓶或铝箔袋包装。

(2)产品用途:

①在复合材料中的应用:

复相陶瓷:作为复相陶瓷材料的原料之一,碳化铌所制成的复相陶瓷材料以其高硬度、高熔点、优良的化学稳定性和导电性,常被应用于耐磨部件、切削刀具和电极等领域。

硬质合金:不但可作为硬质合金晶粒生长的抑制剂,而且能与其他碳化物一起形成除WC和Co之外的第三弥散相,显著提高硬质合金的热硬度及抗热冲击、抗热压、抗氧化的能力。碳化铌由于具有提高合金的硬度,改善合金的断裂韧性等优点,故可用来制备切削性能优异的硬质合金刀具材料。此外,碳化铌还可以加工成紫色人造宝石

堆焊焊条:坚硬的碳化铌硬质相进入堆焊层组织中,使焊层具备了较好的耐磨骨架,耐磨性大大提高。这种焊条堆焊的耐磨合金,其耐磨性比淬火45号钢(HRC50)高1.2-1.8倍,比Fe-Cr-C-B型耐磨合金高2.4-3.6倍。同时,耐磨堆焊层施焊时无需预热,可在工件表面堆焊,表面产生的细小裂纹能够释放堆焊层应力且不会向母材内扩散。此外,钢铁强化相在炼钢的过程中加入微量的碳化铌,可达到沉淀强化和细晶强化的效果,从而提高钢材的综合机械性能。

宇航部件:用作涡轮转子、燃气舵、叶片、发动机喷管内衬以及核反应堆的结构件等许多航天设备的零部件的制备材料。

②在涂层材料中的应用:

模具钢表面涂层:碳化铌作为金属碳化物,具有很高的硬度、耐热强度 和耐磨性。因此将其涂在钢材表明可以提高模具表面耐磨性。

金属工件涂层:在金属工件基体表面复合碳化铌层,使其表面硬度大大提高,可达到HV2800以上,同时提高了工件的工作温度和组织致密度,从而延长其使用寿命。通过化学液相沉积处理可在铸铁活塞环表面实现碳化铌镀层,此镀层与基材结合牢固;这种镀层活塞环既具有良好的口袋形储油构造,又兼具高硬度的优点,可显著降低无润滑介质及柴机油润滑时的滑动摩擦系数,大大提高其耐磨性,同时可降低柴油机的摩擦损失,改善柴油机性能。

其他碳化铌涂层:航天器高温部件采用碳化铌涂层,可使其使用寿命显著提高。在电子工业方面,电子发射管的中间层材料采用超细含钴碳化铌,对提高栅极表面的辐射率、降低栅极温度和减少栅极热发射均有显著作用,从而延长电子发射管的寿命。

③在金属铌生产中的应用:我国主要采用间接还原法生产金属铌,先将产出的碳化铌用作还原剂,与五氧化二铌作用生成粗金属铌,再进行精炼制成纯度较高的金属铌。除此之外,碳化铌还可直接还原五氧化二铌而生成纯金属铌。

重点国家及地区市场分析:

欧美:目前,欧美国家(包括西欧、北美、南美等)国家的碳化铌行业已经进入快速发展后期或成熟初期,特别是美国、巴西、德国、英国、瑞士、加拿大等地区的碳化铌行业逐渐成熟,产品质量较高,供给充足或过剩,市场需求逐渐饱和或下降,整个产业处于高度竞争态势。

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