產(chǎn)品名稱(chēng)：碳化鉿（HfC）
規格：0.8-10um（D50）
形貌：不規則
顏色：黑灰色
特點(diǎn)：高熔點(diǎn)、高硬度、優(yōu)異的化學(xué)穩定性、良好的物理性質(zhì)
用途：航天航空、工業(yè)陶瓷、切削工具和模具等領(lǐng)域
中文名稱(chēng)：碳化鉿
分子式：HfC
外觀(guān)：灰黑色粉末
CAS:12069-85-1
EINECS:235-114-1
分子量:190.5325
熔點(diǎn)：3890℃
理論密度：12.7g/cm3
熱導率：6.28〔W（m·K）-1〕（20℃）
體積電阻率：1.95×10-4Ω·cm(2900℃)
熱膨脹系數：6.73×10-6/℃
電阻率：為40～50/μΩ·cm，
彈性模量：35.9×103MPa
耐壓強度：1380MPa
性質(zhì)：碳化鉿是一種無(wú)機物，其可溶于氫氟酸、熱的濃硫酸和硝酸。屬于非金屬碳化物，它的結構為NaCl型面心立方結構，是一種亞穩態(tài)結構，這種非化學(xué)計量比的碳化物中表現出有游離碳的存在，即HfCx(0.5＜x＜1)，其中Hf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。在具有這類(lèi)結構的化合物中，同時(shí)存在著(zhù)金屬鍵和共價(jià)鍵，原子間結合特別牢固。由于C-Hf共價(jià)鍵鍵能大，要破壞其結構非常困難，因此宏觀(guān)上表現出超高硬度特性，其莫式硬度為9，僅次于金剛石。由于HfC晶體熔化時(shí)必須破壞高度對稱(chēng)分布的原子鍵，然而破壞此鍵極其的困難，碳化鉿的原子鍵的鍵能高達EA=87.2163KJ/mol，從而宏觀(guān)上表現出超高熔點(diǎn)的特性，且碳化鉿的熔點(diǎn)高達3890℃。因此它們往往具有高強度、高硬度和高熔點(diǎn)等優(yōu)異性能。
制備方法：直接碳化法、鎂熱還原法、碳熱還原法、液相先驅體轉化法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠凝膠法、放電等離子體燒結法等。通常用二氧化鉿與碳在惰性或還原性氣氛中合成粉末，反應溫度1900-2300℃。
用途：
1）碳化鉿可以作為添加劑，在煉鋼工業(yè)中充當脫氧劑，能夠大幅度提高鋼材質(zhì)量。
2）碳化鉿可以作為高熔點(diǎn)金屬熔煉坩堝的內襯，還可以應用于刀具涂層材料。
3）碳化鉿是制作原子核反應堆的控制棒和保護裝置的重要功能材料,是原子能工業(yè)重要材料。
4）碳化鉿可以應用于電子和光學(xué)領(lǐng)域，用作熱光輻照計、場(chǎng)發(fā)射器件等，在電器工業(yè)上是制造X射線(xiàn)管、微波管的陰極材料。
5）碳化鉿可作火箭的推進(jìn)器，用于火箭噴嘴、火箭噴管、火箭鼻錐部位，含碳化鉿的合金可用作于火箭噴嘴和滑翔式飛行器的前沿保護層。
產(chǎn)品應用案例：
1、HfC碳化鉿粉末材料作為添加劑添加到固體火箭發(fā)動(dòng)機喉襯材料由于碳/碳復合材料具有比其他材料優(yōu)越的高溫熱物理和力學(xué)性能，是固體火箭發(fā)動(dòng)機噴管喉襯材料。在發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程中，碳/碳復合材料喉襯在惡劣的熱環(huán)境下，內型面因受到高溫、高壓、高速且含有侵蝕性粒子的熱流沖刷燒蝕會(huì )遭到破壞，表現為喉徑擴大、表面粗糙不平、型面不規整等，從而影響到發(fā)動(dòng)機工作壓強，導致噴管效率降低。某型號武器系統噴管喉襯炭基體加入8%-10%的HfC碳化鉿粉末材料時(shí)，HfC-C/C復合材料的抗燒蝕性能可得到很大的改善。HfC碳化鉿粉末材料對HfC-C/C復合材料喉襯燒蝕抗力的貢獻主要有兩方面：
(1)、由于在3500℃燒蝕溫度下，HfC碳化鉿粉末材料在高溫燒蝕過(guò)程中優(yōu)先與氧氣反應形成HfO2，有效地阻止了有氧氣氛對復合材料中碳基體和碳纖維的氧化；
(2)、由于HfC碳化鉿粉末材料具有很高的強度和硬度，又有效地提高了材料整體的抗機械磨蝕、沖刷性能，使得燃氣對喉襯內型面的機械剝蝕得到有效抑制。顯然，HfC-C/C復合材料的抗燒蝕性能隨HfC含量的增加而提高，實(shí)驗結果表明，當HfC含量達到8%-10%以后，HfC-C/C復合材料喉襯的線(xiàn)燒蝕率會(huì )出現近似恒定的穩定燒蝕階段,在固體火箭發(fā)動(dòng)機試車(chē)條件下，HfC-C/C復合材料整體喉襯具有良好的抗燒蝕性能。
2、1原子的碳化鉿和4原子的碳化鉭，組成的碳化鉭鉿的復式碳化物4TaC·HfC，通過(guò)采用激光的加熱技術(shù)來(lái)測試4TaC·HfC的耐熱能力，熔點(diǎn)達到了4215攝氏度。是一種熔點(diǎn)很高的復合材料化合物和耐火陶瓷材料，美國某研究機構應用于高速飛行器的熱防護系統上面，對熱具有很強的抵抗能力，能夠承受和抵御惡劣的高溫環(huán)境，還可以作為核反應堆中過(guò)熱環(huán)境的燃料包殼。空氣摩擦導致的熱包括當超音速行駛超過(guò)5馬赫的時(shí)候，將產(chǎn)生非常高的溫度。由于4TaC·HfC材料能夠承受和抵御惡劣的高溫環(huán)境，為下一代的超音速飛行器的發(fā)展鋪平道路，這個(gè)材料意味著(zhù)新型宇航器可能會(huì )有比以往更快的速度。4TaC·HfC材料應用在超音速飛行器、飛行器機頭，在飛行過(guò)程中須承受大摩擦的外部部件邊緣等方面，使得行駛速度超過(guò)5馬赫的飛行器載人成為可能。
3、HfC碳化鉿粉末材料是制作原子核反應堆的控制棒和保護裝置的重要功能材料,是原子能工業(yè)重要材料,可作火箭的推進(jìn)器，特別適用于火箭噴嘴、火箭噴管的喉部材料領(lǐng)域、重返大氣層宇宙火箭的鼻錐部位。含碳化鉿的合金可作火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器的前沿保護層。
4、HfC碳化鉿粉末材料由于硬度和熔點(diǎn)高，作為添加劑，應用于硬質(zhì)合金切削工具、金屬陶瓷切削工具、粉末冶金制品、高溫結構件材料、耐高溫噴涂材料；添加碳化鉿的Hf-Ta合金可制造工具鋼及電阻材料；在耐熱合金中添加碳化鉿，例如鎢、鉬、鉭的合金中有的添加碳化鉿，可以提高材料的硬度、強度、抗燒蝕性能和耐高溫性能；
5、HfC碳化鉿粉末材料由于高熔點(diǎn)，作為添加劑應用在煉鋼工業(yè)中作脫氧劑，可以大幅度提高鋼材質(zhì)量；在電器工業(yè)上是制造X射線(xiàn)管、微波管的陰極材料。
