碳化锆
基本信息

碳化锆是一种无机物,属于非金属碳化物,化学式为ZrC
碳化锆结构及特性:

碳化锆形成简单的间隙相,Zr原子形成紧密的立方晶格,C原子处于晶格的八面体间隙位置,Zr和C原子各自都可以构成面心立方结构,在八面体结构中,每一个锆原子和碳原子被六个次近邻的其它种类原子所环绕着。ZrC 存在很宽的均相区,在均相区中碳含量会有所变化,所以真实组成应该由式子ZrCx来代表其较大的非化学计量比组成,此处x是碳和锆的原子比,在x=0.5~1范围内碳化物晶体结构不变。
碳缺少是由于在碳亚晶格中碳原子空位所造成的,空位浓度有规律地影响与Zr-C键强有关的性能,如凝聚能、熔点、弹性常数、硬度和高温下塑性行为,以及与缺陷有关的迁移性能,如热、电传导性和扩散行为。

制备碳化锆有直接合成法、碳热还原法、溶胶凝胶法、自蔓延燃烧合成法、等离子化学气相合成法、机械合金法和低温合成法等,工业一般采用碳还原ZrO2制得,然后经过成型、烧结成为陶瓷。碳化锆粉体具有耐高温、硬度高、导热性好、化学稳定性好等性质。其可溶于硝酸、热浓硫酸、氢氟酸和王水,易溶于熔融苛性碱。

碳化锆的用途

碳化锆是高性能耐磨材料、高温结构材料、硬质合金、航空航天、原子能、纺织、电子、涂层和冶金自动化等高新技术领域的关键材料。

(1)可以用作防热材料应用于行业飞行器以及推进系统,如航天飞机的机翼前缘、高超音速燃冲压发动机等;

(2)碳化锆可作为磨料,用于各种硬金属、刚玉或玻璃的加工,还可制取耐磨、耐腐蚀的碳化锆坩埚和刀具;

(3)碳化锆可以应用到涂料中,做为耐高温涂料,提高材料的表面性能;

(4)碳化锆可以用于核燃料行业、电子设备保护膜、超硬薄膜材料以及高亮度的电子发射膜。因其具有较低的中子吸收截面和较好的耐辐射性,可以用作核反应堆中的惰性基质材料,如核燃料包覆材料等;

(5)碳化锆可以用于改性碳纤维,大幅度提高碳纤维的强度和抗疲劳度,增强耐磨性能和耐高温性能,应用航天航空碳纤维材料改性中;

(6)低密度的疏松碳化锆涂层抗热应力和绝缘性能良好,可用作绝缘材料,高密度的致密碳化锆涂层抗渗透性能良好,可用作保护镀层。

产品参数


产品名称

碳化锆

密度

6.9 g/cm3

热膨胀系数

6.7×10-6C-1

分子式

ZrC

熔点

3540℃

莫氏硬度

8~9

外观形态

黑色粉末

沸点

5100℃

显微硬度

2700kg/mm2

CAS编号

12070-14-3

电阻率

4.2×10-5Ω·cm

-

-

分子量

103.2347

电导率

2.3×104S/cm

-

-



福斯曼德州工厂自主生产多种超高温陶瓷粉体,碳化锆是其中一种。目前工厂可生产纳米级别、亚微米级别、微米级别等不同粒度的产品。已经实现工业化生产的产品是0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、45μm,都可以吨位级提供,可接受客户其他粒度定制。标准包装规格是2kg,25kg,可以按照客户投料数量定制包装规格。
延伸阅读

碳化物的用途:过渡金属碳化物是一种在室温下几乎各种化学腐蚀的物质,具备硬度高、熔点高、热稳定性高、机械稳定性高等特点。有的还具有类似于原金属的电性和磁性特征,使其广泛用于各种领域。其耐高温的特点可运用于高温部件制造领域,耐摩擦的特点可运用于机械切割、矿物开采等领域,耐化学腐蚀的特点可运用于核反应堆等领域。此外,过渡金属碳化物还是一种非常有潜力的非氧化物高温结构材料、电子材料和催化新材料。
相关论文


[1] 张育伟.碳化锆的结构表征与电性能研究[D].武汉理工大学,2012.

[2] 王雪颖.超高温碳化锆前驱体、纳米粉体的制备及相关机理研究[D].景德镇陶瓷大学,2022.

[3] 贾淇,熊伦,张俊然.高压下碳化锆的状态方程和结构相变研究[J].首都师范大学学报(自然科学版),2021,42(04):33-39.


产品展示


(1)外观为灰色和黑灰色粉末,分布均匀;
(2)XRD检测为纯相;其氧含量低,粒度可定制(控制 D10 D50 D90 分布范围);
(3)经测试,其燃烧稳定、热效率高;(4)其流动性较好、用作喷涂质量佳,易于成型,不堵塞喷丝头;