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碳化铪(HfC)可用来制造超高温陶瓷 碳化铪陶瓷基复合材料市场前景广阔

2026-02-04 17:39      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:

碳化铪(HfC)可用来制造超高温陶瓷 碳化铪陶瓷基复合材料市场前景广阔

  碳化铪,过渡金属碳化物,化学式HfC,分子量190.50,外观为灰色带金属光泽固体,低毒性,密度12.7g/cm3,不溶于冷水,可溶于氢氟酸、硝酸、热浓硫酸,易燃烧。
 
  碳化铪具有高熔点特征,熔点为3890℃,是已知的熔点最高的单一化合物,且热膨胀系数低、导热性好、导电性好、强度高、硬度高、弹性模量高。
 
  碳化铪制备,可以金属铪、碳粉为原料,在高温条件下反应得到,或者以氧化铪、过量碳粉为原料,在保护气体存在下,于高温环境中反应得到。碳化铪粉体制备,可以柠檬酸、氯化铪为原料,通过溶胶-凝胶法、快速升温热处理工艺得到;可以氯氧化铪、水杨酸、柠檬酸为原料,通过液相前驱体法、放电等离子烧结法得到。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国碳化铪(HfC)行业研究及十五五规划分析报告》显示,碳化铪粉体采用热压烧结法(HP)、热等静压法(HIP)等工艺可以制备得到高致密度的碳化铪陶瓷材料。碳化铪陶瓷属于超高温陶瓷,在极端高温条件下使用,其物理化学性质仍能够保持稳定。但碳化铪陶瓷脆性大、抗热震差,为进一步拓宽其应用领域,碳化铪陶瓷基复合材料被开发问世。
 
  碳化铪陶瓷基复合材料,以连续纤维(例如碳纤维)为增强体,以碳化铪陶瓷前驱体为基体,通常采用前驱体浸渍裂解法(PIP),将连续纤维浸渍在碳化铪陶瓷前驱体中,碳化铪陶瓷前驱体通过分子扩散进入连续纤维孔隙,然后再通过高温裂解得到陶瓷基复合材料,这种材料的断裂韧性、抗热震性明显提升。
 
  凭借优良的综合性能,碳化铪可以用来制造耐高温材料、耐火材料、复合材料、硬质合金等,例如用来生产场发射阴极材料、火箭喷管喉部材料、核反应器控制棒、高温坩埚、切削刀具、模具等。在航空航天产业中,碳化铪陶瓷基复合材料还可以应用在飞行器的鼻锥、机翼前缘、发动机热端等制造领域。
 
  新思界行业分析人士表示,在我国,碳化铪粉体、陶瓷、前驱体、复合材料相关研究机构与企业有武汉理工大学、武汉科技大学、西北工业大学、山东工业陶瓷研究设计院有限公司、江西信达航科新材料科技有限公司等,相关专利有“一种碳化铪前驱体生产系统及制备方法”、“一种先驱体转化法制备碳化铪陶瓷的方法及陶瓷块体材料的碳化铪”、“相变材料改性碳纤维增强碳化铪陶瓷材料的制备方法”、“一种碳纤维增强碳化铪基超高温陶瓷复合材料的制备方法”等。
 
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