以中國科學家名字命名的新型硼礦物堅如鑽石,可解決航發壽命問題

鑽石 地質 化學 陶瓷 技術 大眼識珠 2019-05-01

由中國、美國、德國科研機構的同行一起,在我國青藏高原南部山區地深處古海洋地殼的富鉻巖內找到了天然立方氮化硼礦物,徹底的推翻了立方氮化硼不能以天然形態存在於自然界中的理論。

以中國科學家名字命名的新型硼礦物堅如鑽石,可解決航發壽命問題

為了紀念中國地質科學院地質研究所研究員方青松,國際礦物學會批准中外科學家合作發現的氮化硼礦物,將其命名為“青松礦”。這種新型物質究竟是怎麼給航發續命的?

天然立方氮化硼礦物是在大約1300攝氏度高溫、118430個大氣壓的高壓條件下形成了晶體。立方氮化硼是一種重要的技術材料,其原子結構與金剛石中的碳原子結構類似,因此它具有高密度的特性,硬度可媲美鑽石,常被用作磨料和刀具材料。

以中國科學家名字命名的新型硼礦物堅如鑽石,可解決航發壽命問題

立方氮化硼的熱穩定性比較好,能夠承受1500攝氏度高溫。鑽石的在空氣中的耐溫極限也就是800攝氏度左右,還會引發氧化失重的情況,不耐高溫。雖然說,立方氮化硼加工形成的材料在削切程度上不如人造金剛石,但是穩定性卻遠遠超過人造金剛石,而且磨除率還是金剛石的10倍。

以中國科學家名字命名的新型硼礦物堅如鑽石,可解決航發壽命問題

在航空航天領域,國外普遍使用立方氮化硼刀具進行機械加工,使其聲明和生產效率都大幅提升。立方氮化硼單晶硬度為HV9000,熱穩定性能可以達到1500攝氏度,而且抗氧化性能力強,就算是再1000攝氏度的時候,也不會發生氧化現象,和鐵材料在1300攝氏度的時候,也不會發生化學反應。

以中國科學家名字命名的新型硼礦物堅如鑽石,可解決航發壽命問題

為了提高發動機熱端壽命,在發動機的渦輪葉片上塗抹陶瓷塗料,然後再次塗上一層立方氮化硼薄膜,這種雙管齊下不僅保證了塗層的耐磨性,而且保證了塗層耐腐蝕性以及抗氧化性。在這兩種材料的輔助下,就能夠有效減少葉端和機匣的間隙,從而提高發動機的效率和輸出功率。

發動機是熱動力,對於本身材料的耐高溫能力有著極高的要求,立方氮化硼的出現就能夠大幅提升磨輪的耐用度。不僅能夠解決防滑齒輪的加工問題,還能夠滿足防滑齒輪的質量要求。實驗證明,利用立方氮化硼形成的工具壽命要比硬質合金材料形成的工具壽命長。

相關推薦

推薦中...