铱在高温下的特性

管理员 铱回收 2022-12-28 14:18:54 1024

 QQ截图20221228142850.jpg

铱出色的机械性能在高温空气中无法充分发挥,因为会发生快速氧化。在对铑(1)进行研究之后,Degussa的Reinacher博士最近尝试通过使用不可渗透的铂鞘(2)来实现铱的某种抗氧化性。虽然这个权宜之计并不完全奏效,但他的一些成果还是值得密切关注的。热拉伸和蠕变试验是在1.5毫米方形线材上进行的,这些线材是由熔化和铸造的钢锭热轧而成。通过在热加工程序的适当阶段应用,放置铂护套,在成品上产生25和100微米的层。


尽管论文中没有具体提及,但显微照片表明铂金护套具有抑制铱晶粒生长的奇特作用。经过相当程度的热加工,然后在1400°C下退火,具有100微米铂层的铱的晶粒尺寸是裸铱的十分之一,是具有25微米铂层的铱的四分之一。

热拉伸试验

高达 500°C,包裹的铱比裸金属更坚固。在更高的温度下,它的强度要低得多,最高可达 800°C,其强度可与未包裹的铑相媲美。与早期工作 ( 1 ) 中的铑一样,包覆的铱在 100°C 时表现出峰值拉伸强度。然而,与铑不同的是,裸铱没有表现出这种效果,而是随着温度升高到高于环境温度而逐渐变弱。在高达 1500°C 的所有温度下,带护套的铱线比裸金属更具延展性,完全抑制了晶间故障。


Mordike ( 3 ) 对加工硬化的铱进行了热拉伸试验,他报告了比 Reinacher 高得多的拉伸强度和低得多的伸长率。然而,在 1400°C 时,两组结果一致,表明需要此温度才能消除冷加工的影响。Mordike 的测试是在裸机上进行的。尽管在真空中进行了测试,但故障是晶间的,而且很可能铂金护套赋予铱的延展性提高并不完全归因于氧气渗透最小化。

蠕变测试结果


在将样品暴露在高温空气中长达 100 小时的测试条件下,包覆的铱比包覆的铑强得多。例如,在 1500°C 时,带有 25 微米护套的铱在断裂前能承受 7100 psi 的压力达 5 小时,而在 1250°C 时,带有护套的铑在承受一半压力的同时失效。铂护套仅在短时间内发挥其功能,二十小时后应力/破裂时间曲线迅速下降。对于较厚的护套,这种下降速度较慢。以适用于常规工程设计的标准来判断这些材料可能是不公平的。铂金护套带来的改善虽然是短暂的。


在空气中测试的铱、铑和铂的蠕变测试结果

1.jpg

氧化作用


尽管铱和铂之间的相互扩散发生在高温下,但鞘内铱的快速氧化往往会阻止铂的完全消失。在高温下几个小时后,铂的晶界往往会裂开,这可能是因为氧气攻击了它们溶解的铱。这些裂缝允许空气自由进入迅速挥发的铱芯。在高应力下,晶界被拉开,没有延展性的迹象。在低应力下,固体铱芯的直径大大减小。它周围环绕着一层珊瑚状的铱叶窗饰,由松散附着的破裂的铂鞘支撑,或支撑在它们的外肢上。铂金护套的这种简单权宜之计给 Reinacher 的结果倾向于表明铱的晶间失效主要归因于氧侵蚀。然而,Mordike 报告了真空中的晶间失效。这些相互矛盾的结果可能归因于铂在铱晶界处的应力释放、应变率的差异或莫代克炉中碳蒸气的压力。铂金护套显着的晶粒细化效果不容忽视,Reinacher 和 Mordike 的结果引起的有趣异常表明进一步研究的范围很大。



全站随机