能承受10000度高温材料,超过一万度的耐高温材料

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-10 23:47:51

能承受10000度高温材料,超过一万度的耐高温材料(1)

如果仔细分析就会发现一个规律,这就是人类生产力的提高,包括武器性能的进步,很大程度上其实是材料技术的进步。比如人类最早处于石器时代,不论生活还是打架,只能用石头和木棒。经过漫长的百万年,在大约7000年前才进入金属时代。最早偶然性发现可以利用少量的天然金块和铜块,后来发明了提炼金属,人类才正式进入了金属时代,同时也进入了阶级社会,有了国家形体,战争也开始正规化。而铁器普遍代替铜器,又是一次巨大的历史进步。即便到今天,金属铁仍然是人类在生产和战争中用到的比例最多的金属,因此就算现在,也应该算是铁器时代的延伸。而二战以后,稀土、塑料和碳纤维等新材料大面积应用,可以算是对铁器时代的一项很大的补充。从石头进化到铜器,再从铜器进化到铁器,不论做生产工具还是做武器,铁器自然都有比石头更容易加工也更坚硬柔韧,而比铜器更耐热的优点。

能承受10000度高温材料,超过一万度的耐高温材料(2)

大部分铁制品可以承受1000摄氏度的高温,而铜合金在大约800摄氏度就会融化成铜水了。加入少量锰和钨的钢铁,可以更加耐高温的冲击,因此可以制作成可以承受高温高压高冲击的炮管和枪管,铁质武器在大多数情况下还在广泛应用。不过人类对新式武器的追求越来越高,比如已经突破的电磁炮。其内部发射瞬间的高温已经超过3000摄氏度,在这种高温下,普通的钢铁炮弹会直接熔融而堵住炮管。因此现在的电磁炮的炮弹只能采用耐高温的钨合金炮弹。纯钨相对昂贵,导致电磁炮炮弹的单位成本一直下不来,是限制电磁炮大规模装备的一个重要的原因。而还有一类环境,对材料的耐高温要求更高。比如当代的大多数弹道导弹,即使中短程导弹,其弹头到弹道顶点,也要飞行到200公里到800公里的高度,这样就超过了稠密大气层普遍只有150公里厚的限制,而弹道导弹的弹头再次落回地面时,等于是不断加速下落,这样再入大气层,

能承受10000度高温材料,超过一万度的耐高温材料(3)

就会产生剧烈的摩擦而产生惊人的高温。一般射程超过3000公里的导弹弹头,再入大气层就会面临3000度以上高温的考验。而射程超过10000公里的洲际弹道导弹,其弹头再入大气层的起始阶段,速度通常要达到每秒7.3到7.7公里,相当于25倍音速!当弹头以这样高的速度强行闯入大气层时,由于受到气动力和气动加热作用,其表面温度将达4千度摄氏度!弹头前尖端处温度,最高则可达9000摄氏度!这就需要非常强大的耐高温材料来制作电磁炮的炮弹和炮膛,以及各种远程弹道导弹的弹头包裹物质。目前地球上最耐高温的单体物质,是纯碳元素,熔点是3727摄氏度。有人说了,木炭和煤炭不是很容易燃烧吗,为何说碳元素最耐高温?瀚海狼山(匈奴狼山)要说,这里说的碳是纯碳,也就是石墨或者金刚石之类。而且加热时必须隔绝氧气。因此可以耐受3700摄氏度的高温。

能承受10000度高温材料,超过一万度的耐高温材料(4)

不过地表环境到处都有氧气,因此碳的耐高温性用处有限。而不容易氧化燃烧又能耐高温而且数量比较大的材料就是金属钨,可以耐受3410摄氏度的高温。不过钨太硬,也很重。目前某方已经研发出一种新的轻型特殊化合物,可以长期稳定耐受4200度摄氏度的超高温。属于全球第一。这也是自家的各种航天器,可以自由穿越地球和火星的大气层,电磁炮可以连续发射成功的物质基础保证。而下一步的目标是研发出可以耐受5000度甚至1万度高温的超级材料,为星辰大海打好坚实物质基础。

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.