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人类已知十大最强韧材料、最贵材料、熔点最高材料!

发布于:2017/11/20 17:37:21

关键词:PE
简  介:1、石墨烯 Graphene  简介:石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状二维平面薄膜,是从石墨中剥离的单层片状结构,也是当下已知最薄的一种新材料。抗拉强度跟弹性模量分别为125Gpa跟1...

  1、石墨烯 Graphene

  简介:石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状二维平面薄膜,是从石墨中剥离的单层片状结构,也是当下已知最薄的一种新材料。抗拉强度跟弹性模量分别为125Gpa跟1.1TPa,其强度为普通钢的100倍,用石墨烯制作成的包装袋,能够承受大约2吨的重量,是当下已知的强度最大的材料。

  发展发展动向:2010年诺贝尔物理学奖取得将来,全球石墨烯专利申请开始急剧增加,将来有望在电子、储能、催化剂、传感器、光电透明薄膜、超强复合材料以及生物医疗等众多领域应用。

  主要研究公司:Graphene Technologies、GrapheneIndustries、XG Sciences、大富科技、东旭光电、我国宝安、ST烯碳、宝泰隆、方大碳素等。

  2、碳纳米管 Carbon Nanotube

  简介:碳纳米管是一种呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管的一维量子材料,能够看做是石墨烯片层卷曲而成,按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管(SWCNT)跟多壁碳纳米管(MWCNTs)。碳纳米管拥有良好的力学性能,抗拉强度达到50~200GPa,是钢的100倍,密度却惟独钢的1/6,至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1TPa,跟金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍。

  发展发展动向:自90年代发现以来,碳纳米管相关产业蓬勃发展,大量使用于制造复合材料跟薄膜、透明导体、热界面、防弹衣、风涡轮机叶、功能器件的电极跟催化剂载体等。

  主要研究公司:Bayer Materials Science AG, Toray Industries Inc., Unidym. Inc., 深圳纳米港有限公司、深圳烯湾科技有限公司、山东大展碳纳米管有限公司、深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司等。

  3、金属玻璃 Metallic Glass

  简介:金属玻璃又称非晶态金属,通常为合金,拥有非晶态结构跟玻璃态结构,这种双重结构决定了其具有晶态金属跟玻璃不少无法企及的性质,如良好的导电性,高强度,高弹性,更耐磨跟腐蚀。金属玻璃的强度高于钢,硬度超过高硬工具钢。

  发展发展动向:超级强力、弹力跟磁力特质,且较为大块,持续固体而不会在高温下结晶的金属玻璃,主要在引用在航天领域及军用武器。

  主要研究公司及机构:Glassimetal Technology Inc.,日本东北大学金属材料研究所,美国加州理工学院等。

  4、超高分子量聚乙烯纤维UHMWPE

  简介:超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是由相对分子质量在100万到500万的聚乙烯纺成的纤维,是当下世界上强度最高跟份额最轻的纤维,其强度比钢丝高15倍,可是很轻,最多可比芳纶等材料轻40%。

  发展发展动向:从绳索、系缆跟绳网,到生命防护应用、高性能纺织品、复合材料、层压材料,应用范围极其广泛。将来5年跟10年内世界UHMWPE的年需求量将分别在6万吨跟10万吨。

  主要研究公司:荷兰DSM公司,美国Honeywell公司,日本三井化学,上海斯瑞聚合体科技有限公司,湖南中泰特种装备有限责任公司,宁波大成新材料股份有限公司等。

  5、氮化硼纳米管 Boron Nitride Nanotubes

  简介:氮化硼跟碳一模一样,能够形成单原子层薄片,将其卷曲之后便可形成纳米管。氮化硼纳米管自身的强度跟碳纳米管相当,可是其真正的优势来于当其跟高分子材料结合时,它能够牢牢粘在聚合物材料上。氮化硼纳米管材料的强度都比碳纳米管的强度高,比PMMA界面高30%左右,而比环氧树脂高20%左右。

  发展发展动向:氮化硼纳米管拥有光性能、优良的机械跟热导性质,并能经受高温,并且,能吸收中子辐射,成为聚合物、陶瓷跟金属复合材料的机械或热强化的有效添加剂。氮化硼纳米管额外的应用包括作为防护盾,电绝缘体跟传感器。

  主要研究公司: 美国BNNT LLC., 武汉化工新材料工业技术研究院有限责任公司等。

  6、朗斯代尔石Lonsdaleite

  简介:朗斯代尔石由美国地质学家朗斯代尔在一个陨石坑发现,并定义为六方晶系陨石钻石,它跟钻石一模一样,都是由碳原子构成,但它们的碳原子却以不一样形状排列,经过模拟实验发现,朗斯代尔石的抗压能力比钻石高出58%。

  7、金刚石 Diamond

  简介:金刚石是当下在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质,是碳元素的同素异形体。金刚石硬度为摩氏硬度最高级第十级,显微硬度10000千克/mm2,比石英高1000倍,比刚玉高150倍。

  发展发展动向:金刚石在工业上应用非常广泛,主要集中在金刚石刀具,拉丝模用金刚石,金刚石钻头,近十多年来,我国生产金刚石工具的企业发展很快,年销售收入增长率高达15%。

  主要研究公司:日本富士华,Tyrolit,Saint Gobain, 山特维克, 日本往友,黄河旋风,豫金刚石,四方达等。

  8、气凝胶 Aerogel

  简介:Aerogel气凝胶是一种固体物质形态,世界上密度最小的固体。密度为3千克/每立方米。气凝胶貌似“弱不禁风”,其实十分牢固耐用。它能够承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200摄氏度时才会熔化。

  发展发展动向:气凝胶在热学、光学、电学、力学跟声学等领域显示不少奇特的性能,可作为保温隔热材料、ICF以及X光激光靶、催化剂、吸附剂、各类电子器件等等拥有优秀性能材料。

  主要研究公司及机构:德国巴斯夫公司、德国维尔兹堡大学、美国劳伦兹·利物莫尔国家实验室,法国蒙彼利埃材料研究中心,纳诺科技有限公司,光订购埃力生高新科技有限公司,弘大科技(北京)股份公司。

  9、碳化硅 Silicon carbide

  简介:碳化硅在大自然中为天然矿物莫桑石,或者用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅硬度非常大,摩氏硬度为9.5级,仅次于世界上最硬的金刚石,拥有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。

  发展发展动向:碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,受到半导体下游企业的青睐,利用碳化硅单晶衬底跟外延材料制作的电力电子器件可在高电压,高频率环境下工作,性能优势突出,产业前景广阔。

  主要研究公司及机构:Silicon Carbide Products Inc., 美国Cree公司,河北同光晶体有限公司、我国科学院半导体研究所、厦门芯光润泽科技有限公司等。

  10、达尔文吠蛛丝 Darwin'sdark spider

  简介:据报道,科学家在马达加斯加岛发现蜘蛛新物种达尔文吠蛛,能编织出世界上最大、也是最坚实的蛛网,这种蜘蛛织出的蛛网宽度达25米,是迄今为止研究过的最强生物材料,是一模一样尺寸的凯夫拉纤维强度的10倍。

  世界上最贵的十大材料

  1、反物质

  简介:反物质,在粒子物理学里是由反粒子组成,反粒子是任意拥有一模一样质量却带有相反电荷的粒子。反物质跟物质是相对立的,会如同粒子跟反粒子结合一模一样,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽马射线。生产1克反物质将需要2500万亿千瓦时的能量跟超过1千万亿美元的成本,由此不难想象,人造反物质是多么地珍稀。

  用途:反物质是最理想的宇宙飞船能源,据计算,一粒盐粒大小的10毫克反质子便可产生相当于200吨化学燃料的推进能量。

  2、内嵌富勒烯 Endohedral Fullerenes 1亿英镑/克

  简介:内嵌富勒烯于1985年首次被发现,是一种球形碳纳米结构,由60个原子组成一个紧凑的富勒烯笼,里面包含非金属单质或简单分子,如氮、磷跟氦等。因为生产、分离、纯化跟保存经历极其困难,使得其价格高昂。

  用途:当下,科学家正在研究将内嵌富勒烯使用于原子钟的可能性,可应使用于车载定位系统,大幅度提升GPS定位精度。

  主要研究公司及机构:牛津大学(牛津大学碳材料设计公司),我国科学院,北京大学等。

  3、锎 Californium 2700万美元/克

  简介:锎(Californium)是一种放射性金属元素,属于锕系元素,是第六个被人工合成出来的超铀元自然界能自行产生的元素中质量最高的。

  用途:同位素锎-252可被使用于中子距离治疗来治疗癌症病人,因为能够只局部接受轻微的放射反应,治疗效果优于被广泛运用的放疗。

  4、氚 Tritium 30000美元/克

  简介:氚(Tritium)也称作超重氢,是氢的同位素之一,它的原子核由一个质子跟两个中子组成,并带有放射性,会发生β衰变。氚在自然界中存在极少,一般从核反应中制得,因此造价高昂。

  用途:氚及其标记化合物在军事、工业、水文、地质以及各个科学研究领域里均起着重要的作用。

  5、塔菲石 Taaffeite 2000~15万美元/克

  简介:太菲石(Taaffeite)是世界上罕见的宝石矿物之一,以其发现者Richard Taaffe(1898-1967)命名,他于1945年10月在爱尔兰都柏林的一家珠宝店发现了最先一个样品,大多数宝石在发现太菲石之前都被误认为是尖晶石。

  用途:因为仅在少数已知样品中是已知的,因此十分稀有,当下仅作为宝石用。

  6、红色绿柱石 Bixbite 9000~137500美元/克

  简介:红色绿柱石是一种罕见的宝贵宝石,于1974年发现于美国。颜色呈深红、浅红及橙红色,有时几乎是红宝石红色或紫红色的绿柱石质宝石,颜色因含锰跟微量锂而引起,多色 性似红宝石。

  用途:主要用作宝石。

  7、钚 Plutonium(99.95% Pu-242) 150万美元/克

  简介:钚是一种放射性元素,是原子能工业的一种重要原料。

  用途:可作为核燃料跟核武器的裂变剂。投于长崎市的原子弹,运用了钚制作内核部分。其也是放射性同位素热电机的热量来源。

  8、黄金 Gold 37.03美元/克

  简介:黄金(Gold)是化学元素金(Au)的单质形式,是一种软的,金黄色的,抗腐蚀的贵金属。目前世界每年矿产黄金2600吨左右。

  用途:黄金不只是使用于储备跟投资的特别通货,同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。

  9、铂Platinum 31.78美元/克

  简介:铂(Platinum)是一种天然形成的白色贵重金属,富有延展性,可拉成很细的铂丝,轧成极薄的铂箔。化学性质极稳定,不溶于强酸强碱溶液,在空气中不氧化。铂金比黄金稀有三十倍,只在全球极少数地方才得以被开采。

  用途:珠宝首饰业中,主要用作装饰品跟工艺品。化学工业中,用以制造高级化学器皿、铂金坩埚、电极跟加速化学反应速度的催化剂。铂铱合金是制造自来水笔笔尖的材料。尤其是在汽车工业中,铂金在尾气处理等角度的作用无可取代,消耗量几乎占到铂金工业用量的一半。

  10、铑 Rhodium 24.73美元/克

  简介:铑,元素符号Rh,源自希腊语rhodon,意为“玫瑰”,是一种银白色、坚硬的金属,且拥有高反射率。铑存在于铂矿其中,通过精炼得到,化学性质稳定,在中等温度下能抵抗大多数普通酸(包括王水在内)。

  用途:铑可用来制造加氢催化剂、热电偶、铂铑合金等。

  (注:以上物质价格截止日期: 反物质:2014年9月;内嵌富勒烯:2015年12月;锎:1950年;氚:2003年; 塔菲石: 2016年10月;红色绿柱石:2016年5月;钚: 2008年; 金:2017年1月1日;铂:2017年1月1日;铑:2017年1月1日)

  世界上十大熔点最高的材料

  1、碳化钽铪合金 Ta4HfC5 (3990℃)

  简介:碳化钽铪合金实际是指五碳化四钽铪化合物,是当下已知化合物中熔点最高的物质。它能够被认为是由碳化钽(熔点3983 ℃)跟碳化铪(熔点3928℃)这两种二元化合物组成。

  用途:用作火箭、喷气发动机的耐热高强材料以及控制跟调节装备的零件等。

  2、石墨 Graphite(3652 ℃)

  简介:石墨是元素碳的一种同素异形体,每一个碳原子的周边连结着别的三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。因为其特别结构,拥有耐高温,导电、导热性,润滑性,化学稳定性,可塑性等。

  用途:传统可用作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料以及铸造、翻砂、压模及高温冶金材料,新型用作柔性石墨密封材料,汽车电池,新型复合材料等。

  主要研究公司:Northern Graphite, Alabama Graphite Corp., Superior Graphite,吉林炭素有限公司,山西晋能集团有限公司,方大碳素等。

  3、金刚石 Diamond(3550 ℃)

  简介:金刚石是原子晶体,石墨是混合型晶体,石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不得思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越坚固,破坏它也就越难,也就需要给予越来越多的能量,故而熔点应这个更高。

  用途:工艺品跟工业中的切割工具,如拉丝模、车刀、刻线刀、硬度计压头、地质跟石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、金刚石笔、修整器刀以及磨料等。

  主要研究公司:英国Elementsix公司,美国Diamond Innovation, 韩国IL Jin公司,凯吉斯KGS金刚石集团,郑州华晶金刚石股份有限公司等。

  4、钨 Tungsten(3400 ℃)

  简介:钨是一种钢灰色或银白色的金属,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀。它作为熔点最高的难熔金属(一般熔点高于1650℃的金属),有良好的高温强度。

  用途:主要用作制造灯丝跟高速切削合金钢、超硬模具,也使用于光学仪器,化学仪器。

  5、二硼化锆 ZrB2(3245℃)

  简介:二硼化锆(ZrB2)是拥有六方晶体结构的高度共价的耐火陶瓷材料,其构成的超高温陶瓷(UHTC)熔点达3246oC,拥有高熔点、相对低的密度(约为6.09g / cm 3)跟良好的高温强度。

  用途:可用作高温航空应用(如超音速飞行或火箭推进系统)。

  6、二硼化钛 TiB2(3225℃)

  简介:二硼化钛(TiB2)外表呈灰色或灰黑色,拥有六方(AlB2)的晶体结构。硬度大,作为陶瓷拥有优良的导热性,氧化稳定性跟耐机械侵蚀性。

  用途:TiB2是一种合理的电导体,能够用作铝冶炼中的阴极材料。

  7、铼 Rhenium(3180℃)

  简介:铼是一种金属元素,高熔点金属之一,外表跟铂一模一样,溶于稀硝酸或过氧化氢溶液,不溶于盐酸跟氢氟酸中。能被氧化成很安定的七氧化二铼Re2O7,这是铼的特别性质。

  用途:可用来制造电灯丝,人造卫星跟火箭的外壳,原子反应堆的防护板等。

  8、碳化钛TiC(3100℃)

  简介:碳化钛(TiC)是一种极硬的(摩氏硬度达 9-9.5)耐火陶瓷材料,类似于碳化钨。它是拥有金属光泽的铁灰色晶体,属于氯化钠型面心立方晶体结构。拥有高熔点、沸点跟硬度,还有良好的导热跟导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。

  用途:广泛使用于制造金属陶瓷, 耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件。

  9、锇 Osmium(3045℃)

  简介:锇是元素周期表第六周期Ⅷ族元素,铂族金属成员之一,属重铂族金属,是当下已知的密度最大的金属。金属锇在空气中非常稳定,粉末状的锇易氧化。

  用途:锇可用来制造超高硬度合金,锇同铑、钌、铱或铂的合金,常用作电唱机、自来水笔尖及钟表跟仪器中的轴承。

  10、碳化硅 SiC(2820℃)

  简介:碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

  用途:碳化硅颗粒能够通过烧结结合在一起以形成十分硬的陶瓷,其广泛地使用于需要高耐久性的应用中,例如汽车制动器,汽车离合器跟防弹背心中的陶瓷板