碳化物稳定剂英文解释翻译、碳化物稳定剂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 carbide stabilizer
分词翻译:
碳化物的英语翻译:
carbide; carbonization
【化】 carbide
【医】 carbide; carbonide; carburet
稳定剂的英语翻译:
【化】 stabilizer; stabilizing agent
【医】 stabilizer; stabilizing agent
专业解析
碳化物稳定剂 (Carbide Stabilizer) 指在材料科学(特别是冶金和陶瓷领域)中,一类用于抑制或延缓特定碳化物在高温或特定环境下发生分解、溶解、粗化或发生不利相变的添加剂或合金元素。其核心作用在于“稳定”目标碳化物相,使其在服役条件下保持预期的形态、尺寸分布和化学稳定性,从而保障材料的关键性能,如高温强度、耐磨性、耐腐蚀性和长期组织稳定性。
核心作用机制与目的:
- 抑制分解/溶解: 在高温下,某些碳化物可能倾向于分解回其组成元素或溶解到基体金属中。稳定剂通过改变碳化物的热力学稳定性或动力学行为(如降低扩散速率),阻止或减缓这一过程。例如,在高温合金中,稳定剂有助于维持强化相(如MC、M23C6碳化物)的数量和尺寸。
- 防止粗化 (Ostwald Ripening): 小颗粒碳化物倾向于溶解,而大颗粒则长大,导致整体颗粒尺寸增大(粗化),削弱强化效果。稳定剂(尤其是那些偏聚在碳化物/基体界面的元素)能降低界面能或阻碍原子扩散,有效抑制粗化过程。
- 控制相变: 某些碳化物在特定温度或环境下可能转变为其他类型的碳化物或相,这些转变可能对性能有害。稳定剂通过改变相变驱动力或动力学,阻止不利相变的发生,维持所需碳化物相的存在。
- 优化形态与分布: 通过影响碳化物的形核和生长,稳定剂有助于获得更细小、弥散且均匀分布的碳化物颗粒,这是获得最佳强化效果的关键。
常见类型与应用实例:
- 钒 (V)、钛 (Ti)、铌 (Nb)、钽 (Ta): 这些强碳化物形成元素是MC型碳化物(如TiC, VC, NbC)的主要形成元素和稳定剂。它们形成的MC碳化物具有极高的熔点和稳定性,广泛应用于:
- 高温合金: 提供高温强化,稳定晶界(如通过形成晶界MC碳化物阻止晶界滑移)。
- 微合金钢: 通过形成细小的NbC、TiC或VC颗粒,抑制奥氏体晶粒长大(钉扎作用),并在后续相变中细化组织,提高强度和韧性。
- 硬质合金 (Cemented Carbides): WC-Co硬质合金中,TiC、TaC等常作为添加剂加入,形成复杂的(Ti, W, Ta)C固溶体碳化物,提高合金的红硬性(高温硬度)和抗月牙洼磨损能力。
- 铬 (Cr)、钼 (Mo)、钨 (W): 这些元素是形成M23C6型碳化物(如Cr23C6)和M6C型碳化物(如Fe3W3C)的主要元素。在含铬量高的钢和高温合金中:
- 铬 (Cr): 是形成Cr23C6的关键元素。在铁素体不锈钢和马氏体不锈钢中,适量的Cr23C6能提高强度和硬度,但需控制其析出(如通过添加稳定剂或热处理)以避免在晶界大量析出导致晶间腐蚀敏感性。在镍基高温合金中,Cr23C6在晶界的适度析出有助于强化晶界。
- 钼 (Mo)、钨 (W): 在高温合金和工具钢中,它们既能形成自身碳化物(如Mo2C, W2C),也能溶入M23C6或M6C碳化物中,显著提高这些碳化物的高温稳定性和抗回火软化能力。例如,高速钢中的二次硬化主要依赖于富含Mo/W/V的M2C或MC碳化物的析出。
- 特定添加剂: 在陶瓷或特定合金体系中,可能使用其他元素或化合物作为碳化物稳定剂。例如,在碳化硅陶瓷烧结中,有时添加硼(B)和碳(C)作为烧结助剂,它们也可能影响SiC晶界处碳化物的稳定性。
碳化物稳定剂通过热力学和动力学作用,确保关键碳化物相在材料服役期间保持结构稳定、尺寸细小且分布均匀。其选择和用量是优化钢铁、高温合金、硬质合金等材料高温力学性能、耐磨性、耐蚀性和长期组织稳定性的核心策略之一。具体稳定剂的选择取决于基体材料成分、目标碳化物类型以及材料预期的服役环境条件。
参考来源:
- 《材料科学手册》(ASM Handbook Volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys) - ASM International
- 《高温合金》(Superalloys: A Technical Guide) - Donachie, Matthew J.; Donachie, Stephen J. - ASM International
- 《硬质合金》(Cemented Tungsten Carbides: Production, Properties, and Testing) - G.S. Upadhyaya - William Andrew Publishing/Noyes
- 《合金元素在钢中的作用》(Alloying Elements in Steel) - Edgar C. Bain; Harold W. Paxton - ASM International
- 《物理冶金原理》(Physical Metallurgy Principles) - Reza Abbaschian, Robert E. Reed-Hill - Cengage Learning
网络扩展解释
“碳化物稳定剂”是一个组合概念,需分别理解“碳化物”和“稳定剂”的定义,再结合其应用领域进行综合解释:
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碳化物(Carbide)
指碳与金属或非金属元素形成的二元化合物,例如碳化钙(CaC₂)、碳化钨(WC)等。这类物质通常具有高熔点、高硬度等特性,广泛应用于冶金、陶瓷、电子等领域。
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稳定剂(Stabilizer)
广义上指能维持物质化学或物理性能稳定的添加剂,主要功能包括:
- 减缓反应速率,防止光/热分解或氧化(如塑料加工中添加热稳定剂);
- 保持食品的色香味并延长保质期(如抗氧化剂、防腐剂);
- 提高胶体、溶液的稳定性,如降低表面张力。
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碳化物稳定剂的可能含义
结合两者,推测其可能指以下两类应用:
- 以碳化物作为稳定剂:例如碳化硅(SiC)作为增强材料添加到复合材料中,提升耐高温性和机械稳定性;
- 用于稳定碳化物的添加剂:在碳化物材料(如硬质合金)加工过程中,加入抑制氧化或分解的化学物质,确保材料性能稳定。
-
工业应用示例
在硬质合金(如碳化钨刀具)的生产中,可能通过添加稀土元素等稳定剂,防止碳化物晶粒过度生长,从而提高材料硬度和抗磨损性能。
总结
该术语需结合具体领域界定,通常指向通过化学或物理手段维持碳化物材料性能,或利用碳化物特性增强其他材料稳定性的添加剂。实际定义需参考行业标准或具体技术文献。
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