碳化物穩定劑英文解釋翻譯、碳化物穩定劑的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 carbide stabilizer
分詞翻譯:
碳化物的英語翻譯:
carbide; carbonization
【化】 carbide
【醫】 carbide; carbonide; carburet
穩定劑的英語翻譯:
【化】 stabilizer; stabilizing agent
【醫】 stabilizer; stabilizing agent
專業解析
碳化物穩定劑 (Carbide Stabilizer) 指在材料科學(特别是冶金和陶瓷領域)中,一類用于抑制或延緩特定碳化物在高溫或特定環境下發生分解、溶解、粗化或發生不利相變的添加劑或合金元素。其核心作用在于“穩定”目标碳化物相,使其在服役條件下保持預期的形态、尺寸分布和化學穩定性,從而保障材料的關鍵性能,如高溫強度、耐磨性、耐腐蝕性和長期組織穩定性。
核心作用機制與目的:
- 抑制分解/溶解: 在高溫下,某些碳化物可能傾向于分解回其組成元素或溶解到基體金屬中。穩定劑通過改變碳化物的熱力學穩定性或動力學行為(如降低擴散速率),阻止或減緩這一過程。例如,在高溫合金中,穩定劑有助于維持強化相(如MC、M23C6碳化物)的數量和尺寸。
- 防止粗化 (Ostwald Ripening): 小顆粒碳化物傾向于溶解,而大顆粒則長大,導緻整體顆粒尺寸增大(粗化),削弱強化效果。穩定劑(尤其是那些偏聚在碳化物/基體界面的元素)能降低界面能或阻礙原子擴散,有效抑制粗化過程。
- 控制相變: 某些碳化物在特定溫度或環境下可能轉變為其他類型的碳化物或相,這些轉變可能對性能有害。穩定劑通過改變相變驅動力或動力學,阻止不利相變的發生,維持所需碳化物相的存在。
- 優化形态與分布: 通過影響碳化物的形核和生長,穩定劑有助于獲得更細小、彌散且均勻分布的碳化物顆粒,這是獲得最佳強化效果的關鍵。
常見類型與應用實例:
- 釩 (V)、钛 (Ti)、铌 (Nb)、钽 (Ta): 這些強碳化物形成元素是MC型碳化物(如TiC, VC, NbC)的主要形成元素和穩定劑。它們形成的MC碳化物具有極高的熔點和穩定性,廣泛應用于:
- 高溫合金: 提供高溫強化,穩定晶界(如通過形成晶界MC碳化物阻止晶界滑移)。
- 微合金鋼: 通過形成細小的NbC、TiC或VC顆粒,抑制奧氏體晶粒長大(釘紮作用),并在後續相變中細化組織,提高強度和韌性。
- 硬質合金 (Cemented Carbides): WC-Co硬質合金中,TiC、TaC等常作為添加劑加入,形成複雜的(Ti, W, Ta)C固溶體碳化物,提高合金的紅硬性(高溫硬度)和抗月牙窪磨損能力。
- 鉻 (Cr)、钼 (Mo)、鎢 (W): 這些元素是形成M23C6型碳化物(如Cr23C6)和M6C型碳化物(如Fe3W3C)的主要元素。在含鉻量高的鋼和高溫合金中:
- 鉻 (Cr): 是形成Cr23C6的關鍵元素。在鐵素體不鏽鋼和馬氏體不鏽鋼中,適量的Cr23C6能提高強度和硬度,但需控制其析出(如通過添加穩定劑或熱處理)以避免在晶界大量析出導緻晶間腐蝕敏感性。在鎳基高溫合金中,Cr23C6在晶界的適度析出有助于強化晶界。
- 钼 (Mo)、鎢 (W): 在高溫合金和工具鋼中,它們既能形成自身碳化物(如Mo2C, W2C),也能溶入M23C6或M6C碳化物中,顯著提高這些碳化物的高溫穩定性和抗回火軟化能力。例如,高速鋼中的二次硬化主要依賴于富含Mo/W/V的M2C或MC碳化物的析出。
- 特定添加劑: 在陶瓷或特定合金體系中,可能使用其他元素或化合物作為碳化物穩定劑。例如,在碳化矽陶瓷燒結中,有時添加硼(B)和碳(C)作為燒結助劑,它們也可能影響SiC晶界處碳化物的穩定性。
碳化物穩定劑通過熱力學和動力學作用,确保關鍵碳化物相在材料服役期間保持結構穩定、尺寸細小且分布均勻。其選擇和用量是優化鋼鐵、高溫合金、硬質合金等材料高溫力學性能、耐磨性、耐蝕性和長期組織穩定性的核心策略之一。具體穩定劑的選擇取決于基體材料成分、目标碳化物類型以及材料預期的服役環境條件。
參考來源:
- 《材料科學手冊》(ASM Handbook Volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys) - ASM International
- 《高溫合金》(Superalloys: A Technical Guide) - Donachie, Matthew J.; Donachie, Stephen J. - ASM International
- 《硬質合金》(Cemented Tungsten Carbides: Production, Properties, and Testing) - G.S. Upadhyaya - William Andrew Publishing/Noyes
- 《合金元素在鋼中的作用》(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
網絡擴展解釋
“碳化物穩定劑”是一個組合概念,需分别理解“碳化物”和“穩定劑”的定義,再結合其應用領域進行綜合解釋:
-
碳化物(Carbide)
指碳與金屬或非金屬元素形成的二元化合物,例如碳化鈣(CaC₂)、碳化鎢(WC)等。這類物質通常具有高熔點、高硬度等特性,廣泛應用于冶金、陶瓷、電子等領域。
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穩定劑(Stabilizer)
廣義上指能維持物質化學或物理性能穩定的添加劑,主要功能包括:
- 減緩反應速率,防止光/熱分解或氧化(如塑料加工中添加熱穩定劑);
- 保持食品的色香味并延長保質期(如抗氧化劑、防腐劑);
- 提高膠體、溶液的穩定性,如降低表面張力。
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碳化物穩定劑的可能含義
結合兩者,推測其可能指以下兩類應用:
- 以碳化物作為穩定劑:例如碳化矽(SiC)作為增強材料添加到複合材料中,提升耐高溫性和機械穩定性;
- 用于穩定碳化物的添加劑:在碳化物材料(如硬質合金)加工過程中,加入抑制氧化或分解的化學物質,确保材料性能穩定。
-
工業應用示例
在硬質合金(如碳化鎢刀具)的生産中,可能通過添加稀土元素等穩定劑,防止碳化物晶粒過度生長,從而提高材料硬度和抗磨損性能。
總結
該術語需結合具體領域界定,通常指向通過化學或物理手段維持碳化物材料性能,或利用碳化物特性增強其他材料穩定性的添加劑。實際定義需參考行業标準或具體技術文獻。
分類
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