欧空局进入3D打印“金属时代”,钨合金耐高温性能凸显

欧洲航天局15日在伦敦科学博物馆宣布启动“惊奇”计划,展示了一个能够耐3000摄氏度高温的钨合金​部件。该部件采用3D打印技术制造,欧空局称,耐3000度高温意味着它能够在核聚变反应堆和火箭喷嘴中工作。据悉,在3D打印技术工业化方面,欧洲落后中美多年。钨合金的耐高温性能起决于材料的特殊性能,钨的熔点是3410摄氏度,是熔点最高的金属材料。

 

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钨合金配重与传统平衡材料对比

钨合金和传统平衡材料诸如铅或钢等相比有优点显著。钨合金的高密度可以使用更小的组件,从而降低了整体系统的重量。铅会在常温下表现出蠕变,但钨合金是稳定的 ,可用于强调机械运作的部分,而无需额外的制造和装箱。

配重材料以密度为关键参数,钨合金的密度在实际生产中可以达到18.6g/cm^3,在所以金属材料密度排名中名列前茅。但是钨合金配重也有其资源优势,在世界钨储量中,中国是钨储量最大的国家,随着开采技术的不断革新,钨的开采量逐年增加。钨制品的出口也成为中国的重要出口商品。钨合金配重的资源地理优势将带动钨材料在配重行业的快速发展。

 

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陶瓷封装生产工艺描述

陶瓷封装生产工艺是钨泥的其中一种加工方法。陶瓷封装是由98%的氧化铝和增加了玻璃成分的钨泥团烧结而成的。陶瓷封装使用的高品质氧化铝当中铝颗粒的直径介于0.3微米至1.0微米之间,标准误差在50%左右。使用该氧化铝粉末可降低烧结温度。此外,降低烧结温度可不必增添玻璃成分,从而降低热传导性。98%氧化铝的热传导性远高于90%氧化铝。

 

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钨合金在航天配重中的应用

航天配重可以增加控制机制的灵敏度和保持飞机运行控制在可接受的范围内,增加重量,保持在高速飞转时,飞机的稳定性和保持良好的平衡。飞行器中的飞行操纵面,如方向舵和副翼,往往用配重来优化性能。在飞机发动机和螺旋桨推进系统的动态元件中发生振动是极不可取的。通过外部旋转部件质量不平衡引起的振动,可以使用大量平衡配重来减少或消除振动。此外,配重被装进许多螺旋桨设计的高控制系统,作为故障保护机制。在飞行中,螺旋桨通过液压来保持正确的角度。

 

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钨泥团制作工艺

钨泥团是由钨粉末和纯氧化铝混合烧结而成的。该工艺可生产集成电路的陶瓷封装。钨泥团中的钨粉末可与氧化铝混合烧结成集成电路块。

使用铝含量为98%的氧化铝基片与添加玻璃成分的钨泥团混合,可生产出陶瓷封装。采用现今工艺生产的陶瓷封装具有高导热性,低收缩变化率以及光滑的均匀的表面。 如果使用品质更好的氧化铝粉末,则产品表面大有改善,而烧结温度则可大幅降低。

 

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