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耐火金屬(英語:Refractory metals),又稱耐火金属、耐高溫金屬、高熔點金屬,是指特別耐熱不易熔化,並且具有耐磨性的金屬。此術語主要是用在材料科学、和冶金工程。這些元素在不同領域中的的定義方式有些不同。最常見的定義方式包括五個元素:兩個第五週期元素(鈮、鉬)和三個第六週期元素(鉭、鎢、錸)。這些元素有一些共同性質,包括熔點超過2000 °C以上,在室溫下具很高的硬度。由於其化學惰性,不易與其他元素反應,而其密度也相對較高。耐火金屬因為高熔點,是粉末冶金方法製造的首選。耐火金屬的一些應用包括金屬工具,高溫工作、絲纖維、鑄造模具,或在腐蝕性環境中的化學反應器。部分是由於熔點高,難熔金屬在很高溫下,也不會有蠕變變形的情形。
H | He | ||||||||||||||||||
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Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||
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K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||
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耐火金屬
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廣義的耐火金屬[1]
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在大多數定義下,只有具有極高熔點的金屬元素才會列入耐火金屬。根據一項定義,熔點超過4000°F(2200 °C)是必須條件。[2]因此,在這個定義下,鈮、鉬、鉭、鎢和錸是耐火金屬。[3]在更廣泛的定義下,所有熔點超過2123 K(1850 °C)的金屬都是耐火金屬,這樣額外多了九個元素:鈦、釩、鉻、鋯、鉿、釕、銠、鋨和銥。至於鎝和極度不穩定的超重元素(上圖中位於鐒之後的元素,如鑪、𨧀、𨭎、𨨏等無法在自然界發現)儘管符合耐火金屬的定義範疇,但因其具有放射性,所以從來都不被認為是耐火金屬,其中鎝的熔點已經確認為2430K(2157°C),而鑪的預測熔點為2400K(2100°C)。[4]
名稱 | 鈮 | 鉬 | 鉭 | 鎢 | 錸 |
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溶點 | 2750 K (2477 °C) | 2896 K (2623 °C) | 3290 K (3017 °C) | 3695 K (3422 °C) | 3459 K (3186 °C) |
沸點 | 5017 K (4744 °C) | 4912 K (4639 °C) | 5731 K (5458 °C) | 5828 K (5555 °C) | 5869 K (5596 °C) |
密度 | 8.57 g·cm−3 | 10.28 g·cm−3 | 16.69 g·cm−3 | 19.25 g·cm−3 | 21.02 g·cm−3 |
楊氏模量 | 105 GPa | 329 GPa | 186 GPa | 411 GPa | 463 GPa |
維氏硬度 | 1320 MPa | 1530 MPa | 873 MPa | 3430 MPa | 2450 MPa |
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