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DOTHERM 1000:千度高温材料

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厂商性质:经销商

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更新时间:2025-07-10

简要描述:

DOTHERM 1000:千度高温材料
DOTHERM 1000 并非单一物质,而是一种精心设计的 多相陶瓷复合材料系统。其核心通常采用高强度、高熔点的陶瓷纤维(如碳化硅SiC、氧化铝Al₂O₃) 作为骨架,嵌入经过优化的陶瓷基体(如SiC、Si₃N₄或特殊氧化物) 中。通过先进的成型(如化学气相渗透CVI、聚合物浸渍裂解PIP)和烧结工艺,实现了纤维与基体的结合。这种结构赋予了它超越传统材料的非

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DOTHERM 1000:千度高温材料
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DOTHERM 1000:千度高温材料

在工业发展的前沿,无论是航天器穿越大气层的炽热考验,还是熔炉内奔流的金属溶液,亦或是化工设备中激烈进行的反应,高温始终是材料面临的挑战。当传统金属和聚合物纷纷失效之时,以 DOTHERM 1000 为代表的先进高温陶瓷基复合材料(CMCs),正凭借其性能成为突破温度极限的关键力量。本文将深入探讨 DOTHERM 1000 的魅力、核心功能参数及其如何重塑高温应用格局。

一、 突破极限:DOTHERM 1000 的诞生与核心优势

DOTHERM 1000 并非单一物质,而是一种精心设计的 多相陶瓷复合材料系统。其核心通常采用高强度、高熔点的陶瓷纤维(如碳化硅SiC、氧化铝Al₂O₃ 作为骨架,嵌入经过优化的陶瓷基体(如SiCSi₃N₄或特殊氧化物) 中。通过先进的成型(如化学气相渗透CVI、聚合物浸渍裂解PIP)和烧结工艺,实现了纤维与基体的结合。这种结构赋予了它超越传统材料的非凡特性:

1.      高温稳定性: 其设计核心就是征服 1000°C 及以上的严酷环境,在此温度下长期工作仍能保持结构和性能的完整性,熔点远超大多数金属。

2.      轻量化特性: 密度显著低于高温合金(通常低 30%-50%),在航空航天、高速运动部件领域带来革命性的减重效益。

3.      惊人的强度与刚性: 即使在温度下,其强度和模量衰减极小,远优于金属的高温软化现象。

4.      出色的抗热震性: 优化的组分和结构设计使其能够承受剧烈的温度骤变而不开裂,这是许多脆性陶瓷难以企及的。

5.      优异的耐腐蚀与抗氧化性: 对熔融金属、高温燃气、强酸强碱等恶劣化学环境具有的抵抗力。

6.      低热膨胀系数: 尺寸随温度变化小,在高精度、高稳定性的高温设备中至关重要。

7.      良好的耐磨性: 高硬度赋予其优秀的抵抗机械磨损的能力。

二、 性能基石:DOTHERM 1000 关键功能参数详解

理解 DOTHERM 1000 的能力边界,需要深入其核心的功能参数。以下数据代表典型范围,具体数值可能因生产工艺、批次、终产品形态(板材、部件、纤维织物增强体等)及测试标准有所差异:

参数类别

关键参数

典型数值范围/特性

重要性说明

物理特性

密度

2.2 - 3.0 g/cm³

极轻量化,相比高温合金优势巨大。


高连续使用温度

1000°C - 1200°C (空气中,具体取决于基体和纤维组合)

核心价值,定义其应用温度上限。


高短期使用温度

> 1400°C

可承受更高温度的瞬时冲击。


热膨胀系数 (CTE)

4.0 - 6.0 x 10⁻⁶ /K (室温至1000°C)

低膨胀,确保高温下尺寸稳定性和抗热应力。

热性能

热导率

15 - 40 W/(m·K)

可调控范围,可设计为隔热或导热部件。


比热容

~ 700 - 1000 J/(kg·K)

影响热惯性。

机械性能 (室温)

拉伸强度

250 - 500 MPa

高强度,承载能力优异。


弯曲强度

300 - 600 MPa

关键设计指标,反映抗弯曲能力。


压缩强度

600 - 1200 MPa

通常高于拉伸强度。


弹性模量

200 - 350 GPa

高刚性,抵抗变形能力强。

机械性能 (高温)

拉伸强度 (1000°C)

保留率: 70% - 90% (室温强度)

高温强度保持率,核心优势!


弯曲强度 (1000°C)

保留率: 65% - 85% (室温强度)

在高温下仍能有效承载。


弹性模量 (1000°C)

保留率: 80% - 95% (室温模量)

高温下刚度下降有限。

环境耐受性

抗氧化性 (空气中, 1000°C+)

优异 (尤其SiC/SiC体系)

长期高温服役的基础。


耐腐蚀性

对熔融金属(Al, Cu)、盐雾、许多酸碱优异

适应化工、冶金等苛刻环境。


抗热震性 (ΔT)

优秀 (可承受>500°C的急冷急热循环,取决于具体组成和结构)

应对温度剧烈波动的关键能力。

其他

电绝缘性

优异

适用于高温电绝缘场景。


可加工性 (烧结后)

困难 (需金刚石工具/激光/水刀等特殊加工)

设计时需考虑近净成型,成本考量点。


成本

 (显著高于金属和传统陶瓷)

目前主要应用于高附加值、性能要求严苛的领域。

三、 赋能领域:DOTHERM 1000 的变革性应用

凭借上述参数,DOTHERM 1000 正在多个关键领域大放异彩:

1.      航空航天与推进系统:

o    喷气发动机/火箭发动机热端部件: 涡轮叶片、燃烧室内衬、喷管、密封片。减轻重量可显著提升推重比和燃油效率,耐高温特性允许更高燃烧温度,提升效率。

o    高超音速飞行器前缘与热防护系统: 承受气动加热(远超过1000°C)。

2.      能源与电力:

o    燃气轮机(地面/船用)热通道部件: 提高入口温度,提升发电效率和功率输出。

o    核能(第四代反应堆): 包覆燃料颗粒、控制棒组件、高温热交换器材料,在高温和辐照下保持稳定。

o    太阳能热发电: 高温吸热器、热交换器材料。

3.      工业制造与处理:

o    高温炉具与窑具: 窑炉辊棒、支架、推板、马弗罐、热处理夹具。长寿命、低蠕变、不污染工件。

o    金属熔炼与加工: 熔融金属输送管、泵部件、测温热电偶保护套管、铸造模具内衬。

o    化工与石化: 高温反应器内构件、催化剂载体、裂解炉管(特定环境)。

4.      半导体制造:

o    高温工艺腔室部件、晶圆承载器(静电卡盘基座)、气体分配盘。高纯度、低颗粒释放、耐等离子体腐蚀。

5.      高性能制动系统:

o    赛车、跑车、航空器的刹车盘/片(通常为C/C-SiC复合材料,与DOTHERM体系相关)。温下摩擦性能稳定、抗衰退、轻量化。

型号示例;

 DOTHERM 600 M:硅酸盐和硅树脂材质,耐热材料。

    - DOTHERM 700:具有特定的高温稳定性等性能。

    - DOTHERM 1000:如尺寸为8010001220mm的隔热板、保护板。

    - DOTHERM 1100:具有高温稳定性。

    - DOTHERM 1100 HD:属于DOTHERM高温材料系列。

    - DOTHERM 1200 flexible:具有柔性的高温材料。

    - ELTIMID:聚酰亚胺材料,工作温度范围-250°C - 280°C,短期峰值400°C。


四、 选择与展望:拥抱高温未来

选择 DOTHERM 1000 意味着选择了一种面向未来的高性能解决方案。虽然其成本目前较高,加工也更具挑战性,但在对温度耐受性、轻量化、长寿命和可靠性有严苛要求的场景中,其综合价值。

随着材料科学和制造工艺的持续进步(如更高效的CVI/PIP工艺、新型界面涂层、增材制造技术的引入),DOTHERM 1000 及其后续升级型号的性能将不断提升,成本有望逐步下降,应用领域将进一步拓宽。从深空探索到绿色能源,从智能制造到未来交通,以 DOTHERM 1000 为代表的高温陶瓷基复合材料,正作为人类挑战温度极限的坚实与锋利之矛,推动着工业文明向更高、更快、更强的维度迈进。它们不仅是耐高温的材料,更是点燃创新引擎、驱动高温技术革命的基石。

 DOTHERM 1000:千度高温材料

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