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钛铼合金打造的“深海怪兽”

钛铼合金打造的“深海怪兽”

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  • 发布时间:2020-12-01 19:04
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【概要描述】1978年4月22日,位于俄罗斯与欧洲部分北部,阿尔汉格尔斯克州的港口城市北德文斯克造船厂开始建造一艘神秘的新型M级战略攻击型核潜艇。该艇采用双层壳体结构设计,并创造性地在“太空金属”钛合金中添加稀散难熔金属“铼”制成潜艇外壳。K278战略核潜艇的出现再一次向全世界展示了“战斗民族”在军事工业上的制造实力。当时为了生产出全球最强的战略核潜艇,前苏联也不惜血本,要知道当时全球金属铼的年产量也只有一、二十吨。 

钛铼合金打造的“深海怪兽”

【概要描述】1978年4月22日,位于俄罗斯与欧洲部分北部,阿尔汉格尔斯克州的港口城市北德文斯克造船厂开始建造一艘神秘的新型M级战略攻击型核潜艇。该艇采用双层壳体结构设计,并创造性地在“太空金属”钛合金中添加稀散难熔金属“铼”制成潜艇外壳。K278战略核潜艇的出现再一次向全世界展示了“战斗民族”在军事工业上的制造实力。当时为了生产出全球最强的战略核潜艇,前苏联也不惜血本,要知道当时全球金属铼的年产量也只有一、二十吨。 

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1978年4月22日,位于俄罗斯与欧洲部分北部,阿尔汉格尔斯克州的港口城市北德文斯克造船厂开始建造一艘神秘的新型M级战略攻击型核潜艇。

 

北德文斯克造船厂内景图

代号:鱼鳍

北约代号:Mike-class

型号:685

海军编号:K278

艇名:共青团员

水上排水量:5880吨

潜航排水量:8500吨

水上吃水:8~9米

全长:117.5米

全宽:10.7米

动力系统:190兆瓦K-650 b-3压水反应堆1座、45000马力汽轮机2座

燃料:铀-235

水上极速:14节

续航力:核续航力

自持力:50天

乘员:69人

武器装备:鱼雷 6座533毫米、装备53-65/53-65k型鱼雷、导弹 RPK-2反舰导弹

“深海怪兽”(K278)PS图

该艇采用双层壳体结构设计,并创造性地在“太空金属”钛合金中添加稀散难熔金属“铼”制成潜艇外壳。K278战略核潜艇的出现再一次向全世界展示了“战斗民族”在军事工业上的制造实力。当时为了生产出全球最强的战略核潜艇,前苏联也不惜血本,要知道当时全球金属铼的年产量也只有一、二十吨。 

 

准备下水的“深海怪兽”

这一艘核潜艇可以抵抗1000多米深处海水的巨大压力,相当于100多个标准大气压。最大极限下潜深度更是深达惊人的1250米,而当时的美军深水鱼雷的使用极限深度也只有800米。

 

服役后的“深海怪兽”

可想而知这样的一种超级武器在深海中的生存性能极高,然而在服役了近6年之后的1989年4月7日,因为一场火灾事故使得“共青团员”号潜艇沉没在了北冰洋巴仑之海,北纬73°40ˊ、东经13°30ˊ冰冷的1685米海底。这次事故共造成艇长瓦宁在内的42名艇员死亡,有27人获救。非常可惜的是这样一艘深海怪兽也只生产了一艘,但是它所创造的战略攻击型核潜艇的最深下潜世界纪录依然保持至今。

 

沉没后的“深海怪兽”

 

水下机器人对沉没后的“深海怪兽”进行探测

“深海怪兽”的极端服役环境对很多材料都提出了苛刻的极限要求,其中钛铼合金的创造性应用为以后的材料学专家提供了启发。将金属“钛”的轻量化、高强度、抗腐蚀特点,再经过战斗金属“铼”添加到合金中起到的超级强化作用,用“如虎添翼”一词来形容这种新材料再美不过。相信在未来许多其它科技领域,如低空飞行器、超级高铁、航空、航天、深海探潜等方面,钛铼合金还会得到越来越多的重视和开发应用。

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关于MOCVD
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2020-12-01
MOCVD 设备的制造技术被国外少数几个公司所掌握,如德国的AIXTRON、英国的Thomas Swan 与EMF、美国的Veeco、日本的Nishia、Nippon Sanso 和NissinElectric 等,还有一些公司在生产过程中采用自己独特的MOCVD 设备。
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关于铼方面的技术
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铼是一种稀散、难熔金属。稀散是指铼在地壳中的含量稀少、分散,难熔是指铼金属的熔点极高,其熔点高达3180℃,仅次于钨,居所有金属的第二位。因其化合物的催化活性、耐高温、耐腐蚀等优异特性,主要用于石油冶炼催化剂、热电高温合金、电子管结构材料、航空航天特殊合金、环境保护等领域。一、铼的发现和资源  铼是稀有金属中的一个真正稀散元素。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,铼仅仅大于镤和镭这些元素。再加上
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高纯金属材料的应用和发展
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高纯钨  纯度达到99.999%(5N)和99.9999%(6N)的纯钨材料,称之为高纯钨。高纯钨的总杂质元素含量应被控制在1ppm~10ppm(10-6~10-5)之间,对于某些特别杂质元素的含量,如放射性元素、碱金属元素、重金属元素和气体元素等还分别有特殊的要求。由于放射性元素U和Th具有a射线,在记忆回路中可引起“软误差”而影响电路的质量和性能,所以在高纯钨的杂质元素中,要求U和Th的含量应特别低,一般来说应低至1ppb(即1×10-9)以下,最低达到0.1ppb(1×10-10)。另外,高纯钨对于碱金属元素(K、Na、Li)的含量也分别有严格要求。高纯钨主要被制备成纯金属靶材或合金靶材,通过磁控溅射的方式得到符合要求的功能薄膜。由于高纯钨(5N或6N)具有对电子迁移的高电阻、高温稳定性以及能形成稳定的硅化物,在电子工业中以薄膜形式用作栅极、连接和障碍金属。高纯钨及钨硅、钨钛溅射靶材常被施以薄膜形式用于超大规模集成电路作为电阻层、扩散阻挡层、过渡层等以及在金属氧化物半导体型晶体管中作为门材料及连接材料等。现代电子、半导体、光伏产业的飞速发展,对材料特别是金属材料的纯度要求近乎苛刻完美。高纯钨由于其极高的性能表现而在其中扮演着十分重要的角色。高纯钼  纯度达到99.99%(4N)和99.999%(5N)的纯钼材料,称之为高纯钼。高纯钼的总杂质元素含量相应被控制在100ppm~10ppm(10-4~10-5)之间。和高纯钨一样,对于高纯钼中某些特别杂质元素的含量,如放射性元素、碱金属元素、重金属元素和气体元素等也分别有特殊的要求。由于高纯钼主要应用于靶材领域,所以一般要求U+Th和碱金属的含量十分低。由于高纯钼材料的实验开发较晚,工业化制造更是无从说起,其用途在几年前还往往被工业级或粉冶级的普通钼材料代替。然而,近年来半导体产业的突飞猛进以及高精密电子产品快速升级换代,大大促进了对基础材料更高更新的要求。和高纯钨一样,高纯钼主要被制备成纯金属靶材或合金靶材,通过磁控溅射的方式得到符合要求的功能薄膜。溅射的工作原理是用高速粒子轰击靶材,使靶材表面的金属原子脱离靶材,以薄膜的形式沉积到玻璃或其他基板上,最终形成复杂的配线结构。相对于普通钼靶而言,高纯钼溅射靶材由于其杂质含量极少、化学纯度很高,从而可形成更高品质的薄膜材料,现已广泛用于制造薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD);半导体工业大规模集成电路的配线材料;太阳能工业新型薄膜系太阳能电池;以及其它高新材料领域。半导体等大型集成电路对金属材料的纯度要求极高,高纯钼由于其极优的性能表现而在现代电子、半导体、光伏产业中成为首选的高端优质材料。溅射靶材Sputter磁控溅镀原理  Sputter在辞典中意思为:(植物)溅散。此之所谓溅镀乃指物体以离子撞击时,被溅射飞散出。因被溅射飞散的物体附著于目标基板上而制成薄膜。在日光灯的插座附近常见的变黑现象,即为身边最赏见之例,此乃因日光灯的电极被溅射出而附著于周围所形成。溅镀现象,自19世纪被发现以来,就不受欢迎,特别在放电管领域中尤当防止。近年来被引用于薄膜制作技术效效佳,将成为可用之物。薄膜制作的应用研究,当初主要为BellLab.及WesternElectric公司,于1963年制成全长10m左右的连续溅镀装置。1966年由IBM公司发表高周波溅镀技术,使得绝缘物之薄膜亦可制作。后经种种研究至今已达“不管基板的材料为何,皆可被覆盖任何材质之薄膜”目的境地。而若要制作一薄膜,至少需要有装置薄膜的基板及保持真空状况的道具(内部机构)。这种道具即为制作一空间,并使用真空泵将其内气体抽出的必要。Sputter溅镀定义:在一相对稳定真空状态下,阴阳极间产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极之负电位加速运动而撞击阴极上之靶材,将其原子等粒子溅出,此溅出之原子则沉积于阳极之基板上而形成薄膜,此物理现象即称溅镀。
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高纯钨  纯度达到99.999%(5N)和99.9999%(6N)的纯钨材料,称之为高纯钨。高纯钨的总杂质元素含量应被控制在1ppm~10ppm(10-6~10-5)之间,对于某些特别杂质元素的含量,如放射性元素、碱金属元素、重金属元素和气体元素等还分别有特殊的要求。由于放射性元素U和Th具有a射线,在记忆回路中可引起“软误差”而影响电路的质量和性能,所以在高纯钨的杂质元素中,要求U和Th的含量应特别低,一般来说应低至1ppb(即1×10-9)以下,最低达到0.1ppb(1×10-10)。另外,高纯钨对于碱金属元素(K、Na、Li)的含量也分别有严格要求。高纯钨主要被制备成纯金属靶材或合金靶材,通过磁控溅射的方式得到符合要求的功能薄膜。由于高纯钨(5N或6N)具有对电子迁移的高电阻、高温稳定性以及能形成稳定的硅化物,在电子工业中以薄膜形式用作栅极、连接和障碍金属。高纯钨及钨硅、钨钛溅射靶材常被施以薄膜形式用于超大规模集成电路作为电阻层、扩散阻挡层、过渡层等以及在金属氧化物半导体型晶体管中作为门材料及连接材料等。现代电子、半导体、光伏产业的飞速发展,对材料特别是金属材料的纯度要求近乎苛刻完美。高纯钨由于其极高的性能表现而在其中扮演着十分重要的角色。高纯钼  纯度达到99.99%(4N)和99.999%(5N)的纯钼材料,称之为高纯钼。高纯钼的总杂质元素含量相应被控制在100ppm~10ppm(10-4~10-5)之间。和高纯钨一样,对于高纯钼中某些特别杂质元素的含量,如放射性元素、碱金属元素、重金属元素和气体元素等也分别有特殊的要求。由于高纯钼主要应用于靶材领域,所以一般要求U+Th和碱金属的含量十分低。由于高纯钼材料的实验开发较晚,工业化制造更是无从说起,其用途在几年前还往往被工业级或粉冶级的普通钼材料代替。然而,近年来半导体产业的突飞猛进以及高精密电子产品快速升级换代,大大促进了对基础材料更高更新的要求。和高纯钨一样,高纯钼主要被制备成纯金属靶材或合金靶材,通过磁控溅射的方式得到符合要求的功能薄膜。溅射的工作原理是用高速粒子轰击靶材,使靶材表面的金属原子脱离靶材,以薄膜的形式沉积到玻璃或其他基板上,最终形成复杂的配线结构。相对于普通钼靶而言,高纯钼溅射靶材由于其杂质含量极少、化学纯度很高,从而可形成更高品质的薄膜材料,现已广泛用于制造薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD);半导体工业大规模集成电路的配线材料;太阳能工业新型薄膜系太阳能电池;以及其它高新材料领域。半导体等大型集成电路对金属材料的纯度要求极高,高纯钼由于其极优的性能表现而在现代电子、半导体、光伏产业中成为首选的高端优质材料。溅射靶材Sputter磁控溅镀原理  Sputter在辞典中意思为:(植物)溅散。此之所谓溅镀乃指物体以离子撞击时,被溅射飞散出。因被溅射飞散的物体附著于目标基板上而制成薄膜。在日光灯的插座附近常见的变黑现象,即为身边最赏见之例,此乃因日光灯的电极被溅射出而附著于周围所形成。溅镀现象,自19世纪被发现以来,就不受欢迎,特别在放电管领域中尤当防止。近年来被引用于薄膜制作技术效效佳,将成为可用之物。薄膜制作的应用研究,当初主要为BellLab.及WesternElectric公司,于1963年制成全长10m左右的连续溅镀装置。1966年由IBM公司发表高周波溅镀技术,使得绝缘物之薄膜亦可制作。后经种种研究至今已达“不管基板的材料为何,皆可被覆盖任何材质之薄膜”目的境地。而若要制作一薄膜,至少需要有装置薄膜的基板及保持真空状况的道具(内部机构)。这种道具即为制作一空间,并使用真空泵将其内气体抽出的必要。Sputter溅镀定义:在一相对稳定真空状态下,阴阳极间产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极之负电位加速运动而撞击阴极上之靶材,将其原子等粒子溅出,此溅出之原子则沉积于阳极之基板上而形成薄膜,此物理现象即称溅镀。
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