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【航化说】会呼吸的钯金,为航空航天助力

来源:航化网发表时间:2025-07-25 10:20:45浏览量:50

在SpaceX回收火箭的烈焰中,在波音787发动机的涡扇间,有种银白色金属正以纳米级的精度调控着人类探索边界的步伐。钯——这个元素周期表上第46号的贵族金属,早已挣脱珠宝商的展示柜,进入了火箭燃料管、卫星离子发动机和火星无人机的燃料电池里。

【航化说】会呼吸的钯金,为航空航天助力

它没有登上头条,却一次次解决了“飞得更快、更远、更冷”的难题。今天,我们就来拆解这位航空航天领域隐形功臣的故事。

一、先认识主角

1803年,英国化学家武拉斯顿从铂矿中又发现了一个新元素。他将天然铂矿溶解在王水中,除去酸后,滴加氰化汞(Hg(CN)2)溶液,获得黄色沉淀。将硫磺、硼砂和这个沉淀物共同加热,得到光亮的金属颗粒。他称它为palladium(钯),元素符号定为Pd。这一词来自当时发现的小行星Pallas,源自希腊神话中司智慧的女神巴拉斯Pallas。

【航化说】会呼吸的钯金,为航空航天助力

钯元素的发现者William Hyde Wollaston(1766-1828)

钯(Pd)在元素周期表里和铂、铑做邻居,银白色,密度只有铂的一半,是航天、航空等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。

 【航化说】会呼吸的钯金,为航空航天助力

钯单质

它最大的能耐是“吸氢”,块状金属钯能吸收大量氢气,使体积显著胀大,变脆乃至破裂成碎片。1个体积的海绵钯可以吸收900 个体积的氢气,加热到40~50℃,就能把吸收的氢气“吐”出来。靠着这一绝活,再加上耐高温、抗氧化、高催化活性,它从首饰柜台一路飞升到了航空航天等高精尖领域,广泛地被用作气体反应,特别是氢化或脱氢催化剂。

二、多才多艺多用途

钯基钎料

钯基钎料具有较高的熔化温度、更好的耐热耐蚀性能,适用于高温钎焊。在燃气轮机、航空发动机、夜视系统等领域均有重要应用,可用于不锈钢、耐热合金、难熔合金属、金属与非金属等高可靠长寿命电子元器件的钎焊。

发动机热端部件连接

镍基高温合金(如涡轮叶片、燃烧室)常采用钯基钎料(如Ni-Cr-Si-B系)进行钎焊。例如,BNi-2钎料在高温合金GH4169的焊接中,接头强度可达824MPa,满足极端工况下的性能需求。

钛合金与陶瓷基复合材料的连接

钯基钎料在钛铝系合金与陶瓷基复合材料的连接中表现出潜力。例如,Ag-Cu-Pd钎料在碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)上的润湿性良好,通过调控Cr和B元素比例可优化界面反应。

【航化说】会呼吸的钯金,为航空航天助力

在航空航天领域,钯金不靠颜值,全靠“吸氢、催化、耐高温”三板斧,把最极端的燃料、最严酷的环境、最挑剔的推力系统一一摆平。不妨大胆设想一下,若是把钯膜做成空天飞机“会呼吸”的蒙皮,高超音速飞行时主动吸走边界层氢原子,或许就可以减少一部分摩擦热,大大降低维护的成本。看来,不光是人不可貌相,化工材料更是如此。未来随着新材料开发与回收技术进步,钯的应用范围将进一步扩展。


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关键词: 钯金 航空航天 催化剂

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