鈦合金的應用領域有哪些

1. 鈦的用途是什麼

應用於塗料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。

鈦白粉學名二氧化鈦（TiO2），是一種十分穩定的氧化物，具有優良的光學和顏料性能，主要用作白色無機顏料。它的無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料。

鈦產業鏈可以分為以下四個部分：

1、鈦鐵礦、金紅石等原始礦產的選礦，通過物理方法取得品位更高的精礦。

2、通過對精礦的再加工提純，製取高純度的二氧化鈦，用於鈦白粉行業。

3、通過對二氧化鈦的氧化、還原等工藝手段生成四氯化鈦，製取中間產品海綿鈦。

4、通過對海綿鈦的熔鑄加工，製取晶體結構緻密的鈦錠，用於生產鈦材及各種鈦合金。

2. 鈦合金的作用，可以用來製作

鈦合金的應用比較廣泛。鈦合金有密度小、強度高、耐腐蝕等優點，是一種優質的金屬材料，理論上只要需要以上優點的零件都可以用鈦合金製作。但是由於鈦合金材料價格昂貴，且加工成本也高（鈦合金是機械加工行業最難加工的材料之一），所以從經濟角度考慮很多零件不會用鈦合金，熟話說「好鋼要用在刀刃上」嘛。鈦合金製成的零件價格都很昂貴，目前鈦合金主要應用於航空、航天、以及有特殊要求的零件等特殊領域。由於其密度小、強度高常用來製造飛機發動機上的零件，以及機身上的需要受力的結構件；特製的高溫鈦合金、耐熱鈦合金等還會用來製作航天器的外殼；鈦合金由於耐腐蝕、強度高，所以還會被用來製作成植入人體的「替代骨骼」；由於鈦合金材料的高強度特性，很多民用產品上的強度要求較高的結構件也會用這種材料，例如離心式空氣壓縮機組內的轉速高達五、六萬轉/每分鍾的離心葉輪。鈦合金的應用很多的，不能一一列舉。
PS：我這里說的是鈦合金哦，鈦元素含量佔50%以上的才叫鈦合金哦。目前市面上那種所謂的鈦合金門窗，其實不是真正意義上的鈦合金，那種應該叫「鋁鈦合金」或是「鎂鈦合金」，其裡面鈦元素含量不足1%，就是看中了鈦的優良特性，所以在鋁合金或是鎂合金材料中加入微量鈦元素來調整材料的特性，使材料更結實耐用。

3. 鈦金屬的主要用途是什麼

鈦是一種過渡金屬，在過去一段時間內人們一直認為它是一種稀有金屬。從20世紀40年代以後，鈦及其化合物被廣泛應用於飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫療以及石油化工等領域；因為鈦具有熔點高、硬度大、可塑性強、密度小、耐腐蝕等優點；鈦外觀似鋼，具有銀灰光譯。鈦的強度大，鈦合金抗拉強度達180kg/mm3。鈦的特性是密度小(4.51g/cm3），硬度大，熔點高(1675℃），高純度鈦具有良好的可塑性,但當有雜質存在時變得脆而硬。在室溫時鈦不與氯氣、稀硫酸、稀鹽酸和硝酸作用，但能被氫氟酸、磷酸、熔融鹼侵蝕。鈦很容易溶解於H2SO4中，鈦最突出的性能是對海水的抗腐蝕性很強．鈦在地殼中約占總重量的0.42%,在金屬世界裡排行第七,含鈦的礦物多達70多種．目前鈦的用途發展很快，已被廣泛應用於飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、輕工、化工、紡織、醫療以及石油化工等領域。
極細的鈦粉，是火箭的好燃料；鈦的抗腐蝕能力，比常用的不銹鋼強15倍,使用壽命比不銹鋼長10倍以上。鈦在外科醫療手術上的應用，也非常引人入勝。目前，外科接骨是用不銹鋼，使用不銹鋼有一個缺點，就是接骨癒合之後，要把不銹鋼片再取出來，這是件十分痛苦的事。不然,不銹鋼會因生銹而對人體產生危害。如果改用鈦制的「人造骨胳」將使骨科技術完全改觀。在頭損壞的地方,用鈦片與鈦螺絲釘，過了幾個月，骨頭就會重新生長在鈦片的小孔與螺絲里,新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上，鈦骨骼宛如真正的骨骼一樣和血肉相聯，起到支撐和加固作用,所以,鈦被人們贊譽為「親生物金屬」。現在它已開始應用於膝關節、肩關節、肋關節、頭蓋骨、主動心瓣、骨骼固定夾等方面。
在煉鋼工業中，少量鈦是良好的脫氧、除氮及除硫劑。 二氧比鈦是一種寶貴的白色顏料，叫鈦白。鈦白兼有鉛白的掩蓋性能和鋅白的持久性能，它是世界上最白的物質之一，而且鈦白無毒。現在每年用做顏料的二氧化鈦有幾十萬噸。
由於二氧化鈦具有高熔點的性質，常被用來製造耐火玻璃、釉料、琺琅、陶土、耐高溫的實驗器皿等。
四氯化鈦在濕空氣中會冒出大量白煙。由於它具有這種特性,在軍事上常用它作為人造煙霧劑。特別是在海洋上，水汽多，一放四氯化鈦，濃煙就象一道白色的長城,擋住了敵人的視線。
鈦酸鋇晶體被廣泛應用於超聲波儀器和水底探測器中。這是因為具有受壓斬改變形狀時，會產生電流；一旦通電又會改變形狀。把鈦酸鋇放在超聲波中，它受壓便會產生電流，由它所產生的電流的大小可以測知超聲波的強弱；相反，用高頻電流通過它，則可以產生超聲波。
在用金色裝飾工藝品和日用品中，由於它們的硬度低、容易刺破和磨損，不能耐久。當在這些物質的表面鍍一層氮化鈦時，外觀幾乎和黃金的鍍層一模一樣，而比黃金以及硬質合金更耐磨，這種鍍層被譽為具有「永不磨損性」。
有機鈦聚合物，可用作表面活性劑、分散劑、抗水劑或防銹劑。
目前人類使用的四個系列的貯氫金屬中，鈦系是其中一種，也是比較便宜的一種，但目前人類還沒有找到更理想的「貯氫金屬」，一旦這個問題解決了，人們就可以用氫做燃料。
「鈦飛機」可以減輕機體重量5噸，多載乘客100多名。在新型噴氣發動機中，鈦合金已佔整個發動機重量的18～25％；在最新出現的超音速飛機上，鈦的使用量幾乎佔到整個機體結構總重量的95％，所以，如果沒有鈦合金就很難發展目前的超音速飛機。
用鈦製造的潛艇，不僅比鋼制潛艇經久耐用，而且可以潛入更大的深度，鈦潛艇可以下潛到4500米以下，這是鋼制潛艇無法逾越的界限。用鈦製造軍艦、輪船，不用塗漆，在海水中航行幾年也不會生銹。由於鈦不是鐵磁體物質，不會被磁水雷發現，這點在軍事上特別重要，如果沒有鈦煉成的耐熱鋼，目前使用的常規武器步槍和機槍的壽命也只能是最初的4.5秒。
利用鈦和鋯對空氣的強大吸收力，可以除去空氣，造成真空。用鈦鋯合金製成的真空泵，可以把空氣抽到只剩下十億分之一。
鈦鈮合金是理想的超導材料。清華大學利用光學干涉原理和離子氮化鈦處理製成了畫面清晰、層次分明的山川水墨畫。
在目前使用的最常見的兩種不銹鋼中，鉻鎳鈦18－8－1型（含鉻18%、鎳8%、鈦1%)是工業上最常用的。
碳化鈦（TiC）頗象碳化鐵，具有金屬光澤。可它比碳化鐵具有更高的熔點和更高的硬度。所以,它有著實際應用價值。
用鈦制器皿保存的食物，色、香、味經久不衰；鈦制炊具既輕巧,又不會生銹，最合科學衛生。
用鈦合金製成的高壓容器，能夠耐受2500個大氣壓的高壓。
鈦和鎳組成的合金，被成為「記憶合金」。這種合金製成預先確定的形狀,再經定型處理後,若受外力變形，只要稍微加熱便可恢復原來的面貌。這種合金目前已在不少領域得到應用。如美國阿波羅號飛船上用的天線，就是這種記憶合金；上海第一醫學院附屬第九人民醫院已將這種記憶合金用於婦女絕育手術中；另外還可用於儀表、電子裝置等領域。
現在，對鈦的廣泛使用最大障礙是鈦很難冶煉。因為鈦的熔點很高,冶煉鈦就要在更高的溫度下進行,而在高溫下鈦的化學性質又變得很活潑，因此冶煉要在惰性氣體保護下進行,還要不使用含氧材料，這就對冶煉設備、工藝提出了很高的要求。目前冶煉的鈦70%左右用在製造飛機、導彈、宇宙飛船、人造衛星等方面。
金屬鈦的前程無量,所以鈦被授予「21世紀金屬」的稱號。

4. 鈦合金的使用范圍有哪些

鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用於製作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。

5. 鈦及鈦合金應用什麼領域

鈦金屬已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一，並在化工裝置中已確立了他的耐腐蝕地位。作為化工設備中的理想材料，鈦也愈來愈引起工程技術人員的重視。
經過多年的推廣，鈦及其合金已作為一種優異的耐腐蝕結構材料在化工生產中得到了廣泛應用。目前鈦設備的應用已從最初的「純鹼與燒鹼工業」擴展到氯酸鹽、氯化銨、尿素、有機合成、染料、無機鹽、農葯、合成纖維、化肥、和精細化工等行業，設備種類已從小型、單一化發展到大型、多樣化。具化工部門預計，化工行業的用鈦量將超過1500噸。目前，國產化工鈦設備中，數量最多的是換熱器，其次是鈦陽極和容器。調查結果表明鈦換熱器佔56.66%，鈦陽極佔20.41%，鈦容器佔16.28%，其它佔6.65%。
鈦在化工中用的最早、用量最大的是氯鹼工業，目前全國有大中小氯鹼廠近200家，其中大部分採用鈦陽極槽和離子膜電槽生產燒鹼，因此設備用鈦量較大。
純鹼又稱碳酸鈉，是基本化工原料之一。生產純鹼的方法主要有天然鹼法和以鹽為原料的氨鹼法和聯鹼法。無論採用那種工藝生產，設備都會受到氯化鈉和氯化銨等介質的強烈腐蝕。國外在純鹼工業中已廣泛使用了鈦設備，中國自1965年以來，大連氯鹼工業研究所、上海浦東化肥廠、大化公司鹼分廠、天津鹼廠、鴻鶴化工廠、湖北化工廠、青島鹼廠、以及新建三大鹼廠都先後使用了鈦材、鈦設備。
化工行業中的無機化工、無機化合物、有機化工以及化肥、農葯、染料、精細化工、化學試劑等也都廣泛使用了鈦材。

6. 鈦合金的應用

自1795年發現鈦至今已有200多年的歷史，但是由於鈦的熔點高、化學性質十分活潑，塑性良好的純鈦很難製取；鈦錠的冶煉需在真空中進行；製造工藝復雜，從而使得鈦及其合金長期不能廣泛用於工業生產。從20世紀50年代開始，由於航空航天技術的迫切需要，鈦工業得到了迅速的發展。現在，鈦及鈦合金不僅是航空航天工業中不可缺少的結構材料，在造船、化工、冶金、醫療等方面也獲得了廣泛的應用[1]。
鈦合金的應用決定於鈦及鈦合金的特點和對產品的要求。概括起來，鈦及鈦合金的特點有如下[1～4]。
①鈦的密度小、比強度高。鈦的密度為4510kg／m^3，介於鋁(2700kg／m^3)和鐵(7600kg／m^3)之間。鈦合金的比強度高於鋁合金和鋼。
②鈦合金的工作溫度范圍較寬，低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性，而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右，其耐熱性明顯高於鋁合金和鎂合金，如果克服了550℃以上的氧化污染問題，其使用溫度還可能進一步提高。
③鈦及鈦合金還具有優良的抗蝕性，特別是在海水和海洋大氣環境中抗蝕性極高，這使其在應用於艦艇和水上飛機上時具有很大的競爭優勢；鈦在各種濃度的硝酸、鉻酸中都很穩定，溫度升高，反應也慢。此外純鈦在鹼溶液中和大多數有機酸和化合物中的抗蝕性也很高；而且，鈦的腐蝕性能的突出特直是不發生居部腐蝕和晶間腐蝕，一般為均勻腐蝕。
④鈦的化學活性很高，極易受氫、氧、氮的污染，難以冶煉和加工，使得生產成本較高。
⑤導熱性差(只有鐵的1／5，鋁的1／3)，摩擦系數大(0．42)，抗磨性也較差，故在切削加工時，容易使工件及刀具溫度升高，造成粘刀，降低刀具壽命，故切削加工性差。
⑥彈性模量低，影響構件的剛度，也使細長構件的使用受到限制，不過在某些情況下，也可利用鈦的σs／E比值大的特點製作彈性元件。
目前鈦合金的主要用途可大致分為三類，即噴氣發動機、航空構架和工量
應用。
鈦合金可分為兩種主要類別：耐蝕合金和結構合金。耐蝕合金通常為單相。相並加有不多的固溶強化添加劑及。穩定元素，如鈀和鋁。這些合金用於化學、能源、造紙及食品加工工業以及生產高耐蝕性管材、熱交換器、閥門外套及容器。除了極優越的耐蝕性外，單相。合金具有良好的焊接性能，易於加工製造，但強度相對較低。而結構合金可分為四種：近α合金、α+β合金、β合金以及鈦鋁金屬間化合物[5]。1954年Ti-6A1-4V被採用，這個合金很快成為迄今為止最重要的鈦合金，因為它有極佳的綜合力學性能及良好的加工能力。在由美國主要鈦生產廠家供應的市場中，耐蝕合金占總產量的25％，Ti-6Al-4V為60％，餘下的15％則為其他結構合金。鈦合金能達到令人滿意的綜合力學性能，因而使它們成為許多航空航天及商業應用的備選材料。但是，由於鈦合金零件價格昂貴，限制了它們的應用范圍。
在美國，鈦合金主要應用於宇航領域；在日本，大部分鈦用於非航空航天方面。目前，全世界約有30多個國家從事鈦合金的研究和開發，其中美、俄兩國研究鈦合金歷史較長，實力最強。表9—2為世界各國鈦的消費結構比較，從消費結構上看，美國、西歐和俄羅斯，鈦材的60％～70％用於航空航天領域，民用工業相對較少， 日本和中國則不同，民用工業領域里鈦消費量約佔85％—90％，航空航天領域約佔10％～15％。

在每種市場中對鈦合金產品的要求是基於特定用途的具體要求，例如，噴氣式發動機的要求主要集中在高溫抗拉強度、蠕變強度和高溫下的穩定性，第二位的性能考慮則是疲勞強度和斷裂韌性。航空構架則是要求高抗拉強度並結合有良好的疲勞強度和斷裂韌性。製造構件的難易也是一個重要的考慮。工業應用則要求在各種介質中有良好的抗蝕性作為一基本考慮，並要求適當的強度、成形能力及相對於其他抗蝕合金有可以競爭的價格。