Ⅰ 鈦合金和不銹鋼哪個好
鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位於第4周期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。但鈦不能應用於干氯氣中,即使是溫度0℃以下的干氯氣,也會發生劇烈的化學反應,生成四氯化鈦,再分解生成二氯化鈦,甚至燃燒。只有當氯氣中的含水量高於0.5%的時候,鈦在其中才能保持可靠的穩定性。[1]
鈦被認為是一種稀有金屬,這是由於在自然界中其存在分散並難於提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣布於地殼及岩石圈之中。鈦亦同時存在於幾乎所有生物、岩石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法 或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用於製造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4)(作催化劑和用於製造煙幕作空中掩護)及三氯化鈦(TiCl3)(用於催化聚丙烯的生產)。
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。
合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:
①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。
②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等;後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。
③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
Ⅱ 鈦合金和鋁合金哪個好
鈦合金與鋁合金的區別
鈦合金
p
概念定義: 以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
研究范圍: 鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α+β型鈦合金。研究范圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍用和民用等。
(一) 發展過程
50年代初~70年代初
需求動力: 為滿足航空工業對材料的需求,鈦合金受到重視並得以發展,技術基礎主要是冶金學和工藝學。
主要特點: 該階段的特點是從材料的探索研究逐步轉向應用。主要材料有Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等,主要用於航空發動機、航天用壓力容器、發動機殼體等。
典型成果和產品:典型材料:Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn
70年代~90年代
需求動力: 鈦合金應用領域的擴大,使鈦工業得到迅速發展,新工藝和新技術推動鈦合金成形工藝的發展。
主要特點: 該階段的特點:(1)鈦在航空航天工業應用量不斷增加,在其它行業如海洋工程、化工、電力、冶金、醫療等方面的應用也日趨增多,成為第三金屬。(2)新型鈦合金不斷問世,如高強鈦合金、耐熱鈦合金等。(3)採用新工藝技術如超塑成形、快速凝固技術和等溫鍛造等。(4)為擴大應用而重視降低成本問題。
典型成果和產品:典型材料: Ti-1100, Ti-1023, IMI834, Timetal62S, SP-700等
(二) 現有水平及發展趨勢
鈦合金是航空航天工業應用較廣的一種金屬材料,按用途可分為結構鈦合金和高溫鈦合金(使用溫度>400℃)。
結構鈦合金以Ti-6Al-4V為代表,該合金已廣泛用於飛機、導彈上,並已由次承力結構件轉為主結構件。為適應更高強度和韌性的要求(如強度提高至1275~1373MPa,比強度提高至29~33,彈性模量提高至196GPa),近年研製了許多新型鈦合金,如美國的Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al;Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(β-C),Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-0.23Si,Ti-4.5Al-1.5Cr;英國的Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si(IMI500)、日本的SPF00、CR800、SP700和前蘇聯的BT22等。其中Ti-15-333鑄件和β-C可取代沉澱硬化不銹鋼和鎳基合金,Ti-6-22-22在美國先進戰術戰斗機(ATF)的樣機F-22A中的用量佔22%(重量)。日本的SP700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe),不僅強度高,而且在755℃達超塑性,延伸率可達2000%,成形性好,加工成本低,可取代Ti-6Al-4V,已用於航天構件。
高溫鈦合金近年來取得一定進展,在該領域中,美國和英國占據優勢。但兩國採用的開發方法和側重點則截然不同。英國採用的是以α相固溶強化為提高蠕變強度的必要手段而無需β相共存的方法,側重於研究近α型合金,即開發以提高蠕變強度為主的Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si(使用溫度400℃)、Ti-11Sn-2.25Al-5Zr-1Mo-0.2Si(IMI679,使用溫度450℃)、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si(IMI685)合金和以改善疲勞強度為主的Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si(IMI829)和Ti-5.5Al-4.5Sn-4Zr-0.4Mo-0.8Nb-0.4Si(IMI83......>>
鈦合金和鋁合金哪個好
鈦合金,鋁合金基本淘汰了.
鈦合金VS鋁合金
鈦合金與鋁合金最根本的區別在於,材料成本,與加工難度,換來的是,極強的抗腐蝕性,耐用性。一般來說,鈦合金產品的使用壽命,是鋁合金產品的十倍以上。
鈦合金,鋁合金和鎂合金有什麼不同?那種最好?
1,鈦合金
鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:882℃丹下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等;後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
2,鋁合金
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
鋁合金密度低,但比強度高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。
鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態下使用;變形鋁合金,能承受壓力加工,力學性能高於鑄態。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用於製造航空器材、日常生活用品、建築用門窗等。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。
鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。
3,鎂合金
以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是:密度小(1.8g/cm3左右),比強度高,彈性模量大,消震性好,承受沖擊載荷能力比鋁合金大,耐有機物和鹼的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金,其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用於航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。
鈦合金和鋁合金哪個好?
鈦合金與鋁合金最根本的區別在於,材料成本,與加工難度,換來的是,極強的抗腐蝕性,耐用性。一般來說,鈦合金產品的使用壽命,是鋁合金產品的十倍以上。
鈦合金,碳纖維和鋁合金哪個輕
鈦密度ρ=4.5g/cm3,
碳纖維密度為1.8g/立方厘米,鋼的密度為7.8g/立方厘米.密度比約為1:4.通用級碳纖維強度在3500MPa,鋼材強度340MPa,做到相同強度時碳纖維與鋼的重量比約為1:43.
純鋁的密度是2700Kg/m3但是鋁合金的密度比較雜,密度大約2650~2750Kg/m3
碳纖維最輕
鈦合金和鋁合金哪種好
當然是鈦合金,鈦合金一般用在航空金屬或者重要設備上面的,價格也比鋁合金要貴多了。
鈦鎂合金和鋁合金有什麼區別?最明顯的區別在哪裡?
鈦合金特點: 以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
研究范圍: 鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α+β型鈦合金。研究范圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍用和民用等。
鋁合金是純鋁加入一些合金元素製成的,如鋁—錳合金、鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合金、鋁—鋅—鎂—銅系超硬鋁合金。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學性能:易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類,各種類均有各自的使用范圍,並有各自的代號,以供使用者選用。
鋁合金仍然保持了質輕的特點,但機械性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下三個方面:一是作為受力構件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化處理後可以進行著色的特點,製成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、塗裝、印刷等二次加工,製成各種裝飾板材、型材,作為裝飾材料。
說穿了二者都是合金材料,都有質輕強度好的特點,但是鈦合金比鋁合金的強度好,剛性好,塑性也要好所以在航空材料時選用鈦合金
鈦合金和鋁合金的區別
鋁鈦合金是一種航空材料韌性和強度都比較好 可以看切面的亮度 用手敲一下聽聽聲音聲音越清脆鈦的含量越高
鈦鎂合金門和鋁合金門有什麼區別,那個更好些
如今的門窗市場真是種類繁多,有各種門,包括塑鋼門、斷橋鋁門、鋁合金門、鋁鎂合金、鈦鎂合金等等門,那麼鈦鎂合金門與鋁合金門有什麼區別?哪種門更好呢?
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什麼是鋁鎂合金門呢?鈦鎂鋁合金就是在鋁錠中加入鈦、鎂元素的合金。其突出特點是密度小、強度高。具有很好的耐蝕性,良好的塑性和較高的強度,而鋁合金門就是沒有加鈦、鎂元素的純鋁合金材料。鋁鎂合金門主要用於廚房門或者衛生間門,而鋁合金門是室外門,也有用於陽台門。
1、以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。
鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
2、鋁合金是純鋁加入一些合金元素製成的。
如鋁—錳合金、鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合金、鋁—鋅—鎂—銅系超硬鋁合金。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學性能:易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類,各種類均有各自的使用范圍,並有各自的代號,以供使用者選用。
3、鋁合金仍然保持了質輕的特點,但機械性能明顯提高。
鋁合金材料的應用有以下三個方面:一是作為受力構件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化處理後可以進行著色的特點,製成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、塗裝、印刷等二次加工,製成各種裝飾板材、型材,作為裝飾材料。
鈦鎂合金門的特點:
1、隔音
衛生間馬桶的沖水聲、淋浴聲,廚房的炒菜聲和油煙機的馬達聲,構成了噪音源,干擾了其他廳房的寧靜。鈦鎂合金門內部以其獨特的網格狀或條格狀結構,加之嚴密的接縫,鈦鎂合金門比木門尤其是比鋁合金門具有更好的隔音效果。
2、環保
鈦鎂合金門與木門相比,木門一般都需要使用油漆飾面,油漆與人工合成的木板內,殘存著大量甲醛等有害物質,危害健康。而鈦鎂合金門因為無毒、無其他有害物質而符合環保要求,鈦鎂合金門是新一代環保產品。鈦鎂合金門防火:相對於木門(特別是油漆後的木門)的怕火、易燃、助燃等特性,鈦鎂合金門則有遇火自熄、阻燃、防火的性能。
3、防潮
由於廚房和衛生間經常處於潮溼的狀況,木門不可避免會受潮、膨脹、變形、腐爛,而鈦鎂合金門卻具有明顯的防潮特性,成分穩定,抗老化、不變形,使用壽命長達30年以上;在這一點上,在容易受梅雨季節影響的浙江地區,鈦鎂合金門的防潮功能就顯得尤為突出了。
4、防腐蝕
鈦鎂合金門與木門和鋁合金門相比,木門和鋁合金門極易受到酸、鹼、鹽分和廢氣的侵蝕,使木門褪色、變黃、脫漆、沾污、腐爛,讓鋁合金門產生氧化、生銹。鈦鎂合金門卻不受上述任何物質的侵襲和影響,鈦鎂合金門適合在各種自然環境中使用。即使臟污,鈦鎂合金門可使用任何清潔劑,非常容易清洗。
鈦鎂合金門是室內門,而鋁合金門還有塑鋼門窗、斷橋鋁門窗都是室外門窗,主要用於封陽台的門窗,兩者之間的用處不一樣,導致材料的性能和厚度也是不一樣的。
Ⅲ 鈦合金在發煙硝酸和濃硫酸中的耐腐蝕性怎麼樣
TiO2,只要二氧化鈦膜沒有溶解磨損,那就應該沒事。
鈦合金在強氧化酸面前由於表面生成的氧化膜很緻密且不會被破壞,故能夠耐這樣的腐蝕。鋁也一樣。
306129770
4樓: Originally posted by peterflyer at 2016-09-05 20:50:46
鈦合金在強氧化酸面前由於表面生成的氧化膜很緻密且不會被破壞,故能夠耐這樣的腐蝕。鋁也一樣。
但是鈦在發煙硝酸中腐蝕很嚴重。不知道加入了濃硫酸會怎麼樣
peterflyer
5樓: Originally posted by 306129770 at 2016-09-05 21:13:50
但是鈦在發煙硝酸中腐蝕很嚴重。不知道加入了濃硫酸會怎麼樣...
可以做一下試驗看看。
Ⅳ 鈦合金的主要用途是什麼
1、航空航天領域用鈦大國集中在西方國家,尤其是美國,60%的鈦材都應用到這個領域。亞洲國家,日本和中國在此領域中鈦的投入量均在10%左右。但是近年來隨著亞洲航空航天的飛速發展,鈦在航空航天領域的消費量將會隨之增長。從全球角度來看,航空業對鈦市場起著決定性的作用,從歷史上看,鈦行業大的周期輪回都和航空業的冷暖密切相關。
2、民用飛機
(1)減輕結構重量、提高結構效率
(2)符合高溫部位的使用要求
(3)符合與復合材料結構相匹配的要求
(4)符合高抗蝕性和長壽命的要求
3、軍事飛機
軍用武器的開發與采購不斷向著輕便、靈活方向發展,為了滿足戰斗機對戰斗性能要求,除了採用先進的設計技術外,還必須採用額性能優良的材料以及先進的工藝製造技術。大量選用鈦合金、提高先進鈦合金應用水平就是重要措施之一。
自20世紀60年代以來,國外軍用飛機的鈦量逐年增加,當前歐美設計的各種先進軍用戰斗機和轟炸機中鈦合金用量已經穩定在20%以上,並且新機型的用鈦量佔比正在大幅提升。
4、汽車
降低燃油消耗、減少有害廢棄物(CO2、NOX 等)排放已經成為汽車行業技術進步的主要動力和方向之一。研究表明,輕量化是實現節省燃料、減少污染的有效措施。汽車的質量每降低10%,燃料消耗可節省8%-10%,廢氣排放可減少10%。
在駕駛方面,汽車輕量化後加速性能提高,車輛控制穩定性、噪音、振動方面也都有改善。從碰撞安全性考慮,汽車輕量化後,碰撞時慣性小,制動距離減少。
汽車輕量化的首選途徑就是用高比強度的輕質材料,如鋁、鎂、鈦等替代傳統的汽車材料(鋼鐵)。2009年全球汽車用鈦量已達3000噸。鈦在賽車上的應用已有許多年的歷史目前賽車幾乎都使用了鈦材,日本汽車用鈦已超過600噸,隨著全球汽車工業的發展,汽車用鈦還在快速增加。
5、醫療行業
鈦在醫療領域有著廣泛的應用。鈦與人體骨骼接近,對人體組織具有良好的生物相容性、無毒副作用。人體植入物是與人的生命和健康密切相關的特殊的功能材料。同其它金屬材料相比較,使用鈦及鈦合金的優勢主要有以下幾點:
1 質輕;2 彈性模量低;3無磁性;4 無毒性;5 抗腐蝕性;6 強度高、韌性好。
外科植入物中的鈦合金用量正以每年5%-7%的速度增長。採用鈦及鈦合金製造的股骨頭、髖關節、肱骨、顱骨、膝關節、肘關節、肩關節、掌指關節、頜骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴張器、夾板、假體、緊固螺釘等上百種金屬件移植到人體中,取得了良好的效果,被醫學界給予了很高的評價。
6、化工行業
鈦具有優良的耐腐蝕性能、力學性能和工藝性能,被廣泛應用於國民經濟許多部門。特別是在化工生產中,用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料。這對增加產量,提高產品質量,延長設備使用壽命,減少消耗,降低能耗,降低成本,防止污染,改善勞動條件和提高勞動生產率等方面都有十分重要的意義。
7、海洋工程
隨著科學技術的發展和陸地資源日趨枯竭,人類開發利用海洋已經提到日程上來了。鈦對於海水有優異的耐蝕性能,大量運用於海水淡化、艦船、海洋熱能開發和海底資源開采等領域。
8、日常生活
鈦在日常生活中的應用非常廣泛,可謂無處不在,例如高爾夫球頭、自行車車架、網球拍、輪椅、眼鏡架等都會應用到鈦。
鈦以其輕質、強度高的特性在體育用品中的應用,從最早的網球拍、羽毛球拍逐步擴展到了高爾夫球頭、球桿以及賽車等。
2008年我國體育休閑占總消費量的13%,其中僅高爾夫球頭和球桿的用鈦量就超過了1000噸。鈦合金做成的自行車車架也頗受歡迎,目前有近50價公司生產鈦自行車,美國早已是最大的鈦自行車生產商和消費國。
鈦輕質的特點也應用到眼鏡架中,而且鈦又不易與皮膚發生過敏,並且鈦表面經陽極處理可有絢麗色彩,因此從20世紀80年代初就開始應用於鏡架中。
(4)干打磨鈦合金工作的煙有什麼危害擴展閱讀
鈦被認為是一種稀有金屬,這是由於在自然界中其存在分散並難於提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣布於地殼及岩石圈之中。鈦亦同時存在於幾乎所有生物、岩石、水體及土壤中。
從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法 或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用於製造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4)(作催化劑和用於製造煙幕作空中掩護)及三氯化鈦(TiCl3)(用於催化聚丙烯的生產)。
Ⅳ 鈦鎂合金門與鋁合金門有什麼區別
一、特點不同
1、鈦鎂合金門:具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難。 在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。
2、鋁合金門:材質較輕;密封性好;色澤美觀;加工方便。
二、主要成分不同
1、鈦鎂合金門:主要成份是鈦,但鎂的含量也很多。
2、鋁合金門:將表面處理過的鋁合金型材,經下料、打孔、銑槽、攻絲、製作等加工工藝面製作成的門框構件,再用連接件、密封材料和開閉五金配件一起組合裝配而成。
三、用途不同
1、鈦鎂合金門:鈦鎂合金主要是用於建築材料的再加工,比如鈦鎂合金鋁門,鈦鎂合金裝飾門窗花等等。
2、鋁合金門:包括以鋁合金作受力桿件(承受並傳遞自重和荷載的桿件)基材的和木材、塑料復合的門。
(5)干打磨鈦合金工作的煙有什麼危害擴展閱讀:
鋁合金門是將表面處理過的鋁合金型材,經下料、打孔、銑槽、攻絲、製作等加工工藝面製作成的門框構件,再用連接件、密封材料和開閉五金配件一起組合裝配而成的一種門。
1、按門開啟方式分:推拉式鋁合金門,平開式鋁合金門,折疊式鋁合金門。
2、按外門框種類分:普單外框鋁門,單麵包牆鋁門,全框封牆鋁門。
3、按鋁材寬度分:46系、50系、65系、70系、80系、85系、90系、 93系、99系等 鋁合金門。
Ⅵ 關於金屬鈦
【摘要】元素鈦(Ti是一種過渡金屬,在過去很長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,鈦及其億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。科學家預言:21世紀金屬鈦將是冶金工業是最重要產品之一。
人類在使用金屬的歷史進程中,經歷了銅、鐵、鋁之後,第四種將被廣泛應用的金屬元素是哪一種呢? 這種金屬已被科學家預言為鈦。這是因為鈦具有熔點高、硬度大、可塑性強、密度小、耐腐蝕等優點。
一、鈦的發現和性質
鈦是1791年被英國牧師格累高爾發現的。1795年馬丁,克拉普羅特在分析一種金紅石時,認識到這種礦石是一種金屬氧化物,並將這種金屬命名為鈦,由於鈦很容易和常見的金屬形成合金,在發現後很多年內,許多人企圖從它的化合物中將它分離出來,都未獲成功,直到1910年才由美國化學家亨特將很純的TiCl4和金屬Na一齊放進耐高壓的鋼缸中,將缸加熱到紅熱,冷卻後,洗去NaCl得到純度高達99.9%的鈦。
鈦的年產量表
1910年
1947年
1948年
1955年
1957年
1962年
1972年
0.2噸
2噸
10噸
1.7萬噸
2萬噸
10萬噸
20萬噸
進入70年代以來,鈦的年產量仍以15%的速度穩步上升。例如英國,10年內對鈦材料的需求量至少增長了800%。
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HF+HCl(H2SO4)中,鈦最突出的性能是對海水的抗腐蝕性很強,有人將一塊鈦沉入海底,五年以後取上一看,上面粘附著許多小動物與海底植物,本身卻一點也沒有被銹蝕,依上亮光閃閃!
二、鈦及其主要化合物的應用
鈦具有超眾的性能和儲藏量大(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、在海水中含量是1ug/L,在海底結核中也含有大量的鈦)的特點。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。在電影的底片和正片製作中,需要使用多種強酸強鹼等葯物,它們對洗印設備腐蝕十分嚴重,洗印設備中的齒輪最多隻能使用幾個月,1980年西安電影製片廠試用鈦材,結果設備運轉一年多時間,齒輪絲毫沒有腐蝕。
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一,1克鈦白可以把450多平方厘米的面積塗得雪白。特別可貴的是鈦白無毒。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。
如何開發海水中的鈾資源,是個大難題,海水中含有40萬噸鈾,從1956年起,人們才找到一種最有希望的鈾吸附劑—水合二氧化鈦,從此研製了一套以二氧化鈦為基礎的海洋提鈾技術,每克吸附劑已達到吸附1毫克鈾的水平。
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。
三、鈦合金的應用
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。
目前人類對鈦的應用僅僅是一個良好的開端,金屬鈦的前程無量,所以鈦被授予「21世紀金屬」的稱號。
Ⅶ 鈦合金對人有害嗎
鈦合金對人體無害,可以用於醫療領域。
鈦金屬在醫療領域的使用也是比較廣泛的。大量用於牙齒修復和再造中, 還可以應用在人體骨骼、 組織移植和再造中。制人造髖關節、膝關節、肩關節、脅關節、頭蓋骨,主動心瓣、骨骼固定夾。
其他作用:
1、航空、 航天方面的應用
鈦的密度小, 又具有高的熱強性和持久強度和良好的耐腐蝕性, 鈦及其合金的強度與鋼材的強度相當, 但重量卻是鋼材的 57%, 因此用鈦合金常應用於航空、 航天方面。
2、工業生產方面的應用
由於鈦在酸、 鹼、 煙介質中具有非常的耐腐蝕,因此呈現較好的穩定性的特點中。鈦屬於化學性質比較活潑的金屬。加熱時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬作用。
鈦金屬是一種過渡金屬
大多數過渡金屬都是以氧化物或硫化物的形式存在於地殼中,只有金、銀等幾種單質可以穩定存在。
最典型的過渡金屬是4-10族。銅一族能形成配合物,但由於d10構型太穩定,最高價只能達到+3。靠近主族的稀土金屬沒有可變價態,也不能形成配合物。
12族元素只有汞有可變價態,鋅基本上就是主族金屬。由於性質上的差異,有時銅、鋅兩族元素並不看作是過渡金屬,這時d區元素這一概念也就縮小至3到10族,銅鋅兩族合稱ds區元素。
以上內容參考:網路—鈦金屬,網路—過渡金屬
Ⅷ 氬弧焊對人體有危害嗎
氬弧焊與焊條電弧焊相比對人身體的傷害程度要高一些,氬弧焊的電流密度大,發出的光比較強烈,它的電弧產生的紫外線輻射,約為普通焊條電弧焊的5~30
倍,紅外線約為焊條電弧焊的1~1.5倍,在焊接時產生的臭氧含量較高,因此,盡量選擇空氣流通較好的地方施工,不然對身體有很大的傷害。
鎢極氬弧焊安全規程
1)焊接工作場地必須備有防火設備,如砂箱、滅火器、消防栓、水桶等。易燃物品距離焊接場所不得小於5m。若無法滿足規定距離時,可用石棉板、石棉布等妥善覆蓋,防止火星落入易燃物品。易爆物品距離焊接所不得小於10m。氬弧焊工作場地要有良好的自然通風和固定的機械通風裝置,減少氬弧焊有害氣體和金屬粉塵的危害。
2)手工鎢極氬弧焊機應放置在乾燥通風處,嚴格按照使用說明書操作。使用前應對焊機進行全面檢查。確定沒有隱患,再接通電源。空載運行正常後方可施焊。保證焊機接線正確,必須良好、牢固接地以保障安全。焊機電源的通、斷由電源板上的開關控制,嚴禁負載扳動開關,以免形狀觸頭燒損。
3)應經常檢查氬弧焊槍冷卻水系統的工作情況,發現堵塞或泄漏時應即刻解決,防止燒壞焊槍和影響焊接質量。
4)焊人員離開工作場所或焊機不使用時,必須切斷電源。若焊機發生故障,應由專業人員進行維修,檢修時應作好防電擊等安全措施。焊機應至少每年除塵清潔一次。
5)鎢極氬弧焊機高頻振盪器產生的高頻電磁場會使人產生一定的頭暈、疲乏。因此焊接時應盡量減少高頻電磁場作用的時間,引燃電弧後立即切斷高頻電源。焊槍和焊接電纜外應用軟金屬編織線屏蔽(軟管一端接在焊槍上,另一端接地,外面不包絕緣)。如有條件,應盡量採用晶體脈沖引弧取代高頻引弧。
6)氬弧焊時,紫外線強度很大,易引起電光性眼炎、電弧灼傷,同時產生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此,焊工操作時應穿白帆布工作服,戴好口罩、面罩及防護手套、腳蓋等。為了防止觸電,應在工作台附近地面覆蓋絕緣橡皮,工作人員應穿絕緣膠鞋。