㈠ 鈦的性能
鈦是一種銀白色的過渡金屬,其性能表現為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。
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)。
擴展資料:
鈦在各個領域中的應用:
鈦的強度大,純鈦抗拉強度最高可達180kg/mm2。有些鋼的強度高於鈦合金,但鈦合金的比強度(抗拉強度和密度之比)卻超過優質鋼。鈦合金有好的耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性,故多用作飛機發動機零件和火箭、導彈結構件。
鈦合金還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器。已有用鈦合金製造自動步槍,迫擊炮座板及無後座力炮的發射管。在石油工業上主要作各種容器、反應器、熱交換器、蒸餾塔、管道、泵和閥等。鈦可用作電極和發電站的冷凝器以及環境污染控制裝置。
鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應用。在醫療中,鈦可作人造骨頭和各種器具。鈦還是煉鋼的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的組元。鈦白粉是顏料和油漆的良好原料。碳化鈦,氫化鈦是新型硬質合金材料。氮化鈦顏色近於黃金,在裝飾方面應用廣泛。
參考資料來源:網路-鈦
㈡ 碳纖維有多硬
碳纖維材料是一種比普通鋼硬度高10倍的超硬材料,僅次於金剛石的硬度。
碳纖維是通過含碳量極高的有機高分子纖維按纖維線束方向堆砌而成,而我們所認知的高硬度,超強的抗剪切力並不是完全由材料特性所帶來的。這其中有個決定性因素,那就是臨界空隙。纖維與纖維之間的堆砌在低於某個臨界值時,之間的纖維孔隙指數會決定纖維的硬度,抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力學性能下降的臨界孔隙率是1%-4%。孔隙體積含量在0-4%范圍內時,孔隙體積含量每增加1%,層間剪切強度大約降低7%。並且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,並顯著降低了層合板中層間界面的面積。當材料受力時,易沿層間破壞,這也是層間剪切強度對孔隙相對敏感的原因。
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碳纖維特點:
1、高碳物質
在「鉛筆」中H指數越高代表含碳量越高,B越高代表石墨含量越高。用起來H高的自然就硬一些,B高的,自然就消耗快一點。石墨和鑽石同屬於碳元素構成物質,由於原子構成不同,所以物理特性不同。但是在材料界中有一個共性,那就是含碳物質擁有極高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和眾多超級跑車將碳纖維用作車體的材料是因為同等體積下的碳纖維比鋼鐵輕了20%-30%。但是硬度卻超過鋼鐵10左右。因此在F1上很多事故的致死率並非全是由高時速引起的,有些是因為鋒利的碳纖維殘片能夠輕易的切割開頭盔護具。
也是因為在硬度上有著極強的表現,在民用量產車中,碳纖維只允許做為加固主體而並非大面積外表件的材料應用。
3、低阻燃率
碳纖維在物理特性的方面雖然很出色,但在某些化學特性上的表現並不是很好。例如抗阻燃方面較差。
㈢ 我想知道有關鈦的一切
鈦(Titanium):元素符號Ti,原子序數22,原子量47.88,在元素周期表中位於第4周期ⅣB族。鈦是地殼中分布最廣和豐度高(6320×10-6)的元素之一,佔地殼重量的0.61%列居第9位;而鈦資源則僅次於鐵、鋁、鎂而列居第4位,是製取鈦渣、人造金紅石、鈦白、海綿鈦、鈦金屬及鈦材、焊條塗料的重要原料。由於金屬鈦呈銀白色,具有熔點高(1727℃)、比重輕(4.5)、機械強度高(5)、耐低溫(超低溫下電阻率幾乎為0)、耐磨蝕、線鈦塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、還原性強等特點;鈦的氧化物——二氧化鈦(鈦白),具有無毒、良好的物理化學穩定性(1000℃煅燒後不熔於任何酸和鹼)、折射指數高(2.55~2.70),以及很強的白度、著色力(1150~1650)、遮蓋力(40~50g/m2)、耐溫性、抗粉化等特徵,被稱為「顏料之王」。因此,鈦及其氧化物、合金產品是重要的塗料、新型結構材料、防腐材料,被譽為「繼鐵、鋁之後處於發展中第三金屬」和「戰略金屬」,也是「很有希望的金屬材料」,在航空、航天、艦船、軍工、冶金、化工、機械、電力、海水淡化、交通運輸、輕工、環境保護、醫療器械等領域,有著廣泛的應用,並創造了巨大的經濟效益和社會效益,在國民經濟發展中有其重要的地位和作用。
一、礦物原料特點
鈦是典型的親石元素,常以氧化物礦物出現。地殼中含TiO2在1%以上的礦物有80餘種,具有工業價值的有15種,我國主要利用的有鈦鐵礦、金紅石和鈦磁鐵礦等(表3.5.1)。它們既有原生的(岩礦),也有次生的(風化殘坡積及沉積砂礦)。我國各主要產地鈦礦物原料基本特點概述對比如表3.5.2。
二、用途與技術經濟指標
鈦原料主要用來生產鈦白(二氧化鈦)、金屬鈦(海綿鈦)、含鈦鋼以及焊條塗料。它們所佔的比例,我國和國外稍有不同。鈦白,我國佔88%,國外佔92.4%;金屬鈦(海綿鈦),我國佔10%,國外佔5.3%;含鈦鋼及焊條塗料,我國佔2.0%,國外佔2.3%。
鈦白不僅是性能優異的白色顏料,而且是重要的化工原料。它廣泛用於塗料、油墨、塑料、橡膠、造紙和化纖工業。鈦白塗料,色彩鮮艷,色調純正;鈦白是紙張的高級填料,使紙張薄而不透明,白度高,光澤好,強度大和光滑好用。鈦白用於塑料工業,是不透明的著色劑;用於橡膠工業,使白色和淺色橡膠強度高,伸展率大,耐老化和不易褪色。它也是化學纖維的最佳消光材料,使透明的化纖具永久性消光效果,並可提高韌性。此外,還用於搪瓷、電器、電子原料等等方面。
鈦精礦經冶煉成海綿鈦後,再鑄錠並製成工業純鈦和鈦合金鈦材。鈦和鈦合金鈦材主要用於航空和宇航部門。與合金鋼相比,鈦合金可使飛機重量減輕40%。其他如人造衛星外殼、飛船蒙皮、火箭發動機殼體、導彈等等,鈦合金都可大顯身手。非宇航部門使用工業純鈦和鈦合金主要在於發電站冷凝器、接觸海水裝置、化學裝置和一些機械工程等方面。尤其是海水淡化加熱器用鈦是鈦工業發展中劃時代事件。兵工部門將鈦主要用於艦船和兵器生產。
金屬鈦除主要用於生產工業純鈦和鈦合金外,另一用途是為鋼鐵工業生產鈦鐵合金和含鈦鋼。鈦在鋼中作為添加元素,可以改變鋼的性能。使鋼在同樣回火溫度下,具有更高的強度和硬度,或同樣硬度要求下,回火到更高的溫度。目前,我國含鈦鋼有高強度低合金鋼、結構鋼、不銹鋼、耐熱合金、超高強度鋼和磁鋼等鋼種系列,廣泛用於汽車、船舶和石油鑽探等方面,已發展成為僅次於錳鋼的第二大鋼系。
主要含鈦礦物金紅石還是優質電焊條塗層不可缺少的原料。
三、礦業簡史
1789年,英國業余礦物學家格雷戈爾(William Gregor)神甫在其教區哥納瓦爾州的默納金山谷里的黑色磁性砂石(鈦鐵礦)中發現一種新的元素(鈦),當時命名為「默納金尼特」(Menaccanite)。
1795年,德國化學家克拉普羅特(M.H.Klaproth)在對岩石礦物作系統分析檢驗時發現一種新的金屬氧化物,即是現在的金紅石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希臘神話中天地之子Titans(泰坦神)命名為鈦(Titanium)。「鈦」亦即是格雷戈爾所稱的「默納金尼特」。
我國鈦礦資源的地質勘查,主要是新中國成立後的50年代至60年代進行的,並相繼投入開發;我國鈦礦資源的深加工利用(生產鈦白、焊條塗料、海綿鈦、鈦金屬、鈦材等),則是從1954年由北京有色金屬研究院研製海綿鈦開始,1958年沈陽有色金屬加工廠建成海綿鈦及鈦材加工車間投產,60年代末開始形成鈦工業體系(生產海綿鈦、鈦加工材等多種產品),至1997年,我國鈦工業已形成礦山-冶煉-加工和科研-設計-生產-應用兩個相互關聯、比較完整的體系。我國是世界上鈦精礦、鍛軋鈦、鈦製品、鈦氧化物和銳鈦型鈦白顏料的出口國之一。
㈣ 請問鈦合金、鎢合金、鋼鐵的硬度和重量的比較!
硬度:鈦合金>鋼鐵>鎢合金
重量:鎢合金>鋼鐵>鈦合金
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。
鎢合金硬 度 42HRC min,抗拉強度 1400MPa min.旋鍛變形過程中工件和模具間用石墨潤滑。加工後的鎢棒密度可達18.8~19.2克/厘米3。由於方坯鍛成圓坯,各部位變形不同,使組織不均勻,此時應進行再結晶退火。旋鍛棒材的最終直徑為3毫米左右。
鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類,鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵碳合金。密度6.3-7.12/立方厘米。鋼中含雜質元素極少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,
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摻雜鎢絲是在鎢粉中添加 1%左右的硅、鋁和鉀的氧化物,在垂熔(自阻燒結)過程中,添加劑氧化鉀揮發,在材料內部形成氣孔,氣孔經加工後沿軸向拉長;退火後,拉長氣孔形成彌散的平行於絲軸的氣泡行,這種彌散的氣泡俗稱為鉀泡。
鉀泡阻礙鎢晶粒的橫向長大,提高鎢的高溫抗下垂性能,還可改善再結晶後的室溫塑性,有利於繞絲和運輸貯存。中國摻雜鎢絲依高溫蠕變值有WAl1、WAl2、WAl3三種牌號。
鈦是同素異構體,熔點為1668℃,在低於882℃時呈密排六方晶格結構,稱為α鈦;在882℃以上呈體心立方晶格結構,稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點,添加適當的合金元素,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titanium alloys)。
室溫下,鈦合金有三種基體組織,鈦合金也就分為以下三類:α合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。
㈤ 花崗岩的硬度范圍是多少
花崗岩的摩氏硬度在6到7度左右。
花崗岩 一種深成酸性火成岩。俗稱花崗石。二氧化硅含量多在70%以上。顏色較淺,以灰白色、肉紅色者較常見。石英含量為20%~40%,鹼性長石多於斜長石,約占長石總量的 2/3 以上。
花崗岩還可以根據暗色礦物種類進一步命名,如暗色礦物主要是黑雲母,可稱為黑雲母花崗岩,這是常見的一種花崗岩。如為黑雲母和白雲母,其含量接近相等,可稱為二雲母花崗岩,如果暗色礦物以角閃石為主,則稱為角閃花崗岩,如果暗色礦物以輝石為主,則稱為輝石花崗岩,幾乎不含暗色礦物的則可稱為白崗岩。
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由於花崗石形成的特殊條件和堅定的結構特點,使其具有如下獨特性能:
(1) 具有良好的裝飾性能,可適用公共場所及室外的裝飾。
(2) 具有優良的加工性能:鋸、切、磨光、鑽孔、雕刻等。其加工精度可達0.5μm以下,光度達1600以上。
(3) 耐磨性能好,比鑄鐵高5-10倍。
(4) 熱膨脹系數小,不易變形,與銦鋼相仿,受溫度影響極微。
(5) 彈性模量大,高於鑄鐵。