㈠ 钛的性能
钛是一种银白色的过渡金属,其性能表现为重量轻、强度高、具金属光泽,耐湿氯气腐蚀。
钛被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富,在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。
从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛,可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)(作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护)及三氯化钛(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生产)。
扩展资料:
钛在各个领域中的应用:
钛的强度大,纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。
钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。
钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,氢化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。
参考资料来源:网络-钛
㈡ 碳纤维有多硬
碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料,仅次于金刚石的硬度。
碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成,而我们所认知的高硬度,超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素,那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时,之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度,抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时,孔隙体积含量每增加1%,层间剪切强度大约降低7%。并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。
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碳纤维特点:
1、高碳物质
在“铅笔”中H指数越高代表含碳量越高,B越高代表石墨含量越高。用起来H高的自然就硬一些,B高的,自然就消耗快一点。石墨和钻石同属于碳元素构成物质,由于原子构成不同,所以物理特性不同。但是在材料界中有一个共性,那就是含碳物质拥有极高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和众多超级跑车将碳纤维用作车体的材料是因为同等体积下的碳纤维比钢铁轻了20%-30%。但是硬度却超过钢铁10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高时速引起的,有些是因为锋利的碳纤维残片能够轻易的切割开头盔护具。
也是因为在硬度上有着极强的表现,在民用量产车中,碳纤维只允许做为加固主体而并非大面积外表件的材料应用。
3、低阻燃率
碳纤维在物理特性的方面虽然很出色,但在某些化学特性上的表现并不是很好。例如抗阻燃方面较差。
㈢ 我想知道有关钛的一切
钛(Titanium):元素符号Ti,原子序数22,原子量47.88,在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。钛是地壳中分布最广和丰度高(6320×10-6)的元素之一,占地壳重量的0.61%列居第9位;而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位,是制取钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛、钛金属及钛材、焊条涂料的重要原料。由于金属钛呈银白色,具有熔点高(1727℃)、比重轻(4.5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温下电阻率几乎为0)、耐磨蚀、线钛塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、还原性强等特点;钛的氧化物——二氧化钛(钛白),具有无毒、良好的物理化学稳定性(1000℃煅烧后不熔于任何酸和碱)、折射指数高(2.55~2.70),以及很强的白度、着色力(1150~1650)、遮盖力(40~50g/m2)、耐温性、抗粉化等特征,被称为“颜料之王”。因此,钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新型结构材料、防腐材料,被誉为“继铁、铝之后处于发展中第三金属”和“战略金属”,也是“很有希望的金属材料”,在航空、航天、舰船、军工、冶金、化工、机械、电力、海水淡化、交通运输、轻工、环境保护、医疗器械等领域,有着广泛的应用,并创造了巨大的经济效益和社会效益,在国民经济发展中有其重要的地位和作用。
一、矿物原料特点
钛是典型的亲石元素,常以氧化物矿物出现。地壳中含TiO2在1%以上的矿物有80余种,具有工业价值的有15种,我国主要利用的有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等(表3.5.1)。它们既有原生的(岩矿),也有次生的(风化残坡积及沉积砂矿)。我国各主要产地钛矿物原料基本特点概述对比如表3.5.2。
二、用途与技术经济指标
钛原料主要用来生产钛白(二氧化钛)、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。它们所占的比例,我国和国外稍有不同。钛白,我国占88%,国外占92.4%;金属钛(海绵钛),我国占10%,国外占5.3%;含钛钢及焊条涂料,我国占2.0%,国外占2.3%。
钛白不仅是性能优异的白色颜料,而且是重要的化工原料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料,色彩鲜艳,色调纯正;钛白是纸张的高级填料,使纸张薄而不透明,白度高,光泽好,强度大和光滑好用。钛白用于塑料工业,是不透明的着色剂;用于橡胶工业,使白色和浅色橡胶强度高,伸展率大,耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料,使透明的化纤具永久性消光效果,并可提高韧性。此外,还用于搪瓷、电器、电子原料等等方面。
钛精矿经冶炼成海绵钛后,再铸锭并制成工业纯钛和钛合金钛材。钛和钛合金钛材主要用于航空和宇航部门。与合金钢相比,钛合金可使飞机重量减轻40%。其他如人造卫星外壳、飞船蒙皮、火箭发动机壳体、导弹等等,钛合金都可大显身手。非宇航部门使用工业纯钛和钛合金主要在于发电站冷凝器、接触海水装置、化学装置和一些机械工程等方面。尤其是海水淡化加热器用钛是钛工业发展中划时代事件。兵工部门将钛主要用于舰船和兵器生产。
金属钛除主要用于生产工业纯钛和钛合金外,另一用途是为钢铁工业生产钛铁合金和含钛钢。钛在钢中作为添加元素,可以改变钢的性能。使钢在同样回火温度下,具有更高的强度和硬度,或同样硬度要求下,回火到更高的温度。目前,我国含钛钢有高强度低合金钢、结构钢、不锈钢、耐热合金、超高强度钢和磁钢等钢种系列,广泛用于汽车、船舶和石油钻探等方面,已发展成为仅次于锰钢的第二大钢系。
主要含钛矿物金红石还是优质电焊条涂层不可缺少的原料。
三、矿业简史
1789年,英国业余矿物学家格雷戈尔(William Gregor)神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石(钛铁矿)中发现一种新的元素(钛),当时命名为“默纳金尼特”(Menaccanite)。
1795年,德国化学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物,即是现在的金红石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希腊神话中天地之子Titans(泰坦神)命名为钛(Titanium)。“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。
我国钛矿资源的地质勘查,主要是新中国成立后的50年代至60年代进行的,并相继投入开发;我国钛矿资源的深加工利用(生产钛白、焊条涂料、海绵钛、钛金属、钛材等),则是从1954年由北京有色金属研究院研制海绵钛开始,1958年沈阳有色金属加工厂建成海绵钛及钛材加工车间投产,60年代末开始形成钛工业体系(生产海绵钛、钛加工材等多种产品),至1997年,我国钛工业已形成矿山-冶炼-加工和科研-设计-生产-应用两个相互关联、比较完整的体系。我国是世界上钛精矿、锻轧钛、钛制品、钛氧化物和锐钛型钛白颜料的出口国之一。
㈣ 请问钛合金、钨合金、钢铁的硬度和重量的比较!
硬度:钛合金>钢铁>钨合金
重量:钨合金>钢铁>钛合金
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
钨合金硬 度 42HRC min,抗拉强度 1400MPa min.旋锻变形过程中工件和模具间用石墨润滑。加工后的钨棒密度可达18.8~19.2克/厘米3。由于方坯锻成圆坯,各部位变形不同,使组织不均匀,此时应进行再结晶退火。旋锻棒材的最终直径为3毫米左右。
铁碳合金分为钢与生铁两大类,钢是含碳量为0.03%~2%的铁碳合金。密度6.3-7.12/立方厘米。钢中含杂质元素极少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,
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掺杂钨丝是在钨粉中添加 1%左右的硅、铝和钾的氧化物,在垂熔(自阻烧结)过程中,添加剂氧化钾挥发,在材料内部形成气孔,气孔经加工后沿轴向拉长;退火后,拉长气孔形成弥散的平行于丝轴的气泡行,这种弥散的气泡俗称为钾泡。
钾泡阻碍钨晶粒的横向长大,提高钨的高温抗下垂性能,还可改善再结晶后的室温塑性,有利于绕丝和运输贮存。中国掺杂钨丝依高温蠕变值有WAl1、WAl2、WAl3三种牌号。
钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。
室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
㈤ 花岗岩的硬度范围是多少
花岗岩的摩氏硬度在6到7度左右。
花岗岩 一种深成酸性火成岩。俗称花岗石。二氧化硅含量多在70%以上。颜色较浅,以灰白色、肉红色者较常见。石英含量为20%~40%,碱性长石多于斜长石,约占长石总量的 2/3 以上。
花岗岩还可以根据暗色矿物种类进一步命名,如暗色矿物主要是黑云母,可称为黑云母花岗岩,这是常见的一种花岗岩。如为黑云母和白云母,其含量接近相等,可称为二云母花岗岩,如果暗色矿物以角闪石为主,则称为角闪花岗岩,如果暗色矿物以辉石为主,则称为辉石花岗岩,几乎不含暗色矿物的则可称为白岗岩。
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由于花岗石形成的特殊条件和坚定的结构特点,使其具有如下独特性能:
(1) 具有良好的装饰性能,可适用公共场所及室外的装饰。
(2) 具有优良的加工性能:锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。其加工精度可达0.5μm以下,光度达1600以上。
(3) 耐磨性能好,比铸铁高5-10倍。
(4) 热膨胀系数小,不易变形,与铟钢相仿,受温度影响极微。
(5) 弹性模量大,高于铸铁。