鈦鎂合金型材

【專家解說】：元素鈦是一種過渡金屬，在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人們一直認(rèn)為它是一種稀有金屬。從20世紀(jì)40年代以后，鈦及其億合物被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域?？茖W(xué)家預(yù)言：21世紀(jì)金屬鈦將是冶金工業(yè)是最重要產(chǎn)品之一。 人類在使用金屬的歷史進(jìn)程中，經(jīng)歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬元素是哪一種呢? 這種金屬已被科學(xué)家預(yù)言為鈦。這是因?yàn)殁伨哂腥埸c(diǎn)高、硬度大、可塑性強(qiáng)、密度小、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 鈦是1791年被英國(guó)牧師格累高爾發(fā)現(xiàn)的。1795年馬丁，克拉普羅特在分析一種金紅石時(shí),認(rèn)識(shí)到這種礦石是一種金屬氧化物，并將這種金屬命名為鈦，由于鈦很容易和常見的金屬形成合金,在發(fā)現(xiàn)后很多年內(nèi)，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(guó)化學(xué)家亨特將很純的TiCl4和金屬Na一齊放進(jìn)耐高壓的鋼缸中，將缸加熱到紅熱,冷卻后,洗去NaCl得到純度高達(dá)99.9％的鈦。 鈦外觀似鋼，具有銀灰光譯。鈦的強(qiáng)度大，鈦合金抗拉強(qiáng)度達(dá)180kg/mm3。鈦的特性是度小(4.51g/cm3），硬度大，熔點(diǎn)高(1675℃），高純度鈦具有良好的可塑性,但當(dāng)有雜質(zhì)存在時(shí)變得脆而硬。在室溫時(shí)鈦不與氯氣、稀硫酸、稀鹽酸和硝酸作用，但能被氫氟酸、磷酸、熔融堿侵蝕。鈦很容易溶解于HF+HCl（H2SO4）中，鈦?zhàn)钔怀龅男阅苁菍?duì)海水的抗腐蝕性很強(qiáng),有人將一塊鈦沉入海底,五年以后取上一看，上面粘附著許多小動(dòng)物與海底植物，本身卻一點(diǎn)也沒有被銹蝕,依上亮光閃閃! 鈦具有超眾的性能和儲(chǔ)藏量大（在地殼中約占總重量的0.42%,在金屬世界里排行第七,含鈦的礦物多達(dá)70多種、在海水中含量是1ug/L，在海底結(jié)核中也含有大量的鈦)的特點(diǎn)。目前鈦的用途發(fā)展很快，已被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、軍工、輕工、化工、紡織、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域。 極細(xì)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(qiáng)15倍,使用壽命比不銹鋼長(zhǎng)10倍以上。在電影的底片和正片制作中，需要使用多種強(qiáng)酸強(qiáng)堿等藥物,它們對(duì)洗印設(shè)備腐蝕十分嚴(yán)重，洗印設(shè)備中的齒輪最多只能使用幾個(gè)月，1980年西安電影制片廠試用鈦材,結(jié)果設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一年多時(shí)間，齒輪絲毫沒有腐蝕。 鈦在外科醫(yī)療手術(shù)上的應(yīng)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(gè)缺點(diǎn)，就是接骨愈合之后，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(huì)因生銹而對(duì)人體產(chǎn)生危害。如果改用鈦制的“人造骨胳”將使骨科技術(shù)完全改觀。在頭損壞的地方,用鈦片與鈦螺絲釘，過了幾個(gè)月，骨頭就會(huì)重新生長(zhǎng)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(lián)，起到支撐和加固作用,所以,鈦被人們贊譽(yù)為“親生物金屬”?，F(xiàn)在它已開始應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肋關(guān)節(jié)、頭蓋骨、主動(dòng)心瓣、骨骼固定夾等方面。 在煉鋼工業(yè)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(zhì)之一，1克鈦白可以把450多平方厘米的面積涂得雪白。特別可貴的是鈦白無毒?，F(xiàn)在每年用做顏料的二氧化鈦有幾十萬噸。 由于二氧化鈦具有高熔點(diǎn)的性質(zhì)，常被用來制造耐火玻璃、釉料、琺瑯、陶土、耐高溫的實(shí)驗(yàn)器皿等。 如何開發(fā)海水中的鈾資源，是個(gè)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，從此研制了一套以二氧化鈦為基礎(chǔ)的海洋提鈾技術(shù)，每克吸附劑已達(dá)到吸附1毫克鈾的水平。 四氯化鈦在濕空氣中會(huì)冒出大量白煙。由于它具有這種特性,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(zhǎng)城,擋住了敵人的視線。 鈦酸鋇晶體被廣泛應(yīng)用于超聲波儀器和水底探測(cè)器中。這是因?yàn)榫哂惺軌簲馗淖冃螤顣r(shí)，會(huì)產(chǎn)生電流；一旦通電又會(huì)改變形狀。把鈦酸鋇放在超聲波中，它受壓便會(huì)產(chǎn)生電流，由它所產(chǎn)生的電流的大小可以測(cè)知超聲波的強(qiáng)弱；相反，用高頻電流通過它，則可以產(chǎn)生超聲波。 在用金色裝飾工藝品和日用品中，由于它們的硬度低、容易刺破和磨損，不能耐久。當(dāng)在這些物質(zhì)的表面鍍一層氮化鈦時(shí)，外觀幾乎和黃金的鍍層一模一樣，而比黃金以及硬質(zhì)合金更耐磨，這種鍍層被譽(yù)為具有“永不磨損性”。 有機(jī)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(gè)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(gè)問題解決了，人們就可以用氫做燃料。 “鈦飛機(jī)”可以減輕機(jī)體重量5噸，多載乘客100多名。在新型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，鈦合金已占整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)重量的18～25％；在最新出現(xiàn)的超音速飛機(jī)上，鈦的使用量幾乎占到整個(gè)機(jī)體結(jié)構(gòu)總重量的95％，所以，如果沒有鈦合金就很難發(fā)展目前的超音速飛機(jī)。 用鈦制造的潛艇，不僅比鋼制潛艇經(jīng)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。用鈦制造軍艦、輪船，不用涂漆，在海水中航行幾年也不會(huì)生銹。由于鈦不是鐵磁體物質(zhì)，不會(huì)被磁水雷發(fā)現(xiàn)，這點(diǎn)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(guī)武器步槍和機(jī)槍的壽命也只能是最初的4.5秒。 利用鈦和鋯對(duì)空氣的強(qiáng)大吸收力，可以除去空氣，造成真空。用鈦鋯合金制成的真空泵，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(dǎo)材料。清華大學(xué)利用光學(xué)干涉原理和離子氮化鈦處理制成了畫面清晰、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(yè)上最常用的。 碳化鈦（TiC）頗象碳化鐵，具有金屬光澤?？伤忍蓟F具有更高的熔點(diǎn)和更高的硬度。所以,它有著實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 用鈦制器皿保存的食物，色、香、味經(jīng)久不衰；鈦制炊具既輕巧,又不會(huì)生銹，最合科學(xué)衛(wèi)生。 用鈦合金制成的高壓容器，能夠耐受2500個(gè)大氣壓的高壓。 鈦和鎳組成的合金，被成為“記憶合金”。這種合金制成預(yù)先確定的形狀,再經(jīng)定型處理后,若受外力變形，只要稍微加熱便可恢復(fù)原來的面貌。這種合金目前已在不少領(lǐng)域得到應(yīng)用。如美國(guó)阿波羅號(hào)飛船上用的天線，就是這種記憶合金；上海第一醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院已將這種記憶合金用于婦女絕育手術(shù)中；另外還可用于儀表、電子裝置等領(lǐng)域。 現(xiàn)在，對(duì)鈦的廣泛使用最大障礙是鈦很難冶煉。因?yàn)殁伒娜埸c(diǎn)很高,冶煉鈦就要在更高的溫度下進(jìn)行,而在高溫下鈦的化學(xué)性質(zhì)又變得很活潑，因此冶煉要在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行,還要不使用含氧材料，這就對(duì)冶煉設(shè)備、工藝提出了很高的要求。目前冶煉的鈦70%左右用在制造飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等方面。 目前人類對(duì)鈦的應(yīng)用僅僅是一個(gè)良好的開端，金屬鈦的前程無量,所以鈦被授予“21世紀(jì)金屬”的稱號(hào)。 小高音頭都是用鈦?zhàn)龅?/div>