|
|
|
新一代金属中的宠儿--钛及钛合金 |
| 来源：钛，钛合金，钛棒，钛板，钛设备，钛管，钛丝 发布时间：2012-8-23 11:11:20 |
钢是20世纪前流行世界的金属，铝、镁是20世纪流行世界的金属，那么钛及钛合金就是本世纪金属中的宠儿！
人们早在1789年就在钛磁铁矿中发现了二氧化钛（TiO2）,但是由于钛的熔点很高（约1660℃），必须在高温下冶炼，而高温下钛的化学性质又很深入浅出，因此冶炼钛特别困难，人们也一直将钛称为“稀有金属”。其实呢，正好相反，钛是地壳中含量较多的元素之一，约占地壳重量的0.6％，位居第力九位，是铜的80倍，银的6万倍，而钛资源在常用金属中则仅将于铁、铝、镁（其在地壳中的含量分别为8.13％、5％、2.1％）而列居第四位。
一直到20世纪50年代左右，人们终于找到了适用于钛合金的冶炼工艺及设备——真空自耗电极电弧炉，这样才使得钛开始走向工业化的生产。不过，最初的产量很少，直到20世纪80才有圈套的发展，就金属的应用来说，钛可以说是名副其实的“小弟弟”！
可是这个小弟弟却具有不寻常的综合优点，是一个人见人爱的“多面手”。它比钢轻得多（密度只有钢的60％左右），但比钢和铝更加结实（以同等重量而论），而且能抗腐蚀、耐高温、碉低温，还无磁、无毒、具有记忆功能等等。因为集如此众多的优点于一身，因此，钛被人们称为是继铁、铝之后的”第三金属。”
钛可以广泛应用于航空领域。目前蓝天上飞行的飞机很多老师用铝合金制造的。但是，当飞机的速度达到两倍音速时，机身的温度会比一倍音速的飞机高大约100℃;汉速度达到3倍音速的时候，机身温度又会高出200℃，达到大约300℃，这里铝合金的强度将会大大降低，如果强行飞行，铝合金飞机会在空中碎裂，发生十分可怕的空难事故。所以，人们一般将飞机速度达到音速2～3倍的区域看作是难以逾越的“热障”。那么，能不能越过这个障碍呢？能！倡用铝合金做机身是不行的，必须寻找更加优异的材料，而钛合金就是这些新型材料中的佼佼者。钛合金在温度达到550℃时，强度仍无明显的变化，所以它能胜任飞机以3～4倍音速下的飞行。
更可贵的是，钛合金还同时具有优异的耐低温性能，可在－196℃～－253℃的低温下保持较好的延伸性和韧性，特别适合于太空一干二净对材料的要求。因此，钛又被称为“太空金属”，广泛应用于人造卫星的外壳、航天飞机的骨架和蒙皮、卫星的登月舱及推进系统等，美国“双子星座”宇宙飞船座舱几乎全部用钛制成。
另外，由于钛具有极好的耐腐蚀性能，在相关有重要的应用。钛是目前能大量生产的、几乎不被海水腐蚀的金属之一，是舰船、海洋工程理想材料。比如，俄罗斯的台风级核潜艇每艘用钛就达到9000吨，不仅能增加潜水深度，而且可提高航行速度。钛还被大量用于海洋石油开采和海滨电站。因此，钛又被称为“海洋金属”。钛的耐腐蚀性能，更令它能在化工领域大显身手。现在，各种钛制设备已经广泛地应用到氯碱、纯碱、尿素、盐等各种制造行业，为这些行业带来了显著的经济效益。
而且，钛无毒、无磁性的特性，钛合金的弹性模量和人体骨骼的弹性模量相近，与人体具有很好的相容性，因此又被称为“生物金属”。用钛片和钛螺丝治疗骨折，有意想不到的效果，只要过几个月，新骨和肌肉就会和钛片结合起来。因此，钛是理想的人体牙科植入物和人工关节材料。
钛还是记忆合金家庭的重要组成成员，镍钛合金就是人们最早发现具有记忆疚的合金，这种合金能“记住”自己的天头，汉它受到外力而变形后，只要给予相应温度，又能“故态复萌”，恢复原形。而且由于含有钛，它的强度也很高。因此，这种合金成为用途最广的开关记忆合金，直到今天，它仍是性能最好的开形状记忆合金之一。
另外，作为结构霉烂，钛由于比（强度与密度之比）很高，在很多要求轻型、耐重荷的场合下，比钢铁这种传统的结构材料更有优势。比如，我国正在兴建的国家大剧院，其开的屋顶就采用了钛——不锈钢复合板，开了我国在建筑领域使用钛的先河。钛在美国车早已应用于建筑行业，又如，1984年开日本东京电力博物馆就采用了钛板作为屋顶，面积达750平方米，共用钛材1吨。
钛的出现，将金属材料的使用带入了一个崭新的时代。钛的优异性能使其成为“智慧金属”和“全能金属”，钛的未来可以说前途无量。 |
|
