1、簡述稀土元素的研究意義
世界上,90%以上的稀土資源都在我國,而稀土資源的作用范圍非常廣,從電回子產品,化工產品,生活用具,到答能源應用,都離不開它。可以說,這是一種非常重要的戰略性資源。當然,它還有許多其他價值,這里就不一一累述了。總之,掌握了稀土資源,無論是在科技還是生活,都會產生重大的影響。
2、鈦合金的化學分析是怎麼方法分析的
鈦及鈦合金的帶、片、板標准規范 本標準是在指定的B265規范下發布的;在這個指定的規范後面的數字表明了最初使用的年份,或如果做了修訂,最新修訂的年份。括弧中的數字表示重獲批準的年份。
3、gb/t 31981-2015 鈦及鈦合金化學成分分析方法有哪些方法
合金的主要成分有鈦,鋁,錫,釩,鉬,鈮. 鑄造鈦及鈦合金代號由ZT加A、B或C(分別表示α型、β型和α+β型合金)及順序號組成,順序號與同類型變形鈦合金的表示方法相同。
4、我在用ANSYS做葉片模型分析振動,材料是TC4鈦合金
最好用SOILD92單元,它具有是個節點,對於葉片這類模型劃分網格時更加實用,望採納,謝謝
5、鎳鈦合金馬氏體金相分析
鈦合金按組織可分三類.(1鈦中加入鋁和錫元素.2鈦中加入鋁鉻鉬釩等合金元素.3鈦中加入鋁和釩等元素.)鈦合金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.還有抗磨性差,生產工藝復雜.
titanium alloys
以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要,使鈦工業以平均每年約 8%的增長速度發展。目前世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦(TA1、TA2和TA3)。
鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件,其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業中應用,用於製作電解工業的電極,發電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國於1956年開始鈦和鈦合金研究;60年代中期開始鈦材的工業化生產並研製成TB2合金。
特點 鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優點:①比強度(抗拉強度/密度)高(見圖),抗拉強度可達100~140kgf/mm2,而密度僅為鋼的60%。②中溫強度好,使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作。③耐蝕性好,在大氣中鈦表面立即形成一層均勻緻密的氧化膜,有抵抗多種介質侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質中具有良好的耐蝕性,在海水、濕氯氣和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優異。但在還原性介質,如鹽酸等溶液中,鈦的耐蝕性能較差。④低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。⑤彈性模量低,熱導率小,無鐵磁性。
合金元素 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。
類別 鈦合金根據相的組成可分為三類:α合金,(α+β)合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
① α合金含一定量的穩定α相的元素,平衡狀態下主要由α相組成。α合金比重小,熱強性好、具有良好的焊接性和優異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分為全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α+β)合金含一定量的穩定α相和β相的元素,平衡狀態下合金的組織為α相和β相。(α+β)合金有中等強度、並可熱處理強化,但焊接性能較差。(α+β)合金應用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產量在全部鈦材中佔一半以上。
③ β合金含大量穩定β相的元素,可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分為可熱處理β合金(亞穩定β合金和近亞穩定β合金)和熱穩定β合金。可熱處理β合金在淬火狀態下有優異的塑性,並能通過時效處理使抗拉強度達到130~140kgf/mm2。β合金通常作高強度高韌性材料使用。缺點是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困難。
鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金(鈦-鉬,鈦-鈀合金等)、低溫合金以及特殊功能合金(鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金)等。典型合金的成分和性能見表。
熱處理 鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度;針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性;等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內應力、提高塑性和組織穩定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度選在(α+β)—→β相轉變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫區保溫使這些亞穩定相分解,得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點,達到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相轉變點以下40~100℃進行,亞穩定β合金淬火在(α+β)—→β相轉變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。此外,為了滿足工件的特殊要求,工業上還採用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。
鈦合金專利技術集:
1、一種含有釩鈦合金的球墨鑄鐵活塞環及生產加工方法
2、製造鈦合金提升閥的方法
3、高純氣體超聲霧化低氧鈦及鈦合金粉末制備方法及其產品
4、鈦合金葉片無餘量精鍛工藝用玻璃防護潤滑劑
5、高密度鈦合金體的製造方法
6、一種鈦合金彩色金相組織的顯示方法
7、鈦合金等離子表面合金化技術
8、鈦合金人工關節精密模鍛製造方法
9、鈦合金高爾夫球頭焊接艙
10、一種牙醫用鎳鈦合金根管銼
11、鎳鈦合金超彈性醫用導絲
12、兩片式鍛造鈦合金高爾夫球頭
13、鎳鈦合金眼鏡架
14、具有高鏡面反射率的鋁-鈦合金、含有此合金的反射層和包括此反射層的鏡子和零件
15、鈦合金及其制備方法
16、一種鈦合金微弧氧化技術
17、鈦合金提升閥
18、硅灰石塗層-鈦合金承載骨替換材料及制備方法
19、鈦合金准β鍛造工藝
20、用含氧化鈦炭陽極直接電解生產鋁鈦合金的方法
21、除鈦合金污染層溶液
22、一種鈦合金滲氧的方法
23、鈦合金眼鏡鏡腿組合件
24、頦部專用鈦合金小夾板
25、鈦合金電極ptc壓電陶瓷元件
26、高效防粘附鈦合金電暈極線
27、鈦合金汽車雨刷器
28、具有高彈性變形能力的鈦合金及其製造方法
29、鈦合金部件及其生產方法
30、一種鈦及鈦合金小截面異型材矯直方法
31、硅酸二鈣塗層-鈦合金承載骨替換材料及制備方法
32、鈦合金錶面抗氧化的鋁-銅-鐵-鉻准晶塗層的制備
33、一種碳基復合材料與鈦合金的釺焊方法
34、一種用於鈦合金非熔化極氬弧焊的焊劑
35、鈦合金波紋管超塑成形的方法
36、熱強鈦合金葉片的擠壓、精密輥鍛方法
37、一種生物活性鈦及鈦合金硬組織植入材料的制備方法
38、一種鈦合金化學鍍厚鎳的方法
39、溫加工製造鈦及鈦合金管的方法
40、一種新型口腔用鈦合金
41、用於加工鈦合金製品的等溫鍛造液壓機
42、一種鈦合金錶面共濺射沉積羥基磷灰石(ha)鈦(ti)梯度生物活性層的方法及其製品
43、演示鎳鈦合金雙向形狀記憶功能的裝置
44、肩鎖關節及鎖骨外鎳鈦合金接骨器
45、下脛腓復位內固定鎳鈦合金記憶鉤
46、可回收全覆膜鎳鈦合金食管內支架
47、一種鎳鈦合金牙根銼
48、加工鈦合金等溫鍛造液壓機上的帶缸滑塊裝置
49、加工鈦合金等溫鍛造液壓機上的快速換模裝置
50、加工鈦合金大型等溫鍛造液壓機上的頂出裝置
51、加工鈦合金大型等溫鍛造液壓機上的工作台調平裝置
52、加工鈦合金大型等溫鍛造液壓機上的工作台頂料裝置
53、加工鈦合金大型等溫鍛造液壓機上的移動式防護平台
54、高強度鈦合金及其制備方法
55、鈦及鈦合金製品的等離子體拋光方法
56、製造β-鈦合金的方法
57、鈦合金錶面原位生長高硬度耐磨陶瓷塗層方法
58、用石墨電極對鈦合金材料表面電火花放電強化處理的方法
59、一種血管支架用β型鈦合金
60、一種稀土鋁硅鈦合金的生產方法
61、一種鈦合金顱骨修復體制備方法
62、一種外科植入件用β型鈦合金
63、帶有四角液壓同步調平裝置的大型鈦合金製品鍛造液壓機
64、可回收全覆膜鎳鈦合金氣管內支架及其回收裝置
65、鈦以及鈦合金建材用的除變色清潔劑、以及除變色清潔方法
66、具有良好耐高溫腐蝕性和耐氧化性的耐熱性鈦合金材料及其製造方法
67、法鈦合金陽極氧化工藝
68、β型鈦合金及其製造方法
69、鈦合金化的鋁銅鎂銀系高強耐熱鋁合金
70、定向生長柱晶及單晶鈦合金的制備方法
71、ti-6al-4v鈦合金的脈沖大電源加熱焊接方法
72、一種基於電弧超聲的鈦合金焊接方法
73、齒外醫用鈦合金
74、外科植入物用醫用鈦合金
75、提高鈦合金基體表覆mcraly塗層壽命的方法
76、一種高強度低模量生物醫用鈦合金
77、一種鈦及鈦合金熔煉坩堝材料
78、含有釩鈦合金的球墨鑄鐵活塞環
79、鈦合金製品的脈沖電化學光整加工方法
80、高強度低合金鈦合金及其製造方法
81、鈦合金高爾夫球桿頭鑄件氧化鋯陶瓷型芯
82、一種低成本超塑性鈦合金
83、一種鈦合金錶面激光熔覆塗層復合材料
84、鈦合金錶面氧化鋯塗層制備方法
85、大容量鈦合金脈沖微弧陽極氧化動態控制電源
86、製造鈦合金提升閥的方法
87、鈦合金厚板焊縫x射線雙壁單影透照檢測方法
88、一種低成本的β型鈦合金及制備方法
89、鈦合金錶面耐磨塗層的火焰噴焊工藝方法
90、一種鈦合金滲氧-擴散固溶復合表面強化處理方法
91、一種鈦、鈦合金錠的加熱方法
92、一種超彈性低模量鈦合金及制備和加工方法
93、一種鈦合金准β熱處理工藝
94、包埋鈦或鈦合金金屬團蔟的金屬陶瓷薄膜
95、激光雕刻「類正弦」管式鎳鈦合金支架
96、一種大規格鈦合金中間坯棒材的生產方法
97、磨削鈦合金的工藝方法及砂輪
98、鈦合金熔膜鑄造用覆膜砂及其制殼工藝
99、磨削鈦合金的混合磨料砂輪
100、雙層包套擠壓鈦合金的方法
101、消除鈦或鈦合金錠中硬α相缺陷的方法及按此法製造的錠
102、電解用鈦合金陽極及其製造方法
103、寬束混合離子注入鈦合金人工全髖關節
104、一種鈦合金平葉片的保護端梢
105、一種在含有釩的鈦合金製成的葉片上塗覆鈷-鉻-鎢防護塗層的方法和一種有塗層的葉片
106、一種耐熱鈦合金
107、高強度高韌性鈦合金
108、向鈦合金葉片上塗敷保護層的方法及按此法獲得的葉片
109、α+β鈦合金顯微組織等軸細晶化工藝
110、大型汽輪機鈦合金長葉片精鍛工藝及裝置
111、顱骨缺損修復用鎳鈦合金鉚釘及板的製造方法
112、生物活性塗層-鈦合金人工骨人工關節及制備方法
113、顱骨缺損修復用**鈦合金鉚釘及板
114、一種硅鈦鐵合金的製造方法
115、細等軸顯微組織鈦和鈦合金製造方法
116、接鈦合金材料用的新型焊槍
117、細等軸顯微組織鈦和鈦合金材的制備方法
118、船用鈦合金
119、改進多組分鈦合金的方法及所制備的合金
120、鋁鈦合金膜織物復材料及其制備方法
121、製造具細針狀顯微組織的鈦和鈦合金的方法
122、高溫耐蝕鈦合金
123、電解二氧化錳用的鈦合金陽極
124、鈦合金高爾夫球具的製造方法
125、鋁鈦合金
126、鈦合金微型鋼板骨折固定術
127、鈦合金釣魚竿
128、一種55ompa級抗硝酸腐蝕鈦合金
129、一種用於鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金
130、製造冷軋不銹鋼帶材和金屬帶材,特別是鈦合金帶材的方法
131、鈦合金電極超聲霧化壓電換能器
132、一種以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭製作方法
133、改良結構的鈦合金及其他金屬高爾夫球頭
134、一種鑄造用鎳釩鈦合金生鐵及製法和用途
135、一種新型醫用鈦合金硅橡膠板
136、鈦合金高爾夫鐵桿頭
137、鎳鈦合金自動加壓裝置
138、一種新型耐蝕鈦合金
139、一種鈦及鈦合金型材冷拉伸的表面處理方法
140、一種含鈦合金的網球拍及其製法
141、高強度鈦合金及其製品以及該製品的製造方法
142、鈦或鈦合金部件及其表面處理方法
143、鈦和鈦合金的等離子體除銹皮
144、一種鈦合金燃燒速度的檢測方法
145、鈦合金球頭密閉焊箱
146、改善了的鋅基含鈦合金
147、鎳-鈦合金牙醫鉸刀的製造方法
148、一種鈦合金及鈦鋁金屬間化合物的高溫防護技術
149、塗層-鈦合金復合人工椎板
150、鎳鈦合金薄膜多元化學刻蝕劑
151、鈦合金基彌散強化的復合物
152、鈦合金提升閥及其表面處理
153、光亮電鍍用的鈦及鈦合金錶面活化處理方法及其活化液
154、眼鏡中鎳鈦合金部件的加固連接方法
155、鈦及鈦合金薄板一體化處理工藝及專用設備
156、鈦合金的離子轟擊時效兼表面強化方法
157、顆粒-增強的鈦合金的生產方法
158、陶瓷、鎢鈦合金錶帶
159、一種檢測鈦合金燃燒速度的燃燒室
160、鈦合金中空調節式人工椎體
161、雙向調節鈦合金椎節撐開壓縮固定器
162、鎳鈦合金前列腺靠背型支架
163、鋁鈦合金反射型絨毛保溫材料
164、兩相鋁化鈦合金
6、鈦合金氧化膜做SEM需要鍍金嗎
表面機械強化 工業採用機械處理清理、強化及光整金屬表面噴丸處理、滾壓加工、內孔擠壓及磨光拋光等其噴丸處理、拋光處理產應用廣泛 ()噴丸處理 噴丸處理利用高速噴射沙丸或鐵丸工件表面進行強烈沖擊使其表面發塑性變形達強化表面改變表面
7、鈦合金棒的應用標准介紹 有哪些技術要求?
鈦合金棒是一種用於工程建築的零件,這種零件的強度是很高的,而且外觀比較優美,主要用於現代化建設工程,是一種常見的工程零件。鈦合金棒是採用鈦合金製作的,在製作的過程中會添加一些其他的成分,以加強穩定性。大部分的建築領域都會使用鈦合金棒鈦和金範可以穩定建築物的結構。下面我們來看一下鈦合金棒的介紹,了解一下什麼是鈦合金棒?
一、鈦合金棒應用標准
1: GB 228金屬拉伸實驗方法
2: GB/T 3620.1鈦及鈦合金牌號和化學成分
3: GB/T3620.2鈦及鈦合金加工產品化學成分及成分允許偏差
4: GB 4698海面鈦,鈦及鈦合金化學分析方法
二、鈦合金棒技術要求
1:鈦及鈦合金棒材的化學成分應符合GB/T 3620.1,的規定,需方復驗時,化學成分的的允許偏差應符合GB/T3620.2的規定。
2:熱加工棒材的直徑或邊長及其允許偏差應符合表一的規定。
3:熱加工後經車(磨)光棒材及冷軋,冷拔棒材的直徑允許偏差應符合表二的規定。
4:熱加工後經車(磨)光棒材的不圓度應不大於其尺寸公差之半。
5:加工態棒材的不定尺長度為300-6000mm,退火狀態棒材不定尺長度為300-2000mm,定尺或倍尺長度應在不定尺長度范圍之內.定尺長度允許偏差為+20mm;倍尺長度還應計入棒材的切口量,每一切口量為5mm.定尺或倍尺長度應在合同中註明。
三、合金化
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。 應用了鈦合金的產品
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。
以上就是鈦合金棒的介紹,大家現在知道什麼是鈦合金棒了嗎?鈦合金棒是有技術要求的,在製作鈦合金棒的時候需要根據一定的配方製作,而且不允許有太大誤差。鈦合金棒的質量是比較輕的,因為鈦合金是一種比較輕盈的金屬,所以可以用於室內裝修。鈦合金棒可以用來製作成各種細長的零件,是一種可塑性非常強的工程建築零件。
8、什麼是鈦合金成分分析/牌號鑒定?
鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有強度高、耐專蝕性好、耐熱性高等特點而被廣屬泛用於各個領域。
三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金;α鈦合金的切削加工性最好,α+β鈦合金次之,β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA,β鈦合金代號為TB,α+β鈦合金代號為TC。
9、鈦的基礎知識及鈦合金的分類
◎ 一種金屬元素,灰色,能在氮氣中燃燒,熔點高。鈍鈦和以鈦為主的合金是新型的結構材料,主要用於航天工業和航海工業。
從發現鈦元素到製得純品,歷時一百多年。而鈦真正得到利用,認識其本來的真面目,則是20世紀40年代以後的事情了。
地理表面十公里厚的地層中,含鈦達千分之六,比銅多61倍。隨便從地下抓起一把泥土,其中都含有千分之幾的鈦,世界上儲量超過一千萬噸的鈦礦並不稀罕。
海灘上有成億噸的砂石,鈦和鋯這兩種比砂石重的礦物,就混雜在砂石中,經過海水千百萬年晝夜不停地淘洗,把比較重的鈦鐵礦和鋯英砂礦沖在一起,在漫長的海岸邊,形成了一片一片的鈦礦層和鋯礦層。這種礦層是一種黑色的砂子,通常有幾厘米到幾十厘米厚。
鈦沒有磁性,用鈦建造的核潛艇不必擔心磁性水雷的攻擊。
1947年,人們才開始在工廠里冶煉鈦。當年,產量只有2噸。1955年產量激增到2萬噸。1972年,年產量達到了 20萬噸。鈦的硬度與鋼鐵差不多,而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半,鈦雖然稍稍比鋁重一點,它的硬度卻比鋁大2倍。現在,在宇宙火箭和導彈中,就大量用鈦代替鋼鐵。據統計, 目前世界上每年用於宇宙航行的鈦,已達一千噸以上。極細的鈦粉,還是火箭的好燃料,所以鈦被譽為宇宙金屬,空間金屬。
鈦的耐熱性很好,熔點高達1725℃。在常溫下,鈦可以安然無恙地躺在各種強酸強鹼的溶液中。就連最兇猛的酸——王水,也不能腐蝕它。鈦不怕海水,有人曾把一塊鈦沉到海底,五年以後取上來一看,上面粘了許多小動物與海底植物,卻一點也沒有生銹,依舊亮閃閃的。
現在,人們開始用鈦來製造潛艇一——鈦潛艇。由於鈦非常結實,能承受很高的壓力,這種潛艇可以在深達4500米的深海中航行。
發展歷程
鈦元素發現於1789年,1908年挪威和美國開始用硫酸法生產鈦白,1910年在試驗室中第一次用鈉法製得海綿鈦,1948年美國杜邦公司才用鎂法成噸生產海綿鈦---這標志著海綿鈦即鈦工業化生產的開始。
中國鈦工業起步於20世紀50年代。1954,北京有色金屬研究總院開始進行海綿鈦制備工藝研究,1956年國家把鈦當作戰略金屬列入了12年發展規劃,1958年在撫順鋁廠實現了海綿鈦工業試驗,成立了中國第一個海綿鈦生產車間,同時在沈陽有色金屬加工廠成立了中國第一個鈦加工材生產試驗車間。
20世紀60-70年代,在國家的統一規劃下,先後建設了以遵義鈦廠為代表的10餘家海綿鈦生產單位,建設了以寶雞有色金屬加工廠為代表的數家鈦材加工單位,同時也形成了以北京有色金屬研究總院為代表的科研力量,成為繼美國、前蘇聯和日本之後的第四個具有完整鈦工業體系的國家。
1980年前後,我國海綿鈦產量達到2800噸,然而由於當時大多數人對鈦金屬認識不足,鈦材的高價格也限制了鈦的應用,鈦加工材的產量僅200噸左右,我國鈦工業陷入困境。在這種情況下,由當時國務院副總理方毅同志倡導,朱鎔基和袁寶華同志支持,於1982年7月成立了跨部委的全國鈦應用推廣領導小組,專門協調鈦工業的發展事宜,促成了20世紀80年代至90年代初期我國海綿鈦和鈦加工材產銷兩旺、鈦工業快速平穩發展的良好局面。
綜上所述,我國鈦工業大致經歷了三個發展期:即20世紀50年代的開創期,60-70年代的建設期和80-90年代的初步發展期。在新世紀,得益於國民經濟的持續、快速發展,我國鈦工業也進入了一個快速成長期。
鈦耐腐蝕,所以在化學工業上常常要用到它。過去,化學反應器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那強烈的腐蝕劑——熱硝酸,每隔半年,這種部件就要統統換掉。現在,用鈦來製造這些部件,雖然成本比不銹鋼部件貴一些,但是它可以連續不斷地使用五年,計算起來反而合算得多。
在電化學中,鈦是單向閥型金屬,電位很負,通常無法用鈦作為陽極進行分解。
鈦的最大缺點是難於提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此,不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心地防止這些元素「侵襲」鈦。在冶煉鈦的時候,空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。現在,人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用,來提煉鈦。
人們利用鈦在高溫下化合能力極強的特點,在煉鋼的時候,氮很容易溶解在鋼水裡, 當鋼錠冷卻的時候,鋼錠中就形成氣泡,影響鋼的質量。所以煉鋼工人往鋼水裡加進金屬鈦,使它與氮化合,變成爐渣一—氮化鈦,浮在鋼水表面,這樣鋼錠就比較純凈了。
當超音速飛機飛行時,它的機翼的溫度可以達到500℃。如用比較耐熱的鋁合金製造機翼,一到二三網路也會吃不消,必須有一種又輕、又韌、又耐高溫的材料來代替鋁合金而鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經得住零下一百多度的考驗,在這種低溫下,鈦仍舊有很好的韌性而不發脆。
利用鈦和鋯對空氣的強大吸收力,可以除去空氣,造成真空。比方,利用鈦製成的真空泵,可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。
鈦的氧化物——二氧化鈦,是雪白的粉末,是最好的白色顏料,俗稱鈦白。以前,人們開采鈦礦,主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白的粘附力強,不易起化學變化,永遠是雪白的。特別可貴的是鈦白無毒。它的熔點很高,被用來製造耐火玻璃,釉料,琺琅、陶土、耐高溫的實驗器皿等。
二氧化鈦是世界上最白的東西, 1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積塗得雪白。它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍,因此是調制白油漆的最好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白並且不透明,效果比其他物質大10倍,因此,鈔票紙和美術品用紙就要加二氧化鈦。此外,為了使塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業上,二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。
四氯化鈦是種有趣的液體,它有股刺鼻的氣味,在濕空氣中便會大冒白煙——它水解了,變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在軍事上,人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣,作為人造煙霧劑。特別是在海洋上,水氣多,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。在農業上,人們利用四氟化鈦來防霜。
鈦酸鋇晶體有這樣的特性:當它受壓力而改變形狀的時候,會產生電流,一通電又會改變形狀。於是,人們把鈦酸鋇放在超聲波中,它受壓便產生電流,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。現在,幾乎所有的超聲波儀器中,都要用到鈦酸鋇。除此之外,鈦酸鋇還有許多用途。例如:鐵路工人把它放在鐵軌下面,來測量火車通過時候的壓力;醫生用它製成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器,是銳利的水下眼睛,它不只能夠看到魚群,而且還可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。
冶煉鈦時,要經過復雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,再放到密封的不銹鋼罐中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到「海綿鈦」。這種多孔的「海綿鈦」是不能直接使用的,還必須把它們在電爐中熔化成液體,才能鑄成鈦錠。但製造這種電爐又談何容易!除了電爐的空氣必須抽干凈外,更傷腦筋的是,簡直找不到盛裝液態鈦的坩堝,因為一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就會被液態鈦奪走。後來,人們終於發明了一種「水冷銅坩堝」的電爐。這種電爐只有中央一部分區域很熱,其餘部分都是冷的,鈦在電爐中熔化後,流到用水冷卻的銅坩堝壁上,馬上凝成鈦錠。用這種方法已經能夠生產幾噸重的鈦塊,但它的成本就可想而知了。
元素名稱:鈦
元素原子量:47.87
元素在海水中的含量:(ppm)
0.00048
元素在太陽中的含量:(ppm)
4
元素類型:金屬
核內質子數:22
核外電子數:22
核電核數:22
質子質量:3.6806E-26
質子相對質量:22.154
原子體積:(立方厘米/摩爾)
10.64
地殼中含量:(ppm)
5600
以下為增加內容:
氧化態:
Main Ti+4
Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3
所屬周期:4
所屬族數:IVB
摩爾質量:48
氫化物:TiH4
氧化物:TiO
最高價氧化物化學式:TiO2
密度:4.54g/cm3
熔點:1660.℃
沸點:3287.0 ℃
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 658
M+ - M2+ 1310
M2+ - M3+ 2652
M3+ - M4+ 4175
M4+ - M5+ 9573
M5+ - M6+ 11516
M6+ - M7+ 13590
M7+ - M8+ 16260
M8+ - M9+ 18640
M9+ - M10+ 20830
外圍電子排布:2 8 8 4
核外電子排布:2,8,10,2
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a = 295.08 pm
b = 295.08 pm
c = 468.55 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度:6
聲音在其中的傳播速率:(m/S)5090
顏色和狀態:銀灰色金屬
原子半徑:2
常見化合價:+2,+3,+4
發現人:格列高爾 發現年代:1791年
發現過程:
鈦是英國化學家格雷戈爾(Gregor R W ,1762—1817。)在1791年研究鈦鐵礦和金紅石時發現的。四年後,1795年,德國化學家克拉普羅特(Klaproth M H ,1743—1817。)在分析匈牙利產的紅色金紅石時也發現了這種元素。他主張採取為鈾(1789年由克拉普羅特發現的)命名的方法,引用希臘神話中太旦神族「Titans」的名字給這種新元素起名叫「Titanium」。中文按其譯音定名為鈦。
格雷戈爾和克拉普羅特當時所發現的鈦是粉末狀的二氧化鈦,而不是金屬鈦。因為鈦的氧化物極其穩定,而且金屬鈦能與氧、氮、氫、碳等直接激烈地化合,所以單質鈦很難製取。直到1910年才被美國化學家亨特(Hunter M A )第一次製得純度達99.9%的金屬鈦。
元素描述:
具有金屬光澤,有延展性。密度4.5克/厘米3。熔點1660±10℃。沸點3287℃。化合價+2、+3和+4。電離能為6.82電子伏特。鈦的主要特點是密度小,機械強度大,容易加工。鈦的塑性主要依賴於純度。鈦越純,塑性越大。有良好的抗腐蝕性能,不受大氣和海水的影響。在常溫下,不會被稀鹽酸、稀硫酸、硝酸或稀鹼溶液所腐蝕;只有氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸等才可對它作用。
元素來源:
鈦屬於稀有金屬,在地殼中的豐度占第七位,有0.42%。用於冶煉鈦的礦物主要有鈦鐵礦(FeTiO3)、金紅石(TiO2)和鈣鈦礦等。礦石經處理得到易揮發的四氯化鈦,再用鎂還原而製得純鈦。
元素用途:
鈦和鈦的合金大量用於航空工業,有"空間金屬"之稱;另外,在造船工業、化學工業、製造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。
元素輔助資料:
鈦的主要礦石是金紅石TiO2和鈦鐵礦FeTiO3,它的發現也正是從這兩種礦石的分析而來。早在1791年英國英格蘭西南端康沃爾(Cornwall)郡門拉陳(Menacan)教區的牧師格累高爾,也是一位科學家,分析出產在他教區內的一種黑色礦砂,也就是今天成為鈦鐵礦的礦石時發現了一種新的金屬物質並命名為menacenite。三年後,1795年,克拉普羅特分析了匈牙利布伊尼克(Boinik)地區出產的金紅石,認識到它是一種新金屬的氧化物,具有抵抗酸、鹼溶液的特性,借用希臘神話中大地的第一代兒子們泰坦神族Titans,命名這個金屬為titanium,元素符號定為Ti。兩年後,克拉普羅特證實格累高爾發現的menacenite就是鈦。
鈦對於酸、鹼具有較強的耐腐蝕性,已成為化工生產中重要的材料。
鈦一般被認為是稀有金屬,其實它在地殼中的含量相當大,比一般的常用的金屬鋅、銅、錫等都大,甚至比氯、磷都大。
鈦的冶煉
鈦在1791年被發現,而第一次製得純凈的鈦卻是在1910年,中間經歷了一百餘年。原因在於:鈦在高溫下性質十分活潑,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純鈦需要十分苛刻的條件。
工業上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法製取二氧化鈦,再由二氧化鈦製取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發生下面的化學反應:
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O
為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+ 還原為Fe2+,然後將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。
Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉澱,反應是:
Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
鍛燒偏鈦酸即製得二氧化鈦:
H2TiO3 == TiO2+H2O
工業上制金屬鈦採用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2(或天然的金紅石)和炭粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處理,並使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-
在1070K 用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦:
TiCl4+2Mg=2MgC12+Ti
這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉,最後製成各種鈦材。
鈦及鈦合金的特性、用途
純鈦是銀白色的金屬,它具有許多優良性能。鈦的密度為4.54g/cm3,比鋼輕43% ,比久負盛名的輕金屬鎂稍重一些。機械強度卻與鋼相差不多,比鋁大兩倍,比鎂大五倍。鈦耐高溫,熔點1942K,比黃金高近1000K ,比鋼高近500K。
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。但在常溫下,鈦表面易生成一層極薄的緻密的氧化物保護膜,可以抵抗強酸甚至王水的作用,表現出強的抗腐蝕性。因此,一般金屬在酸、鹼、鹽的溶液中變得千瘡百孔而鈦卻安然無恙。
液態鈦幾乎能溶解所有的金屬,因此可以和多種金屬形成合金。鈦加入鋼中製得的鈦鋼堅韌而富有彈性。鈦與金屬Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金屬間化合物。
鈦合金製成飛機比其它金屬製成同樣重的飛機多載旅客100多人。製成的潛艇,既能抗海水腐蝕,又能抗深層壓力,其下潛深度比不銹鋼潛艇增加80% 。同時,鈦無磁性,不會被水雷發現,具有很好的反監護作用。
鈦具有「親生物「』性。在人體內,能抵抗分泌物的腐蝕且無毒,對任何殺菌方法都適應。因此被廣泛用於制醫療器械,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。當新的肌肉纖維環包在這些「鈦骨」上時,這些鈦骨就開始維系著人體的正常活動。
鈦在人體中分布廣泛,正常人體中的含量為每70kg體重不超過15mg,其作用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細胞,使免疫力增強這一作用已被證實。
鈦的化合物及用途
重要的鈦化合物有:二氧化鈦(TiO2)、四氯化鈦(TiCl4)、偏鈦酸鋇(BaTiO3)。
純凈的二氧化鈦是白色粉末,是優良的白色顏料,商品名稱「鈦白」。它兼有鉛白(PbCO3)的遮蓋性能和鋅白(ZnO)的持久性能。因此,人們常把鈦白加在油漆中,製成高級白色油漆;在造紙工業中作為填充劑加在紙槳中;紡織工業
中作為人造纖維的消光劑;在玻璃、陶瓷、搪瓷工業上作為添加劑,改善其性能;在許多化學反應中用作催化劑。在化學工業日益發展的今天,二氧化鈦及鈦系化合物作為精細化工產品,有著很高的附加價值,前景十分誘人。
四氯化鈦是一種無色液體;熔點250K、沸點409K,有制激性氣味。它在水中或潮濕的空氣中都極易水解,冒出大量的白煙。
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在軍事上作為人造煙霧劑,猶其是用在海洋戰爭中。在農業上,人們用TiCl4形成的濃霧地面,減少夜間地面熱量的散失,保護蔬菜和農作物不受嚴寒、霜凍的危害。
將TiO2和BaCO3一起熔融製得偏鈦酸鋇:
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
人工製得的BaTiO3具有高的介電常數,由它製成的電容器有較大的容量,更重要的是BaTiO3具有顯著的「壓電性能」,其晶體受壓會產生電流,一通電,又會改變形狀。人們把它置於超聲波中,它受壓便產生電流,通過測量電流強弱可測出超聲波強弱。幾乎所有的超聲波儀器中都要用到它。隨著鈦酸鹽的開發利用,它愈來愈廣泛地用來製造非線性元件、介質放大器、電子計算機記憶元件、微型電容器、電鍍材料、航空材料、強磁、半導體材料、光學儀器、試劑等。
鈦、鈦合金及鈦化合物的優良性能促使人類迫切需要它們。然而,生產成本之高,使應用受到限制。我們相信在不久的將來,隨著鈦的冶煉技術不斷改進和提高,鈦、鈦合金及鈦的化合物的應用將會得到更大的發展。
鈦產品:
鈦及鈦合金是極其重要的輕質結構材料,在航空、航天、車輛工程、生物醫學工程等領域具有非常重要的應用價值和廣闊的應用前景。
類型:典化鈦,工業純鈦, α 型鈦, β 型鈦, α +β型鈦
主 要 特 性:
工業純鈦:工業純鈦的雜質含量較化學純鈦要多,因此其強度、硬度也稍高,其力學性能及化學性能與不銹鋼相近,比起鈦合金純鈦強度較好,在抗氧化性方面優於奧氏體不銹鋼,但耐熱性較差,TA1、TA2、TA3依次雜質含量增高,機械強度、硬度依次增強,但塑性韌性依次下降。
β 型鈦:β型鈦合金屬可熱處理強化,合金強度高、焊接性、壓力加工性良好,但性能不穩定,且熔煉工藝復雜。
A、β鈦板:0.5-4.0mm
B、眼鏡板(純鈦):0.8-8.0mm
C、標板(純鈦):1 x 2m 厚度:0.5-20mm
D、電鍍及其它行業用板(純鈦):0.1-50mm
用途:電子、化工、鍾表、眼鏡、首飾、體育用品、機械設備、電鍍設備、環保設備、高爾夫球及精密加工等行業。
鈦管規格:φ6-φ120mm 壁厚:0.3-3.0mm
鈦管用途:環保設備、冷卻管、鈦發熱管、電鍍設備、戒指及各種精密電器用管等行業。
A、β鈦絲規格:φ0.8-φ6.0mm
B、眼鏡鈦絲規格:φ1.0-φ6.0mm專用鈦絲
C、鈦絲規格:φ0.2-φ8.0mm掛具專用
鈦絲用途:軍工、醫用、體育用品、眼鏡、耳環、頭飾、電鍍掛具、焊絲等行業。
A、方棒規格:方條:8-12mm
B、磨光圓棒:φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒:φ6-φ120mm
鈦棒用途:主要用於機械設備、電鍍設備、醫用、各種精密機件等行業。
10、TC4鈦合金的成份是什麼?它的硬度能達到多少?
TC4材料的組成為Ti-6Al-4V,屬於(α+β)型鈦合金,執行標准:GB/T 2965-2007
TC4通過熱處理硬度可以達到版60HRC左右,最新權網紅口罩機滾軸有的也用TC4材料來做。
TC4沖壓性差,熱塑性良好,可進行各種形式的焊接,焊接接頭強度可達基體金屬強度90%機械加工性能尚好,需要用硬質合金刀具,大走刀量、慢速,充分冷卻耐蝕性能良好,熱穩定性好,是應用廣泛的鈦合金之一。
TC4化學成分如下圖: