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钛的应用论文

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钛的应用论文

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金家族之一:铝合金航空用铝合金密度低、耐腐蚀性能好,且具有较高的比强度、比刚度,容易加工成型,有足够的使用经验,这些优点使其成为飞机结构的理想材料。从诞生以来,铝合金随着飞机设计的要求而不断发展,其性能也日益强大。例如,1954年,英国的3架“彗星”飞机先后坠毁,事故分析表明,坠机的主要原因是材料疲劳以及部分 7075-T6铝合金构件被严重腐蚀。经过探索,研究人员突破了过时效热处理问题,研制出第二代耐腐蚀铝合金,有效提升了飞机的安全水平。如今,航空铝合金的发展已经进入第六阶段。2005年 4月 27日,世界上最大的宽体客机空客A380在图卢兹机场成功首飞。A380能够取得成功,先进材料的应用立下了汗马功劳。其中,加拿大铝业公司和美国铝业公司就为 A380开发了新型铝合金材料。根据 A380各部件的特点,加拿大铝业公司开发出了7040-T7651、7449、2027-T3511等一系列铝合金。每种合金都具有不同的性能和特点。在A380项目中,用7085锻件制造的应急舱门,零件数量从 147个减至 40个,紧固件由 1400个减至 450个,重量减轻了 20%,成本降低了 20%〜25%,承载能力和疲劳寿命也得到了显著提高。合金家族之二:钛合金钛及钛合金材料密度低、比强度高(目前金属材料中最高)、耐腐蚀、耐高温、无磁、组织性能和稳定性好,可以与复合材料结构直接连接,而且两者之间的热膨胀系数相近,不易产生电化学腐蚀,具有优良的综合性能。因此,钛合金在航空领域得到越来越广泛的应用。洛克希德公司的“黑鸟”高空高速战略侦察机 SR-71,飞行速度超过 3马赫,在高速飞行时,机体表面温度将超过常规铝合金蒙皮的极限,如果用钢制造,飞机重量会大大增加,影响飞行速度和升限等性能。因此,SR-71的机身大量采用了钛合金,总重达 30多吨,占飞机结构重量的 93%。随着人们对飞机性能要求的不断提高,民用飞机的钛合金用量也在逐渐增加。早期波音 707上的钛合金部件用量仅占结构总重量的 2%,到最新的波音 787,占比高达 15%。此外,钛合金也是制造航空发动机的主要材料。早期美国 F-4战斗机使用的 J79发动机,钛合金的用量只有50千克,不到总重量的2%。而现在大多数航空发动机的钛用量已经达到发动机总重量的25%〜30%。如波音 747、767的发动机 JT9D,其用钛量为总重量的 25%;空客A320的V2500发动机,其用钛量为总重量的 31%。钛合金的另一大用途是作为螺栓、铆钉等紧固件材料。这些紧固件虽小,但用量却很大,使用钛合金紧固件可以大大减轻重量。据估算,C-5大型运输机有 70%的紧固件为钛合金紧固件,飞机因此而减重 1吨左右。现在钛合金 3D打印技术已用于飞机制造。钛合金3D打印技术由于摆脱了传统的模具制造这一显著延长研发时间的环节,可以制造高精度、高性能、高柔性和快速制造结构十分复杂的金属零件,因而为先进飞机结构的快速研发提供了有力的技术手段。合金家族之三:超高强度钢超高强度钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多优势,且拥有在承受极高载荷条件下保持高寿命和高可靠性的特点,在航空领域得到广泛使用。例如,飞机的起落架要承受冲击等复杂载荷,而且载荷巨大,同时还要求起落架舱容积尽可能小,超高强度钢绝对强度大、稳定性好,因此成为起落架的首选材料。20世纪 60年代,美国成功开发了 300M超高强度钢。300M钢的抗拉强度高,达到 1860MPa以上。它的横向塑性高,断裂韧性好,与同强度低合金超高强度钢相比,300M钢的抗疲劳性能更好,在介质中的裂纹扩展速率低。这些特点使得 300M钢成为大型飞机起落架的主要材料。1992年,美国又开发了 AreMet100。AreMet100与 300M的强度级别相同,但耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能较 300M钢有较大提高,是目前综合性能最好的超高强度钢。F-22、F/A-18E/F就使用了AreMet100作为飞机起落架的主要材料。

又是一个要作业的

当前钛的生产方法当前钛的生产采用金属热还原法,其是指利用金属还原剂(R)与金属氧化物或氯化物(M X)的反应制备金属M。已经实现工业化生产的钛冶金方法为镁热还原法(Kroll法)和钠热还原法( Hunter 法)。因为Hunter法比Kroll法生产成本高,所以目前在工业中广泛应用的方法只有Kroll法。Kroll 法从1948年开发当初就因其成本高、还原效率低而受到批评。半个世纪过去了,该工艺并没有根本的改变,仍然是间歇式生产,未能实现生产的连续化。  金属钛生产方法的新动向世界钛工业经过几十年的发展,尽管对Kroll 法和Hunter法进行了一系列的改进,但它们均是间歇操作,小的改进并不能大幅度降低钛的价格。因此应开发新的、低成本的连续化工艺才能从根本上解决高生产成本这一问题。为此,研究人员进行了大量的实验和研究。当前研究的重点有以下几种方法:电化学还原法为了降低成本,人们对金属钛直接除氧进行了研究。国外有人用电化学的方法使钛中固溶氧的浓度降低到检出界限(500 ppm)以下。他们认为在电化学除氧的过程中,除氧剂钙在电解氯化钙熔盐时产生,O2-在阳极以CO2或CO的形式析出。这种新型高纯化方法,不仅用于钛的脱氧,而且适用于钇、钕等稀土金属,并且可使氧含量降低到10ppm。  电化学的方法的工业化实验的流程是:首先将二氧化钛粉末用浇注或压力成形,烧结后作阴极,以石墨为阳极,以CaCl2为熔盐,在石墨或钛坩埚中进行电解。所加电压8V~2V,低于CaCl2的分解电压( 2V~3V)。电解一定时间后,阴极由白色变为灰色,在SEM下观察, 25μm的TiO2转变为12μm的海绵钛。以氯化钙为熔盐,最主要的原因是其价格低,并且对O2-具有一定的溶解度,使析出的钛不易被氧化;另外, CaCl2无毒,对环境无污染。  与TiCl4熔盐电解相比,此方法所用原料是氧化物而不是易挥发的氯化物,所以制备过程可以简化,而且产品质量高;不会发生钛的各价离子间的氧化还原反应;阳极析出气体为纯氧气(惰性阳极)或CO、CO2 的混合气体 (石墨阳极),易于控制,无污染。  该法不仅促进了阴极附近的还原反应,同时使还原得到的钛脱氧。这种方法将氧化物的直接电解还原和电化学脱氧法相结合,是制备钛的一种新型方法,成为钛提取工艺中最引人注目的方法。根据2000年英国自然杂志发表论文的数据估算,采用该方法,每吨海绵钛降低生产成本 13000美元左右,目前全球五六万吨的总产量如果改由该电化学方法生产,每年将节省7亿美元的生产成本。  Armstrong法Amstrong等对Hunter法进行改进,使之成为连续化生产工艺。其流程是:首先将TiCl4气体注入过量熔融的钠中,过量的钠起冷却还原产物并携带产物进入分离工序的作用。除去钠和盐即可得到产品钛粉。产品中氧含量最低为2%,达到二级钛的标准。对工艺略加改进,可生产VTi、AlTi合金。与 Hunter法相比,该方法的具有连续化生产、投资少、产品应用范围广、副产物分解为钠和氯气可循环利用的优点。   该方法已经接近了工业化生产,但仍然存在几个问题,如怎样进一步降低氧含量,产品成本如何等。  TiCl4电解还原法从电解工艺过程角度看,采用TiCl4电解法比Kroll 法和Hunter法均具有优越性。因此,从Kroll开发热还原法当初就有将钛的冶炼过程转变为电解法的想法。  TiCl4电解还原法是惟一一种曾经被认为是可能取代Kroll工艺的方法,美国、前苏联、日本、法国、意大利、中国等都对其进行了长期和深入的研究。采用TiCl4电解还原法在技术上首先需要将TiCl4转变位钛 的低价氯化物且使之溶解于熔体中,同时,必须将阴极区和阳极区隔开和使电解槽密封。  意大利有人一直致力于TiCl4电解法的研究,他们通过对氯化法电解数据的分析,发现当温度在900℃ 以上,电解液中不存在Ti2+或Ti3 +,只有Ti4+和Ti。以此为依据所建立的电解工艺为:TiCl4气体注入 多层电解质中并被吸收。这个多相层由钾、钙、钛、氯、氟的离子以及钾、钙等组成,并且把钛阴极以及石墨阳极分开。在最低层生成的液体钛沉到熔池底部至带有水冷的铜坩埚中,形成铸锭。但是该方法得到的钛的纯度不高,效率低。  展望具有优越性能且资源丰富的钛从20世纪后半叶起作为理想材料受到关注,但迄今为止都没有从稀有金属中摆脱出来,世界钛的年产量仅有数万吨。由于Kroll法是以金属镁还原四氯化钛得到海绵状金属钛,再加上流程长、工序多等因素的迭加,导致海绵钛成本居高不下,影响了钛在各行业的应用,使其在许多应用领域中尚未推广使用。但是,我们相信,随着科技的发展,金属钛新的生产工艺开发、生产成本的降低、生产规模的扩大,21世纪将真正成为钛的世纪。

钛合金的应用论文

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。 钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,钛合金其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。 钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛合金1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,钛合金民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,钛合金原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数大于 5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。 详细的产品可以去寻材问料ap-里面了解

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数大于 5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

金家族之一:铝合金航空用铝合金密度低、耐腐蚀性能好,且具有较高的比强度、比刚度,容易加工成型,有足够的使用经验,这些优点使其成为飞机结构的理想材料。从诞生以来,铝合金随着飞机设计的要求而不断发展,其性能也日益强大。例如,1954年,英国的3架“彗星”飞机先后坠毁,事故分析表明,坠机的主要原因是材料疲劳以及部分 7075-T6铝合金构件被严重腐蚀。经过探索,研究人员突破了过时效热处理问题,研制出第二代耐腐蚀铝合金,有效提升了飞机的安全水平。如今,航空铝合金的发展已经进入第六阶段。2005年 4月 27日,世界上最大的宽体客机空客A380在图卢兹机场成功首飞。A380能够取得成功,先进材料的应用立下了汗马功劳。其中,加拿大铝业公司和美国铝业公司就为 A380开发了新型铝合金材料。根据 A380各部件的特点,加拿大铝业公司开发出了7040-T7651、7449、2027-T3511等一系列铝合金。每种合金都具有不同的性能和特点。在A380项目中,用7085锻件制造的应急舱门,零件数量从 147个减至 40个,紧固件由 1400个减至 450个,重量减轻了 20%,成本降低了 20%〜25%,承载能力和疲劳寿命也得到了显著提高。合金家族之二:钛合金钛及钛合金材料密度低、比强度高(目前金属材料中最高)、耐腐蚀、耐高温、无磁、组织性能和稳定性好,可以与复合材料结构直接连接,而且两者之间的热膨胀系数相近,不易产生电化学腐蚀,具有优良的综合性能。因此,钛合金在航空领域得到越来越广泛的应用。洛克希德公司的“黑鸟”高空高速战略侦察机 SR-71,飞行速度超过 3马赫,在高速飞行时,机体表面温度将超过常规铝合金蒙皮的极限,如果用钢制造,飞机重量会大大增加,影响飞行速度和升限等性能。因此,SR-71的机身大量采用了钛合金,总重达 30多吨,占飞机结构重量的 93%。随着人们对飞机性能要求的不断提高,民用飞机的钛合金用量也在逐渐增加。早期波音 707上的钛合金部件用量仅占结构总重量的 2%,到最新的波音 787,占比高达 15%。此外,钛合金也是制造航空发动机的主要材料。早期美国 F-4战斗机使用的 J79发动机,钛合金的用量只有50千克,不到总重量的2%。而现在大多数航空发动机的钛用量已经达到发动机总重量的25%〜30%。如波音 747、767的发动机 JT9D,其用钛量为总重量的 25%;空客A320的V2500发动机,其用钛量为总重量的 31%。钛合金的另一大用途是作为螺栓、铆钉等紧固件材料。这些紧固件虽小,但用量却很大,使用钛合金紧固件可以大大减轻重量。据估算,C-5大型运输机有 70%的紧固件为钛合金紧固件,飞机因此而减重 1吨左右。现在钛合金 3D打印技术已用于飞机制造。钛合金3D打印技术由于摆脱了传统的模具制造这一显著延长研发时间的环节,可以制造高精度、高性能、高柔性和快速制造结构十分复杂的金属零件,因而为先进飞机结构的快速研发提供了有力的技术手段。合金家族之三:超高强度钢超高强度钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多优势,且拥有在承受极高载荷条件下保持高寿命和高可靠性的特点,在航空领域得到广泛使用。例如,飞机的起落架要承受冲击等复杂载荷,而且载荷巨大,同时还要求起落架舱容积尽可能小,超高强度钢绝对强度大、稳定性好,因此成为起落架的首选材料。20世纪 60年代,美国成功开发了 300M超高强度钢。300M钢的抗拉强度高,达到 1860MPa以上。它的横向塑性高,断裂韧性好,与同强度低合金超高强度钢相比,300M钢的抗疲劳性能更好,在介质中的裂纹扩展速率低。这些特点使得 300M钢成为大型飞机起落架的主要材料。1992年,美国又开发了 AreMet100。AreMet100与 300M的强度级别相同,但耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能较 300M钢有较大提高,是目前综合性能最好的超高强度钢。F-22、F/A-18E/F就使用了AreMet100作为飞机起落架的主要材料。

金属钛及其在生活中的应用论文

我觉得金属钛主要还是应用于高端制造行业,比如说航天航空领域或者是一些医疗的地方,比较实用的话就是制作人的骨骼替代物。

钛是一种化学元素,是世界上公认的无毒元素,化学符号Ti,是一种银白色的过渡金属,具有耐高低温、扛强酸碱、高强度、低密度等一系列特质,成为NASA同款火箭卫星专用材料,也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。因其加工程序复杂,生产成本投入极高,价格昂贵。在上世纪80年代走入民用领域后,钛以其天然具有的抑菌性与亲生物性,一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。从航天到民用,钛可谓是一个穿越古今,融合艺术与文化的时尚家伙。东京浅草寺的钛瓦、中国国家大剧院的钛屋顶、钢铁侠的战衣、特斯拉的车底都有钛的身影。那么在现实生活中,钛金属还有哪些应用案例呢?一.医疗用钛钛是世界上公认的无毒元素,美国权威机构——美国金属学会主编的《金属手册》中指出:“钛及其化合物,在生理上对人体几乎都是惰性的,钛金属是唯一对人的植物神经和味觉神经没有作用的金属。”“钛离子在人体内不随血液和体液转移。”由于钛及其合金的优异抗蚀性能、良好的力学性能,以及合格的组织相容性,在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有以下几点:质轻;弹性模量低;无磁性;无毒性;抗腐蚀性;强度高、韧性好。外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中,取得了良好的效果,被医学界给予了很高的评价。二.生活用钛 钛锅钛锅是美味锅,化学性质极其稳定,甚至连“王水”都奈何不了它。钛锅在烹饪时不与食材发生化学反应,所以能保证食材的原汁原味。另外,钛锅是唯一可以用来熬中药的金属锅,这足以看出这种金属材质的安全无毒性。在美国和日本,人们称钛锅是美味锅,深受当地消费者的喜欢。而且钛的密度小,同尺寸的钛锅要远轻于不锈钢锅,使用方便、省力。 钛保温杯:目前市面上保温杯绝大多数为不锈钢材质,尽管不锈钢比其它金属耐锈蚀,但不锈钢中在使用过程中其组分中重金属元素会缓慢析出,在人体中慢慢累积,达到一定量就会危害人体健康。而钛则对人身体完全无害,绝对安全。正是由于钛的耐腐蚀性、健康性,使得它成为制作水杯的完美材质,能够适应不同温度下各种饮品的挑战。钛水杯有质轻、耐摔、耐高温、耐腐蚀、对人体无害等诸多优点。 钛自行车架:钛合金是航空航天产品中采用的高性能材料,具有卓越的金属材料性能,是目前国际上公认的生产各类比赛及休闲用高档自行车最先进、最理想的材料。钛合金突出的特点是重量轻,强度高,弹性好,抗冲击,疲劳性能好,耐腐蚀永不生锈。自行车特别是赛车要求重量轻、刚度好并且冲击性能好。重量轻可以提高速度,并在长距离运动时降低体力消耗;刚性好的自行车车架有利于驱动力的转换,并提高操纵性能;冲击吸收性好的自行车车架可以较好地减缓来自路面的冲击,从而减少车手的疲劳。钛餐具:钛的优秀的生物相容性,对人体彻底无毒、无害、不过敏,其外表经阳极氧化处置后,构成的氧化膜有抑菌、密度小、质轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。钛可被制作成许多餐具,一般有钛筷子,钛勺,钛叉,钛碗,钛餐刀等。运用钛的特点结合特殊的物理化学表面着色工艺处理,使其具有独特的金属光泽,质地可以与银质餐具相媲美。钛制餐具既实用又可收藏,是馈赠亲友,居家使用之佳品。长久以来受到各界人士的高度青睐。 其它类:钛轻质又不易与皮肤发生过敏,并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩,因此可应用于各类饰品、眼镜架等产品中。钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的广泛应用,从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。

钛是世界上公认的无毒元素,以希腊神话中的泰坦命名,开采和生产成本高,价格昂贵。由于耐高低温、抗强酸碱、高强度、低密度等一系列资质,成为NASA同款火箭卫星专用材料,也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。在上世纪80年代走入民用领域后,以其天然具有的抑菌性与亲生物性,一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。那么钛具体有哪些用途呢?一.医疗用钛       美国权威机构——美国金属学会主编的《金属手册》中指出:“钛及其化合物,在生理上对人体几乎都是惰性的,钛金属是唯一对人的植物神经和味觉神经没有作用的金属。”、“钛离子在人体内不随血液和体液转移。”      由于钛及其合金的优异抗蚀性能、良好的力学性能,以及合格的组织相容性,在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有以下几点:质轻;弹性模量低;无磁性;无毒性;抗腐蚀性;强度高、韧性好。外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。     采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中,取得了良好的效果,被医学界给予了很高的评价。二.日常生活 钛锅       钛锅是美味锅,化学性质极其稳定,甚至连“王水”都奈何不了它。钛锅在烹饪时不与食材发生化学反应,所以能保证食材的原汁原味。另外,钛锅是唯一可以用来熬中药的金属锅,这足以看出这种金属材质的安全无毒性。在美国和日本,人们称钛锅是美味锅,深受当地消费者的喜欢。而且钛的密度小,同尺寸的钛锅要远轻于不锈钢锅,使用方便、省力。钛保温杯      目前市面上保温杯绝大多数为不锈钢材质,尽管不锈钢比其它金属耐锈蚀,但不锈钢中在使用过程中其组分中重金属元素会缓慢析出,在人体中慢慢累积,达到一定量就会危害人体健康。而钛则对人身体完全无害,绝对安全。正是由于钛的耐腐蚀性、健康性,使得它成为制作水杯的完美材质,能够适应不同温度下各种饮品的挑战。      钛水杯有质轻、耐摔、耐高温、耐腐蚀、对人体无害等诸多优点。钛自行车架       钛合金是航空航天产品中采用的高性能材料,具有卓越的金属材料性能,是目前国际上公认的生产各类比赛及休闲用高档自行车最先进、最理想的材料。钛合金突出的特点是重量轻,强度高,弹性好,抗冲击,疲劳性能好,耐腐蚀永不生锈。自行车特别是赛车要求重量轻、刚度好并且冲击性能好。重量轻可以提高速度,并在长距离运动时降低体力消耗;刚性好的自行车车架有利于驱动力的转换,并提高操纵性能;冲击吸收性好的自行车车架可以较好地减缓来自路面的冲击,从而减少车手的疲劳。钛餐具       钛的优秀的生物相容性,对人体彻底无毒、无害、不过敏,其外表经阳极氧化处置后,构成的氧化膜有抑菌、密度小、质轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。钛可被制作成许多餐具,一般有钛筷子,钛勺,钛叉,钛碗,钛餐刀等。运用钛的特点结合特殊的物理化学表面着色工艺处理,使其具有独特的金属光泽,质地可以与银质餐具相媲美。钛制餐具既实用又可收藏,是馈赠亲友,居家使用之佳品。长久以来受到各界人士的高度青睐。其它类钛轻质又不易与皮肤发生过敏,并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩,因此可应用于各类饰品、眼镜架等产品中。钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的广泛应用,从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。

钛是一种硬度高,密度大,而且耐腐蚀性非常强的一种金属。在工业方面也得到了广泛的应用,关于轮船,飞机,宇宙飞船的制造都会用到这种金属。

金属钛及其在生活中的应用论文题目

金属钛有军事用途。因此,钛合金常应用于航天航空方面。钛金属在医疗领域的使用也比较的广泛。

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。

钛是一种化学元素,是世界上公认的无毒元素,化学符号Ti,是一种银白色的过渡金属,具有耐高低温、扛强酸碱、高强度、低密度等一系列特质,成为NASA同款火箭卫星专用材料,也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。因其加工程序复杂,生产成本投入极高,价格昂贵。在上世纪80年代走入民用领域后,钛以其天然具有的抑菌性与亲生物性,一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。从航天到民用,钛可谓是一个穿越古今,融合艺术与文化的时尚家伙。东京浅草寺的钛瓦、中国国家大剧院的钛屋顶、钢铁侠的战衣、特斯拉的车底都有钛的身影。那么在现实生活中,钛金属还有哪些应用案例呢?一.医疗用钛钛是世界上公认的无毒元素,美国权威机构——美国金属学会主编的《金属手册》中指出:“钛及其化合物,在生理上对人体几乎都是惰性的,钛金属是唯一对人的植物神经和味觉神经没有作用的金属。”“钛离子在人体内不随血液和体液转移。”由于钛及其合金的优异抗蚀性能、良好的力学性能,以及合格的组织相容性,在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有以下几点:质轻;弹性模量低;无磁性;无毒性;抗腐蚀性;强度高、韧性好。外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中,取得了良好的效果,被医学界给予了很高的评价。二.生活用钛 钛锅钛锅是美味锅,化学性质极其稳定,甚至连“王水”都奈何不了它。钛锅在烹饪时不与食材发生化学反应,所以能保证食材的原汁原味。另外,钛锅是唯一可以用来熬中药的金属锅,这足以看出这种金属材质的安全无毒性。在美国和日本,人们称钛锅是美味锅,深受当地消费者的喜欢。而且钛的密度小,同尺寸的钛锅要远轻于不锈钢锅,使用方便、省力。 钛保温杯:目前市面上保温杯绝大多数为不锈钢材质,尽管不锈钢比其它金属耐锈蚀,但不锈钢中在使用过程中其组分中重金属元素会缓慢析出,在人体中慢慢累积,达到一定量就会危害人体健康。而钛则对人身体完全无害,绝对安全。正是由于钛的耐腐蚀性、健康性,使得它成为制作水杯的完美材质,能够适应不同温度下各种饮品的挑战。钛水杯有质轻、耐摔、耐高温、耐腐蚀、对人体无害等诸多优点。 钛自行车架:钛合金是航空航天产品中采用的高性能材料,具有卓越的金属材料性能,是目前国际上公认的生产各类比赛及休闲用高档自行车最先进、最理想的材料。钛合金突出的特点是重量轻,强度高,弹性好,抗冲击,疲劳性能好,耐腐蚀永不生锈。自行车特别是赛车要求重量轻、刚度好并且冲击性能好。重量轻可以提高速度,并在长距离运动时降低体力消耗;刚性好的自行车车架有利于驱动力的转换,并提高操纵性能;冲击吸收性好的自行车车架可以较好地减缓来自路面的冲击,从而减少车手的疲劳。钛餐具:钛的优秀的生物相容性,对人体彻底无毒、无害、不过敏,其外表经阳极氧化处置后,构成的氧化膜有抑菌、密度小、质轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。钛可被制作成许多餐具,一般有钛筷子,钛勺,钛叉,钛碗,钛餐刀等。运用钛的特点结合特殊的物理化学表面着色工艺处理,使其具有独特的金属光泽,质地可以与银质餐具相媲美。钛制餐具既实用又可收藏,是馈赠亲友,居家使用之佳品。长久以来受到各界人士的高度青睐。 其它类:钛轻质又不易与皮肤发生过敏,并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩,因此可应用于各类饰品、眼镜架等产品中。钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的广泛应用,从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。

金属钛及其在生活中的应用论文摘要

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。 20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。 另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。 目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-5Sn、Ti-2Al-5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。 钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物(TixAl,此处x=1)四类 钛合金的新进展 近年来,各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金,努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面。(1)高温钛合金。 世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V,使用温度为300-350℃。随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有英国的IMI829、IMI834合金;美国的Ti-1100合金;俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向,使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美国麦道公司采用快速凝固/粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金,在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度[26]。 (2)钛铝化合物为基的钛合金。 与一般钛合金相比,钛铝化合物为基钠Ti3Al(α2)和TiAl(γ)金属间化合物的最大优点是高温性能好(最高使用温度分别为816和982℃)、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻(密度仅为镍基高温合金的1/2),这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料[26]。目前,已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-5Mo在美国开始批量生产。其他近年来发展的Ti3Al为基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl(γ)为基的钛合金受关注的成分范围为Ti-(46-52)Al-(1-10)M(%),此处M为v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一种元素。最近,TiAl3为基的钛合金开始引起注意,如Ti-65Al-10Ni合金[1]。 (3)高强高韧β型钛合金。 β型钛合金最早是20世纪50年代中期由美国Crucible公司研制出的B120VCA合金(Ti-13v-11Cr-3Al)。β型钛合金具有良好的冷热加工性能,易锻造,可轧制、焊接,可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。新型高强高韧β型钛合金最具代表性的有以下几种[26,30]: Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),该合金与飞机结构件中常用的30CrMnSiA高强度结构钢性能相当,具有优异的锻造性能; Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),该合金冷加工性能比工业纯钛还好,时效后的室温抗拉强度可达1000MPa以上; β21S(Ti-15Mo-3Al-7Nb-2Si),该合金是由美国钛金属公司Timet分部研制的一种新型抗氧化、超高强钛合金,具有良好的抗氧化性能,冷热加工性能优良,可制成厚度为064mm的箔材;日本钢管公司(NKK)研制成功的SP-700(Ti-5Al-3V-2Mo-2Fe)钛合金,该合金强度高,超塑性延伸率高达2000%,且超塑成形温度比Ti-6Al-4V低140℃,可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-扩散连接(SPF/DB)技术制造各种航空航天构件; 俄罗斯研制出的BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al),其抗拉强度可达1105MPA以上 (4)阻燃钛合金。常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向,这在很大程度上限制了其应用。针对这种情况,各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。羌国研制出的Alloy c(也称为Ti-1720),名义成分为50Ti-35v-15Cr(质量分数),是一种对持续燃烧不敏感的阻燃钛合金,己用于F119发动机。BTT-1和BTT-3为俄罗斯研制的阻燃钛合金,均为Ti-Cu-Al系合金,具有相当好的热变形工艺性能,可用其制成复杂的零件[26]。 (5)医用钛合金。 钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的医用金属材料,可用作植人人体的植人物等。目前,在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子,降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害,这一问题早已引起医学界的广泛关注。羌国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金,将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作,并取得一些新的进展。例如,日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金,包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-2Pd-20~05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-2Pd-20,这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。与α+β钛合金相比,β钛合金具有更高的强度水乎,以及更好的切口性能和韧性,更适于作为植入物植入人体。在美国,已有5种β钛合金被推荐至医学领域,即TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe)、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx(TI-15Mo-5Nb-2Si)、Tiadyne 1610(Ti-16Nb-5Hf)和Ti-15Mo。估计在不久的将来,此类具有高强度、低弹性模量以及优异成形性和抗腐蚀性能的庐钛合金很有可能取代目前医学领域中广泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性,广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。中国已成为全球最大的钛金属生产国和消费国之一,不过大部分生产一直局限于等级较低的钛,用于自行车架、高尔夫球杆或化工行业使用的防腐管材。 但是近年来航空航天用钛量在亚洲地区出现明显增长,可见,钛市场的前景比较光明。

金属钛有军事用途。因此,钛合金常应用于航天航空方面。钛金属在医疗领域的使用也比较的广泛。

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