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鈦及鈦合金的發展歷史及功能介紹

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-3-23 17:12:26
1791年,英格蘭礦物學家威廉格里戈爾(威廉牧師格雷戈爾)在鐵礦中辨識出這種新的元素,命名它為menachite。大約就在同時,喬瑟夫穆勒(弗朗茨約瑟夫穆勒)也制造出類似的物質,但卻無法辨識它。一直到1795年,德國化學家克拉普羅特(馬丁海因里希克拉普羅特)在金紅石中再度發現到這種物質,并以拉丁文命名其為地球[即希臘神話中的泰坦(巨人)]。鈦這種金屬,很難從礦物之中提煉出來,歷史上最早備制出純鈦(99.9%),一直要到1910年,美國的冶金學家亨特(馬太答:亨特)將四氯化鈦和鈉一起加熱還原,提煉出來高純度的鈦,但是這時的鈦還是屬于實驗室的階段。1946年克羅爾(Kroll公司威廉賈斯汀)利用鎂將四氯化鈦還原以提煉出鈦后,鈦金屬才真正有商業用途。鈦的抗拉強度=材料的力學性能降伏強度是140MPa。鈦合金概念定義: 以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
 
鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α+β型鈦合金。研究范圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍用和民用等。鈦是單質,鈦合金是混合物。因此鈦合金具有更多樣的性質和更廣泛的用途。鈦棒及鈦合金是一種新型結構材料,它具有優異的綜合性能,如密度小(~4.5g·cm-3),比強度和比斷裂韌性高,疲勞強度和抗裂紋擴展能力好,低溫韌性良好,抗蝕性能優異,某些鈦合金的最高工作溫度為550度,預期可達700度。鈦板的特性中,令人稱道的是它擁有相當良好的抗腐蝕能力,它的抗蝕性幾乎和鉑接近,可以抵抗酸,氯氣,甚至在大名鼎鼎的王水中也完好無損。此外,鈦的另一個特性是擁有很高的強度 - 重量比,他是一種重量輕,卻擁有高強度的金屬。純鈦的延性良好,容易加工,表面呈銀白色金屬光澤。熔點高,是良好的耐火金屬材料。
 
它在航空、航天、化工、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用,發展迅猛。輕合金、鋼等的(σ0.2/密度)與溫度的關系,鈦合金的比強高于其他輕金屬、鋼和鎳合金,并且這一優勢可以保持到500oC左右,因此某些鈦合金適于制造燃氣輪機部件。鈦產量中約80%用于航空和宇航工業。例如美國的B-1轟炸機的機體結構材料中,鈦合金約占21%,主要用于制造機身、機翼、蒙皮和承力構件。F-15戰斗機的機體結構材料,鈦合金用量達7000kg ,約占結構重量的34%。波音757客機的結構件,鈦合金約占5%,用量達3640 kg。麥克唐納·道格拉斯(Mc-Donnell-Dounlas)公司生產的DC10飛機,鈦合金用量達5500kg,占結構重量的10%以上。在化學和一般工程領域的鈦用量:美國約占其產量的15%,歐洲約占40%。由于鈦及其合金的優異抗蝕性能,良好的力學性能,以及合格的組織相容性,使它用于制作假體裝置等生物材料。
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