鈦的應(yīng)用

    鈦(Ti)---銀灰色金屬，比重4.5，熔點(diǎn)1668°C。 他用希臘神話中大地之子泰坦（Titan）的名字來命名（中文按它原文名稱的譯音，定名為鈦）。在古希臘，“泰坦精神”就是勇往直前的同義詞,用titanium的名字來命名表示金屬鈦所具有的天然強(qiáng)度。 鈦是一種很特別的金屬，質(zhì)地非常輕盈，卻又十分堅(jiān)韌和耐腐蝕，它不會(huì)像銀會(huì)變黑，在常溫下終身保持本身的色調(diào)。鈦的熔點(diǎn)與鉑金相差不多，因此常用于航天.軍工精密部件。加上電流和化學(xué)處理后，會(huì)產(chǎn)生不同的顏色。 鈦如同它的名字一樣是一種具有英雄氣概的金屬，銀亮，輕盈，堅(jiān)牢。在化學(xué)上，大名鼎鼎的強(qiáng)腐蝕劑“王水”能夠吞噬白銀、黃金，以至把號(hào)稱“不銹”的不銹鋼侵蝕，變得銹跡斑駁，面目全非。然而，“王水”對(duì)鈦卻無可奈何。在“王水”中浸泡了幾年的鈦，依舊锃亮，光彩照人！有優(yōu)異的抗酸堿腐蝕性；若把鈦加到不銹鋼中，只加百分之一左右，就大大提高抗銹本領(lǐng)。常溫時(shí)鈦在空氣中穩(wěn)定；因?yàn)殁伨哂忻芏刃　⒛透邷亍⒛透�蝕等優(yōu)良的特性，鈦合金強(qiáng)度高，它密度小，強(qiáng)度大，密度是鋼鐵的一半而強(qiáng)度和鋼鐵差不多；鈦既耐高溫，又耐低溫。在-253℃~500℃這樣寬的溫度范圍內(nèi)都能保持高強(qiáng)度。這些優(yōu)點(diǎn)正是太空金屬所必備的。鈦的合金是制做火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體及人造衛(wèi)星、宇宙飛船的好材料。鈦有“太空金屬”之稱。由于鈦有這些優(yōu)點(diǎn)，所以５０年代以來，一躍成為突出的稀有金屬。 鈦是一種純性金屬，正因?yàn)殁伣饘俚摹凹儭保�故物質(zhì)和它接觸的時(shí)候，不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。也就是說，因?yàn)殁伒哪透�蝕性、穩(wěn)定性高，使它在和人長期接觸以后也不影響其本質(zhì)，所以不會(huì)造成人的過敏，它是*對(duì)人類植物神經(jīng)和味覺沒有任何影響的金屬。鈦又被人們稱為“親生物金屬”。鈦在醫(yī)學(xué)上有著獨(dú)特的用途。在骨頭損傷處，用鈦片和鈦螺絲釘固定好，過幾個(gè)月，骨頭就會(huì)長在鈦片上和螺絲釘?shù)穆菁y里。新的肌肉就包在鈦片上，這種“鈦骨”就如真的骨頭一樣，甚至可以用鈦制人造骨頭來代替人骨治療骨折。 由于鈦的以上特性，它特有的銀灰色調(diào)不論是高拋光.絲光.亞光都有很好的表現(xiàn)，是除貴金屬鉑，金以外*合適的首飾金屬，在國外現(xiàn)代首飾設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用。但由于鈦的加工技術(shù)要求很高，用普通設(shè)備很難澆鑄成型，用普通工具又很難將它焊接起來，所以很難形成生產(chǎn)規(guī)模。因此，在國內(nèi)首飾市場很難見到它的蹤影，市場上俗稱鈦金。 鈦金屬具有未來性的特質(zhì)，皆能增顯氣質(zhì)，同時(shí)歷久彌新，質(zhì)地輕盈卻格外堅(jiān)固，是國際上流行的首飾用材。至于款型設(shè)計(jì)上，極簡干凈的切割，高度的設(shè)計(jì)性與低調(diào)的前衛(wèi)風(fēng)格，備受年輕白領(lǐng)的推崇鈦材應(yīng)用領(lǐng)域 鈦?zhàn)鳛橐环N稀有金屬，具有比重小、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕，是優(yōu)質(zhì)的耐蝕輕型結(jié)構(gòu)材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料，主要用于航空航天工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和能源工業(yè)等部門。90年代以前，鈦材主要用于航空和核潛艇等*技術(shù)領(lǐng)域，成為軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，并且在冷戰(zhàn)時(shí)期由于戰(zhàn)略的需要而獲得快速發(fā)展，產(chǎn)量一直保持較快的增長速度。冷戰(zhàn)結(jié)束后，由于軍用鈦材需求銳減，從而一度使世界鈦材產(chǎn)量嚴(yán)重下降。目前世界鈦應(yīng)用量*大的仍然是航空航天工業(yè)部門，其用量占消費(fèi)量的50％。不過，隨著鈦材在民營領(lǐng)域使用的推廣力度不斷加大，以及技術(shù)的進(jìn)步帶來的生產(chǎn)成本的降低，鈦在其它民用工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域的用途發(fā)展非常快，部分彌補(bǔ)了軍用工業(yè)需求下降的不利影響。因此，世界鈦工業(yè)總體來說還處于復(fù)蘇期。據(jù)專家預(yù)計(jì)，世界鈦工業(yè)將可保持每年5％左右的速度增長。 　　

    我國鈦材需求呈現(xiàn)良好的增長勢(shì)頭，近幾年，在我國經(jīng)濟(jì)快速增長的有利條件下，鈦工業(yè)有了長足的發(fā)展，特別是2002年，我國鈦工業(yè)擺脫了多年徘徊不前的狀況，進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。當(dāng)年，我國海綿鈦產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高，已超過3000噸，全國鈦的需求量達(dá)到6000-7000噸左右，在2001年增長30％的基礎(chǔ)上，繼續(xù)增長了15％。需求的領(lǐng)域來自三個(gè)方面：一是軍工項(xiàng)目對(duì)鈦的需求量加大；二是航空航天的需求有所增加；三是我國民用領(lǐng)域應(yīng)用呈突破性增長態(tài)勢(shì)。這三個(gè)方面的增長，刺激著我國鈦工業(yè)的發(fā)展。 　　

    2002年，鈦材*現(xiàn)身建筑行業(yè)。令世人關(guān)注的國家大劇院的球狀屋頂用鈦已確定，日本新日鐵被選定為國家大劇院鈦板的供應(yīng)商。這是我國建筑領(lǐng)域*應(yīng)用鈦材，開創(chuàng)了建筑領(lǐng)域的先河，必將帶動(dòng)我國建筑市場鈦材的應(yīng)用。據(jù)悉，正在建設(shè)中的杭州大劇院、首都博物館均有意采用鈦材作屋頂及墻外板裝飾。面對(duì)龐大的建筑市場，我國鈦加工企業(yè)面臨極好的發(fā)展機(jī)遇，開發(fā)適應(yīng)市場的鈦建材產(chǎn)品。 　　

    2002年我國鈦應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域亦有所發(fā)展，飛機(jī)、船艦、制鹽、制堿、石化、紡織、冶金及電力等部門的用鈦均有提高。 　　

     2002年，鈦在我國民用消費(fèi)領(lǐng)域也有長足發(fā)展，除建材以外，在體育休閑、汽車、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域鈦的用量也在快速增長。如高爾夫球頭及球桿的用量已超過1000噸。 　　

    由此可見，在鈦工業(yè)的發(fā)展中，民用領(lǐng)域是拉動(dòng)鈦工業(yè)發(fā)展的新的動(dòng)力和契機(jī)。從近年國內(nèi)市場發(fā)展看，國內(nèi)鈦材市場需求量趨于增加，在“八五”期間，鈦市場有效需求量8000噸，據(jù)全國鈦應(yīng)用推廣領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室對(duì)國內(nèi)市場的調(diào)查，到2005年預(yù)計(jì)國內(nèi)海綿鈦和鈦加工材的需求量分別為7500噸和5500噸，到2010年國內(nèi)海綿鈦和鈦加工材的需求量則分別超過1萬噸。 　　

    鈦?zhàn)鳛樾滦徒饘俨牧希�是支�?科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要原材料，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。一個(gè)國家的鈦/鋼比，是其技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志之一，幾個(gè)工業(yè)較發(fā)達(dá)國家海綿鈦/鋼之比保持在萬分之三左右，而我國僅有萬分之零點(diǎn)三。按照我國現(xiàn)階段的工業(yè)水平，該比例應(yīng)當(dāng)在萬分之一左右，如果要達(dá)到這一比例，鈦材市場需求量將擴(kuò)大兩倍以上，這說明我國現(xiàn)有鈦材市場開發(fā)潛力巨大，前景看好。特別是鈦冶煉技術(shù)如能取得重大突破，大大降低鈦生產(chǎn)成本，則鈦的需求會(huì)爆炸式上升。 　　

    同時(shí)也應(yīng)當(dāng)看到，高品質(zhì)原材料的缺乏成為制約我國鈦工業(yè)發(fā)展的瓶頸。雖然我國的鈦礦儲(chǔ)量豐富，占世界已探明儲(chǔ)量的64%左右，但品位低、易選易采的優(yōu)質(zhì)砂礦鈦鐵礦和砂礦金紅石都較少，特別是優(yōu)質(zhì)金紅石短缺，尚需進(jìn)口。我國鈦礦的特點(diǎn)制約了海綿鈦的產(chǎn)量和質(zhì)量，雖然目前國內(nèi)海綿鈦的產(chǎn)量基本上能滿足生產(chǎn)的需要，但由于質(zhì)量的原因，在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鈦錠和鈦材時(shí)仍需大量進(jìn)口高品質(zhì)的海綿鈦。所以，如不加緊對(duì)鈦資源的開發(fā)利用，提高海綿鈦的產(chǎn)量和質(zhì)量，則將制約我國鈦工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。 產(chǎn)業(yè) 應(yīng)用領(lǐng)域 具體的使用部位 原來的主要領(lǐng)域 航空、宇宙航行 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件、機(jī)身部件、火箭、人造衛(wèi)星、導(dǎo)彈等部件 壓氣機(jī)或風(fēng)扇葉片、盤、機(jī)匣、導(dǎo)向葉片、軸、起落架、襟翼、阻流板、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、隔板、翼梁、燃料箱、火箭燃料室、助推器 化學(xué)、石油化工及其他一般工業(yè) 尿素、乙酸、丙酮、乙醛、三聚氰酰胺、硝酸、IPA、PO、已二酸、對(duì)苯二甲酸、丙烯腈、丙烯內(nèi)酰胺、丙烯酸脂、無水馬來酸、谷氨酸、濃漂白粉、造紙、紙漿、蘇打、氯氣、表面處理、冶金、環(huán)保（排氣、排液、除塵） 熱交換器、反應(yīng)槽、反應(yīng)塔、壓力釜、蒸餾塔、凝縮器、離心分離機(jī)、攪拌器、鼓風(fēng)機(jī)、閥、泵、管道、計(jì)測器、電極基板、電解槽、電鍍用夾具、電極、銅箔用滾筒、電解精煉用電極、EGL電鍍電極糞尿處理設(shè)備 發(fā)電、海水淡化 原子能、火力、熱地發(fā)電、蒸發(fā)式海水淡化裝置 透平冷凝器、冷凝器、管板、透平葉片、傳熱管 需求可望增加的新領(lǐng)域 海洋開發(fā)、能源 石油、天然氣開采、石油精煉、LNG深海艇、海洋溫差發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖、核廢物處理、再處理、濃縮 提升管、熱交換器、耐壓殼體、魚網(wǎng)、離心分離機(jī)、磁鐵外套 土木建筑 屋頂、大廈的外表港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道 屋頂、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀(jì)念碑、標(biāo)牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆、工具類 運(yùn)輸機(jī)械 汽車部件（四輪車、二輪車） 船用部件 鐵路（直線性電機(jī)車及其他） 連桿、閥門、護(hù)圈、彈簧、螺栓、螺母、油箱熱交換器、噴射簧片、水翼、通氣管、螺旋槳、架式受電弓、低溫恒溫器、超導(dǎo)電機(jī) 民用品 通信、光學(xué)儀器、音響設(shè)備、醫(yī)療、保健、福利 照相機(jī)、曝光裝置、印相裝置、電池、海底中繼器、振動(dòng)板、人工關(guān)節(jié)、齒科器材、手術(shù)器具、起波器、輪椅、手杖、堿離子凈水器、 自行車零件、裝飾品、佩帶物、體育娛樂用品及其他 構(gòu)架、胎圈、輻條、腳蹬、手表、眼鏡框架、裝飾品、剪子、剃須刀、打火機(jī)、高爾夫球棒、網(wǎng)球拍、登山工具、滑雪板、套架、雪橇、雪鏟、馬鐵掌、擊劍面具、釣具、游艇部件、氧氣瓶、潛水刀、熱水瓶、炒鍋、家具、記錄用具、印章、玩具。

    1、密度小，比強(qiáng)度高 金屬鈦的密度為4.51G/㎝3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,但比強(qiáng)度高于鋁合金和高強(qiáng)度合金。 2、彈性模量低 鈦的彈性模量在常溫時(shí)為106.4GMPa,為鋼的57%。 3、導(dǎo)熱系數(shù)小 金屬鈦的導(dǎo)熱系數(shù)小,是低碳鋼的五分之一,銅的二十五分之一。 4、抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近 鈦的這一性能說明了其屈強(qiáng)比(抗拉強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度)高,表示了金屬鈦材料在成形時(shí)塑性變形差。由于鈦的屈服極限與彈性模量的比值大,使鈦成型時(shí)的回彈能力大。 5、無磁性無毒 鈦是無磁性金屬,在很大的磁場中也不會(huì)被磁化,無毒,且與人體組織及血液有好的相溶性,所以被醫(yī)療界采用。 6、抗拉性能強(qiáng) 金屬鈦受到機(jī)械振動(dòng)、電振動(dòng)后,與鋼、銅金屬相比,其自身振動(dòng)衰減時(shí)間*長。利用鈦的確這一性能可做音叉、醫(yī)學(xué)上的超聲粉碎機(jī)振動(dòng)元件和*音響揚(yáng)聲器的振動(dòng)薄膜等。 7、耐熱性能好 新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長期使用。 8、耐低溫性能好 鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn)，TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5 Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,但塑性變化卻不大。在-196-253℃低溫下保持較好的延性及韌性,避免了金屬冷脆性,是低溫

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