Pengenalan kepada sifat aloi titanium dan titanium
1.1 Pengenalan kepada Titanium
Titanium adalah jenis bahan baharu, yang mempunyai kelebihan ketumpatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, rintangan haba dan rintangan kakisan. Beratnya hanya separuh daripada besi, tetapi sifat mekanikalnya, seperti memalu dan melukis, adalah setanding dengan tembaga. Secara umumnya, apabila suhu menurun, rintangan logam akan berkurangan, tetapi titanium sebaliknya, semakin rendah suhu, titanium akan menjadi lebih keras dan lebih keras, dan superkonduktiviti akan muncul apabila suhu kritikal dicapai.
1.2 Pengenalan kepada aloi titanium
Aloi titanium dan titanium adalah serupa sifatnya sedikit sebanyak, dengan ciri-ciri ketumpatan rendah dan kekuatan tinggi, sebagai tambahan kepada sifat mekanikal yang sangat baik, rintangan kakisan yang kuat. Selain itu, kekuatan habanya adalah tinggi, yang jelas lebih baik daripada aloi aluminium. Pada masa yang sama, sifat mekanikalnya mempunyai sedikit perubahan pada suhu rendah dan suhu ultra-rendah.
Teknologi baru dan aplikasi titanium
2.1 Kaedah penyediaan titanium
Walaupun titanium bersifat agak banyak, ia juga merupakan logam yang jarang ditemui kerana ia tersebar dan sukar untuk diekstrak. Pada masa ini, penyediaan titanium dibahagikan kepada dua kategori: kaedah pengurangan haba dan kaedah elektrolisis garam cair.
(1) Titanium disediakan dengan kaedah pengurangan haba
Kaedah pengurangan haba adalah pada suhu tertentu, penggunaan Li, Na, Mg, Ca dan hidridanya dan agen penurunan kuat lain, titanium daripada sebatian titanium seperti pengurangan TiCl4, TiO2, K2TiF6. Mengikut sebatian titanium yang berbeza, teknologi penyediaan titanium melalui pengurangan haba boleh dibahagikan kepada tiga kategori:
① Kaedah REDOX titanium klorida, seperti kaedah Kroll, kaedah Hunter, kaedah Armstrong dan kaedah EMR;
② Kaedah REDOX titanium oksida, seperti kaedah OS, proses PRP, kaedah MHR, dsb.
③ Kaedah REDOX titanat.
Pada masa ini, hanya kaedah Kroll dan kaedah Hunter boleh berjaya digunakan dalam pengeluaran perindustrian. Kaedah Kroll menggunakan magnesium untuk menggantikan titanium daripada klorida, dan kaedah Hunter menggunakan logam natrium untuk menggantikan titanium daripada klorida. Di samping itu, syarikat serbuk titanium antarabangsa Amerika Syarikat Chicago membangunkan kaedah Armstrong, kaedah penyediaannya adalah sama dengan kaedah Hunter, juga penggunaan natrium agen pengurangan untuk membersihkan logam titanium. Amerika Syarikat telah pun menggunakan kaedah ini untuk pra-pengeluaran di kilang.
(2) Penyediaan titanium melalui elektrolisis garam cair
Pada tahun 1959, Kroll meramalkan bahawa elektrolisis garam cair akan menggantikan Kroll sebagai kaedah dominan pengeluaran titanium dalam tempoh lima hingga sepuluh tahun akan datang. Selama bertahun-tahun, institusi penyelidikan dan makmal di dalam dan luar negara telah membangunkan sejumlah lebih daripada sedozen teknologi baru untuk penyediaan titanium oleh elektrolisis garam cair, yang boleh dibahagikan kepada tiga kategori berikut mengikut bahan mentah:
① Elektrolisis titanat;
(2) Elektrolisis titanium klorida;
③ Kaedah elektrolitik titanium oksida, termasuk kaedah FFC Cambridge, proses MER, kaedah USTB, proses QIT, kaedah SOM dan kaedah elektrolitik cecair ionik, dsb.
2.2 Penggunaan baharu titanium
Sejak tahun 1940-an, penggunaan titanium telah berkembang pesat, dan ia telah digunakan secara meluas dalam pesawat, roket, peluru berpandu, satelit, kapal angkasa, kapal, industri ketenteraan, rawatan perubatan dan bidang petrokimia. Penyelidikan terkini mendapati bahawa tubuh manusia mengandungi sejumlah titanium, titanium akan merangsang sel fagosit, boleh menguatkan fungsi imun, begitu banyak makmal komited untuk pembangunan dan penggunaan titanium biologi.
Teknologi baharu dan penggunaan aloi titanium
3.1 Kaedah penyediaan aloi titanium
Pemprosesan tradisional aloi titanium secara amnya menggunakan teknologi peleburan dan tuangan, teknologi pemprosesan terkini dibahagikan kepada yang berikut:
(1) Teknologi pengacuan bersih berhampiran;
(2) Teknologi kimpalan geseran talian;
(3) teknologi membentuk superplastik;
(4) Teknologi simulasi komputer bagi proses penyediaan dan pemprosesan bahan.
Teknologi pengacuan bersih berhampiran termasuk pengacuan laser, tuangan ketepatan, penempaan acuan ketepatan, metalurgi serbuk, pengacuan jet dan kaedah lain. Metalurgi serbuk adalah penggunaan serbuk titanium atau serbuk aloi titanium sebagai bahan mentah, selepas pengacuan dan pensinteran, untuk mengeluarkan bahagian titanium dalam proses baru. Yang pertama ialah pengeluaran serbuk, secara amnya menggunakan kaedah pengaloian mekanikal, menggunakan kilang bebola untuk memberi kesan kuat, mengisar dan mengacau bahan mentah. Kemudian aloi yang telah membentuk serbuk ditekan dan dibentuk. Terdapat dua kaedah menekan, iaitu membentuk tekanan dan membentuk bukan tekanan. Tujuan langkah ini adalah untuk membuat bentuk dan saiz tertentu embrio yang ditekan, dan menjadikannya mempunyai ketumpatan dan kekuatan tertentu. Kemudian dalam dibuat pensinteran plasma pelepasan blastoplasma, penggunaan tebukan die atas dan bawah dan elektrod elektrik akan menjadi bekalan kuasa pensinteran khusus dan tekanan menekan digunakan untuk serbuk tersinter, selepas pengaktifan nyahcas, ubah bentuk termoplastik dan penyejukan untuk melengkapkan penyediaan bahan titanium berprestasi tinggi. Kemudian aloi titanium disinter plasma untuk rawatan seterusnya, secara amnya rawatan haba atau pemprosesan plastik.
3.2 Kegunaan baharu aloi titanium
Aloi titanium digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa pada zaman awal, terutamanya dalam pengeluaran enjin pesawat atau komponen pneumatik. Kemudian, dengan pembangunan berterusan teknologi, aloi titanium telah memasuki kehidupan orang biasa, di kilang atau peranti rumah juga mempunyai angka aloi titanium. Kini negara dan institusi berebut untuk membangunkan aloi titanium baru, supaya mereka mempunyai ciri-ciri kos rendah dan prestasi tinggi, pembangunan baru aloi titanium dalam beberapa tahun kebelakangan ini tertumpu terutamanya dalam lima aspek berikut.
(1) aloi titanium perubatan
Aloi titanium dengan ketumpatan rendah dan biokompatibiliti yang baik adalah bahan perubatan yang ideal malah boleh ditanam ke dalam tubuh manusia. Aloi titanium yang sebelum ini digunakan dalam bidang perubatan mengandungi vanadium dan aluminium, yang boleh menyebabkan kemudaratan kepada tubuh manusia. Tetapi dalam masa terdekat, sarjana Jepun telah membangunkan jenis aloi titanium baru, dengan biokompatibiliti yang baik, tetapi aloi itu belum lagi dihasilkan secara besar-besaran, dipercayai bahawa dalam masa terdekat, aloi berkualiti tinggi itu boleh digunakan secara meluas. dalam kehidupan seharian.
(2) Aloi titanium kalis api
Aloi asas titanium yang boleh menahan pembakaran di bawah tekanan, suhu dan kadar aliran udara tertentu ialah aloi titanium kalis api. Amerika Syarikat, Rusia dan China telah membangunkan aloi titanium rintangan baharu, di antaranya Amerika Syarikat akan menggunakan aloi titanium rintangan ini pada enjin, kerana aloi titanium ini tidak sensitif kepada pembakaran, jadi boleh meningkatkan kestabilan enjin.
(3) jenis dengan kekuatan tinggi dan keliatan
aloi titanium jenis mempunyai ciri-ciri kekuatan tinggi, kebolehkimpalan yang baik dan prestasi kerja sejuk dan panas yang sangat baik. Penyelidik menggunakan undang-undang ini, penyediaan -jenis ciri aloi titanium adalah sangat jelas: prestasi kerja panas yang baik, keplastikan yang baik, prestasi kimpalan yang baik. Dan sifat mekanikal bertambah baik selepas rawatan penuaan penyelesaian. Pada masa ini, Jepun dan Rusia telah menyediakan aloi titanium sedemikian.
(4) Titanium dan sebatian aluminium
Berbanding dengan aloi titanium am, sebatian aluminium titanium mempunyai prestasi suhu tinggi yang baik, rintangan pengoksidaan yang baik dan rintangan rayapan, dan ketumpatan adalah kurang daripada aloi titanium umum. Ciri-ciri cemerlang ini ditakdirkan untuk sebatian Ti - Al akan mencetuskan ledakan aloi baharu. Aloi kompaun titanium - aluminium baharu telah disintesis di Amerika Syarikat dan sedang dalam pengeluaran besar-besaran.
(5) Aloi titanium suhu tinggi
Dengan menggabungkan kaedah pemejalan cepat dan kaedah metalurgi serbuk, aloi titanium yang disediakan oleh komposit bertetulang gentian atau zarah mempunyai ciri mekanikal suhu tinggi yang sangat baik. Had suhu aloi titanium suhu tinggi jauh lebih tinggi daripada aloi titanium biasa. Pada masa ini, Amerika Syarikat telah menyediakan aloi titanium suhu tinggi yang baharu.
(6) Aloi nikel titanium
Aloi titanium dan nikel, yang dikenali sebagai "aloi ingatan," dibuat menjadi bentuk yang telah ditetapkan. Selepas dibentuk, jika cacat oleh kuasa luar, ia boleh dipulihkan kepada rupa asalnya dengan sedikit haba. Aloi ini boleh digunakan dalam pelbagai bidang seperti instrumentasi dan peranti elektronik.
Status semasa pembangunan bahan aloi titanium di China
Aloi titanium merujuk kepada pelbagai logam aloi yang diperbuat daripada titanium dan logam lain. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, China sering mengeluarkan dasar untuk menggalakkan penyelidikan dan pembangunan, pengeluaran dan penggunaan bahan aloi titanium. Di pasaran global, bahan aloi titanium digunakan terutamanya dalam industri penerbangan, industri pertahanan, dan industri lain. Antaranya, permintaan aplikasi dalam industri penerbangan menyumbang kira-kira 50%, terutamanya untuk pembuatan pesawat dan enjin. Dalam struktur permintaan bahan titanium di negara kita, bahan pemprosesan titanium digunakan terutamanya dalam bidang industri kimia, dan bahagian bahan titanium yang digunakan dalam aeroangkasa domestik hanya 20%, menunjukkan bahawa terdapat potensi besar dalam pasaran titanium. bahan yang digunakan dalam penerbangan di negara kita. Pada masa ini, dalam bidang aloi titanium mewah, terdapat beberapa perusahaan yang boleh menghasilkan secara besar-besaran rod dan dawai aloi titanium penerbangan tentera di negara kita, yang merupakan corak persaingan "duopoli".
1. Dasar ini menggalakkan pembangunan bahan aloi titanium
Aloi titanium merujuk kepada pelbagai logam aloi yang diperbuat daripada titanium dan logam lain. Banyak negara di dunia telah menyedari kepentingan bahan aloi titanium, dan telah menjalankan penyelidikan dan pembangunan ke atasnya, dan telah digunakan dalam amalan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, China sering mengeluarkan dasar untuk menggalakkan penyelidikan dan pembangunan, pengeluaran dan penggunaan bahan aloi titanium. Pada 2019, menurut maklumat yang didedahkan dalam Katalog Panduan untuk Pelarasan Struktur Perindustrian (Draf 2019), berprestasi tinggi ultra-halus, ultra-kasar, struktur komposit bahan karbida bersimen dan produk pemprosesan dalam, bahan aloi titanium modulus rendah, tahan kakisan bahan aloi titanium, pengikat aloi titanium untuk aeroangkasa dan sebagainya akan disenaraikan sebagai projek yang digalakkan untuk industri pelarasan struktur.
2. Bahan aloi titanium digunakan terutamanya dalam bidang aeroangkasa dan ketenteraan
Di pasaran global, bahan aloi titanium digunakan terutamanya dalam industri penerbangan, industri pertahanan, dan industri lain. Antaranya, permintaan aplikasi dalam industri penerbangan menyumbang kira-kira 50%, terutamanya untuk pembuatan pesawat dan enjin. Dalam struktur permintaan bahan titanium di China, bahan pemprosesan titanium digunakan terutamanya dalam bidang kimia. Perbezaan yang paling penting berbanding dengan dunia adalah dalam bidang penerbangan. Bahan titanium yang digunakan dalam penerbangan sentiasa menyumbang kira-kira 53% daripada jumlah permintaan bahan titanium di dunia, manakala bahagian bahan titanium yang digunakan dalam aeroangkasa domestik hanya 20%, menunjukkan bahawa masih terdapat potensi besar dalam pasaran titanium bahan yang digunakan dalam penerbangan di China.
Ringkasan
Titanium mempunyai banyak kelebihan logam yang tiada tandingan, dengan kemajuan masyarakat, perkembangan sains dan teknologi, titanium dan aloi titanium akan digunakan dengan lebih meluas, permintaan manusia untuk titanium dan aloi titanium akan meningkat, dan kos pengeluaran yang tinggi adalah salah satu daripada sebab utama untuk mengehadkan promosi dan penggunaan aloi titanium dan titanium. Oleh itu, pembangunan dan penggunaan proses pengeluaran berterusan perlindungan alam sekitar kos rendah, berskala besar dan ekologi boleh menjadikan aloi titanium dan titanium lebih banyak digunakan.
