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鈦的用途

2023-03-21 14:32:24
2868次

鈦金屬和鈦合金應(yīng)用

 鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬,鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、導(dǎo)熱率低、無毒無磁、可焊接、生物相容性好、表面可裝飾性強(qiáng)等特性,廣泛應(yīng)用于、化工、石油、電力、建筑、體育用品等領(lǐng)域。世界上許多國家都已經(jīng)認(rèn)識到鈦合金材料的重要性,相繼對其進(jìn)行研究開發(fā),并得到了實際應(yīng)用。


汽車行業(yè)

降低燃油消耗、減少有害廢棄物(CO2、NOX 等)排放已經(jīng)成為汽車行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的主要動力和方向之一。研究表明,輕量化是實現(xiàn)節(jié)省燃料、減少污染的有效措施。汽車的質(zhì)量每降低10%,燃料消耗可節(jié)省8%-10%,廢氣排放可減少10%。在駕駛方面,汽車輕量化后加速性能提高,車輛控制穩(wěn)定性、噪音、振動方面也都有改善。從碰撞安全性考慮,汽車輕量化后,碰撞時慣性小,制動距離減少。

汽車輕量化的首選途徑就是用高比強(qiáng)度的輕質(zhì)材料,如鋁、鎂、鈦等替代傳統(tǒng)的汽車材料(鋼鐵)。2009年全球汽車用鈦量已達(dá)3000噸。鈦在賽車上的應(yīng)用已有許多年的歷史目前賽車幾乎都使用了鈦材,日本汽車用鈦已超過600噸,隨著全球汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車用鈦還在快速增加。

 汽車使用鈦的優(yōu)點有:減輕重量,降低燃料消耗;改善動力傳輸效果,降低噪音;減少振動,減輕部件載荷;提高車的持久性及環(huán)境保護(hù)。
 
  化工行業(yè)

 鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和工藝性能,被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)許多部門。特別是在化工生產(chǎn)中,用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料。這對增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,延長設(shè)備使用壽命,減少消耗,降低能耗,降低成本,防止污染,改善勞動條件和提高勞動生產(chǎn)率等方面都有十分重要的意義。

鈦金屬已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一,并在化工裝置中已確立了他的耐腐蝕地位。作為化工設(shè)備中的理想材料,鈦也愈來愈引起工程技術(shù)人員的重視。

經(jīng)過多年的推廣,鈦及其合金已作為一種優(yōu)異的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料在化工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前鈦設(shè)備的應(yīng)用已從最初的純堿與燒堿工業(yè)擴(kuò)展到氯酸鹽、氯化銨、尿素、有機(jī)合成、染料、無機(jī)鹽、農(nóng)藥、合成纖維、化肥、和精細(xì)化工等行業(yè),設(shè)備種類已從小型、單一化發(fā)展到大型、多樣化。

調(diào)查結(jié)果表明鈦換熱器占57%,鈦陽極占20%,鈦容器占16%,其他占7%。在化學(xué)工業(yè)中以“兩堿”為主,化工設(shè)備中鈦換熱器用量最大。
 
海洋工程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和陸地資源日趨枯竭,人類開發(fā)利用海洋已經(jīng)提到日程上來了。鈦對于海水有優(yōu)異的耐蝕性能,大量運用于海水淡化、艦船、海洋熱能開發(fā)和海底資源開采等領(lǐng)域。

早在20世紀(jì)60年代,我國就已經(jīng)開始了對鈦及鈦合金在船舶及海洋工程裝備上的應(yīng)用研究,并做了大量工作,已基本形成了牌號較多、性能各異、品種規(guī)格齊全的船用鈦合金體系。由于鈦及鈦合金自身所具備的特性,使其在艦船以及海工裝備的應(yīng)用上具有得天獨厚的優(yōu)勢,因而被廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇以及螺旋槳推進(jìn)器、海水管路、冷凝器、熱交換器等。

在艦船應(yīng)用方面,目前我國艦船用鈦量非常少,占船舶總重量的比例不超過1%,艦船及海工裝備用鈦及鈦合金領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮?。此外,在海水淡化以及濱海電站方面,由于我國目前海水淡化以及濱海電站市場需求巨大,在進(jìn)一步降低鈦合金成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的情況下,鈦的市場應(yīng)用前景將非常廣闊。

日常生活

鈦在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛,可謂無處不在,例如高爾夫球頭、自行車車架、網(wǎng)球拍、輪椅、眼鏡架等都會應(yīng)用到鈦。

鈦以其輕質(zhì)、強(qiáng)度高的特性在體育用品中的應(yīng)用,從最早的網(wǎng)球拍、羽毛球拍逐步擴(kuò)展到了高爾夫球頭、球桿以及賽車等。2008年我國體育休閑占總消費量的13%,其中僅高爾夫球頭和球桿的用鈦量就超過了1000噸。鈦合金做成的自行車車架也頗受歡迎,目前有近50價公司生產(chǎn)鈦自行車,美國早已是最大的鈦自行車生產(chǎn)商和消費國。鈦輕質(zhì)的特點也應(yīng)用到眼鏡架中,而且鈦又不易與皮膚發(fā)生過敏,并且鈦表面經(jīng)陽極處理可有絢麗色彩,因此從20世紀(jì)80年代初就開始應(yīng)用于鏡架中。

近幾年,鈦在人類日常生活中的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展,且發(fā)展速度很快,應(yīng)用技術(shù)也更趨成熟、完善。在鈦的日常生活品應(yīng)用方面,美國和日本走在前面。

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