钛的用途是什么?
钛的用途有:
1、钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。
2、在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。
3、钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。
4、钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。
5、在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。
6、钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。
钛产业链可以分为以下四个部分:
1、钛铁矿、金红石等原始矿产的选矿,通过物理方法取得品位更高的精矿。
2、通过对精矿的再加工提纯,制取高纯度的二氧化钛,用于钛白粉行业。
3、通过对二氧化钛的氧化、还原等工艺手段生成四氯化钛,制取中间产品海绵钛。
4、通过对海绵钛的熔铸加工,制取晶体结构致密的钛锭,用于生产钛材及各种钛合金。
以上内容参考:百度百科-钛
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机、导弹及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、厨房用具、运动用品、珠宝及手机等等。
钛最有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中最高的强度-重量比。在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%。
有两种同素异形体和五种天然的同位素,分别为:46Ti(8.25%)、47Ti(7.44%)、48Ti(73.72%)、49Ti(5.41%)、50Ti(5.18%)。钛的化学性质及物理性质和锆相似,这是因为两者的价电子数目相同,并于元素周期表中同属一族。
在地壳中,钛的储量仅次于铁、铝、镁,居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点,其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识,被应用于航空、航天等高科技领域。
随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广,钛金属日益被人们重视,被誉为“现代金属”和“战略金属”,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。
衡量一个国家钛工业规模有两个重要指标:海绵钛产量和钛材产量,其中海绵钛产量反映原料生产能力,钛材产量反映的是深加工能力。钛工业已形成中国、美国、独联体、日本和欧洲五大生产和消费主体。
特性
一、物理性质
在金属元素中,钛的比强度很高。它是一种高强度但低质量的金属,而且具有相当好的延展性(尤其是在无氧的环境下)。钛的表面呈银白色金属光泽。它的熔点相当地高(超过1,649摄氏度),所以是良好的耐火金属材料。它具有顺磁性,其电导率及热导率皆甚低。
商业等级的钛(纯度为99.2%)具有约为434兆帕斯卡的极限抗拉强度,与低等级的钢合金相若,但比钢合金要轻45%。钛的密度比铝高60%,但强度是常见的6061-T6铝合金的两倍。
钛可被用于各种用途。某些钛合金(例如βC)的抗拉强度达1,400兆帕斯卡。然而,当钛被加热至430摄氏度以上时,强度会减弱。
尽管比不上高等级的热处理钢,钛仍具有相当的硬度。钛不具磁性,同时是不良的导热及导电体。用机械处理时需要注意,因为如不采用锋利的器具及适当的冷却手法,钛会软化,并留有压痕。像钢结构体一样,钛结构体也有疲劳极限,因此在某些应用上可保证持久耐用。
钛合金的比劲度一般不如铝合金及碳纤维等其他物料,所以较少应用于需要高刚度的结构上。
二、化学性质
钛的特性中,最为人称道的就是它优良的抗腐蚀能力——它的抗蚀性几乎跟铂一样好,钛不受稀硫酸、稀盐酸、氯气、氯溶液及大部分有机酸的腐蚀,但仍可被浓酸溶解。虽然以下的电位-pH图指出钛在热力学上是一种活性很高的金属,但是它与水及空气的反应是非常缓慢的
以上内容参考 百度百科-钛
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机、导弹及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、厨房用具、运动用品、珠宝及手机等等。
钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。
此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。
钛的抗腐蚀性锆是一种应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料,但在溶液中其活泼性仅次于钠。
那么,在氢氧化钛溶液里加入活泼的硝酸锆溶液,会发现钛把硝酸锆拒之门外。
钛金属地理分布
中国探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区。主要产区为四川,次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省(区)。
1、钛磁铁矿岩矿
主要矿床分布在四川省的攀枝花和红格,米易的白马,西昌的太和;河北省承德的大庙、黑山,丰宁的招兵沟,崇礼的南天门;山西省左权的桐峪;陕西省洋县的毕机沟;新疆的尾亚;河南省舞阳的赵案庄;
广东省兴宁的霞岚;黑龙江省的呼玛;北京市昌平的上庄和怀柔的新地。其中四川省表内储量(TiO2 44256.32万吨)占全国同类储量(TiO2 46522.83万吨)的95.1%,河北省(TiO2 1544.46万吨)占3.3%,陕西省占0.46%,山西省占0.35%。
2、金红石岩矿
主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山;山西省代县的碾子沟;河南省新县的杨冲;山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石(TiO2)表内储量(534.43万吨)占全国同类储量(750.86万吨)的71.2%,山西省(154.79万吨)占20.6%,陕西省(44.4万吨)占5.9%。
以上内容参考 百度百科-钛金属
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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:1.质轻;2.弹性模量低;3.无磁性;4.无毒性;5.抗腐蚀性;6.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
1. 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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。