Титанът е нов вид материал с предимства като ниска плътност, висока специфична якост, устойчивост на топлина и устойчивост на корозия. Тежи само наполовина по-малко от желязото, но механичните му свойства като чукване и изтегляне са същите като на медта. Най-общо казано, с понижаването на температурата устойчивостта на удар на метала ще намалее, но при титана е обратното, колкото по-ниска е температурата, толкова по-твърд ще стане титанът и феноменът на свръхпроводимост ще се появи, когато се достигне критичната температура. Титановата сплав и титанът са подобни по свойства до известна степен, с характеристиките на ниска плътност и висока якост, в допълнение към отличните си механични свойства и силна устойчивост на корозия. Освен това неговата термична якост е висока, което е значително по-добро от това на алуминиевата сплав, а механичните му свойства не се променят много при ниска температура и свръх-ниска температура.
Метод за получаване на титан
Въпреки че титанът е сравнително изобилен в природата, той също е рядък метал поради своята дисперсия и трудността при извличане. Понастоящем получаването на титан е разделено на две категории: метод на термична редукция и метод на електролиза на разтопена сол.
1. Получаване на титан чрез метод на термична редукция
Методът на термична редукция е да се редуцира титан от титанови съединения като TiCl4, TiO2, K2TiF6 и др. при определена температура, като се използват силни редуциращи агенти като Li, Na, Mg, Ca и техните хидриди. Според различните титанови съединения технологията за получаване на титан чрез термична редукция може да бъде разделена на три категории:
(1) Редокс методи на титанов хлорид, като метод на Kroll, метод на Hunter, метод на Armstrong и метод EMR;
(2) редокс методи на титанови оксиди, като OS метод, PRP процес, MHR метод и др.;
(3) Редокс метод на титанат.
Понастоящем само методите на Крол и Хънтър могат да се прилагат успешно в индустриалното производство. Методът на Крол използва металния магнезий, за да замени титана в хлорида, а методът на Хънтър използва металния натрий, за да замени титана в хлорида. В допълнение, методът на Армстронг, разработен от Chicago International Titanium Powder Company, е подобен на метода на Hunter, който също използва редуциращия агент натрий за пречистване на металния титан. Съединените щати започнаха да използват този метод за пред-производство във фабриките.
2. Титанът се получава чрез електролиза на разтопена сол
През 1959 г. Крол прогнозира, че електролизата на разтопена сол ще замени Крол като основен метод за производство на титан през следващите 5-10 години. През годините научноизследователски институции и лаборатории в страната и чужбина са разработили повече от дузина нови технологии за получаване на титан чрез електролиза на разтопена сол, които могат да бъдат разделени в следните три категории според суровините:
(1) Метод на електролиза на титанат;
(2) Метод на електролиза на титанов хлорид;
(3) Методи за електролиза на титанови оксиди, включително метод FFC Cambridge, MER процес, USTB метод, QIT процес, SOM метод и метод на йонна течна електролиза и др.
Нови употреби на титан
От 40-те години на 20-ти век използването на титан се развива бързо и се използва широко в самолети, ракети, ракети, изкуствени спътници, космически кораби, кораби, военна промишленост, медицинска и нефтохимическа промишленост. Най-новите изследвания са установили, че човешкото тяло съдържа известно количество титан, който стимулира фагоцитите и може да засили имунитета, така че много лаборатории са ангажирани с разработването и приложението на биотитан.
Метод за получаване на титанова сплав
Традиционната обработка на титанова сплав обикновено приема технология за топене и леене, а най-новата технология за обработка е разделена на следните типове:
почти-мрежова технология за формоване;
технология за фрикционно заваряване на тел;
технология за свръхпластично формоване;
Технологията за почти-мрежово формоване включва лазерно формоване, прецизно леене, прецизно коване, прахова металургия, струйно формоване и други методи. Праховата металургия е нов процес, който използва титанов прах или прах от титаниева сплав като суровина, формована и синтерована и след това произвежда титанови части. Първото е производството на прах, което обикновено използва метода на механично легиране и използва топкова мелница за силно въздействие, смилане и разбъркване на суровините. Сплавта, която е образувала прах, след това се пресова в два метода на пресоване, а именно формоване под налягане и формоване без налягане. Целта на тази стъпка е да се направи определена форма и размер на ембриона и той да има определена плътност и здравина. След това завършеният празен материал се разрежда плазмено синтерован и към синтерования прах се прилага специфичен източник на енергия за синтероване и налягане при пресоване с помощта на горния и долния щанцоване на матрицата и захранващи електроди, а високо{6}}производителният титанов материал се приготвя чрез активиране на разряд, термопластична деформация и охлаждане. След това титановата сплав, която е претърпяла плазмено синтероване, се третира впоследствие, обикновено топлинна обработка или пластична обработка.
Нови приложения на титанови сплави
Титаниевите сплави бяха широко използвани в космическата област в ранните дни, използвани главно за направата на самолетни двигатели или пневматични компоненти. По-късно, с непрекъснатото развитие на технологиите, титановата сплав навлезе в живота на обикновените хора, а титановата сплав се намира и във фабрики или домакински устройства. Сега страните и институциите се състезават да разработят нови титанови сплави, за да имат характеристиките на ниска цена и висока производителност, а новото развитие на титанови сплави през последните години е концентрирано главно в следните пет аспекта.
1. Медицинска титанова сплав
Титановата сплав има ниска плътност и добра биосъвместимост, което я прави идеален медицински материал и дори може да се имплантира в човешкото тяло. Наскоро обаче японски учени разработиха нов тип титаниева сплав с добра биосъвместимост, но понастоящем тази сплав не се произвежда масово-и се смята, че в близко бъдеще такива високо{2}}качествени сплави могат да бъдат широко използвани в ежедневието.
2. Титаниева сплав, забавяща горенето
Титаниеви-сплави, които могат да издържат на горене при определени налягания, температури и скорости на въздушния поток, са титаниеви резистори. Съединените щати, Русия и Китай последователно разработиха нови резистивни титанови сплави, сред които Съединените щати прилагат тези резистивни титанови сплави в двигатели, тъй като тези титанови сплави са нечувствителни към горене, така че могат значително да подобрят стабилността на двигателя.
3. Тип с висока якост и висока якост
-титанова сплав има характеристиките на висока якост, добра заваряемост и отлична производителност при студена и гореща обработка. Изследователите са използвали този закон, за да подготвят титанови сплави от -тип с очевидни характеристики: добра духовна топлинна обработка, добра пластичност и добро заваряване. И неговите механични свойства са значително подобрени след-третиране със стареене на разтвора. В момента Япония и Русия са подготвили такива титанови сплави.
4. Титан-алуминиеви съединения
В сравнение с обикновените титанови сплави, титан-алуминиевите съединения имат добра производителност при висока температура, добра устойчивост на окисление и устойчивост на пълзене и са по-малко плътни от обикновените титанови сплави. Тези отлични характеристики са предназначени да дадат началото на нов бум на сплави в титан-алуминиеви съединения. Понастоящем Съединените щати са синтезирали тази нова титан-алуминиева сплав и е в масово производство.
5. Високо{1}}температурна титанова сплав
Титаниеви сплави, получени чрез комбиниране на методи за бързо втвърдяване и методи на прахова металургия, използващи композитни материали,-подсилени с влакна или частици, имат отлични механични характеристики при високи-температури. Температурната граница на употреба на високо-температурната титанова сплав е много по-висока от тази на обикновената титанова сплав. Понастоящем в Съединените щати е изготвена нова високотемпературна титанова сплав.
6. Титан-никелова сплав
Сплавта, съставена от титан и никел, се нарича "сплав с памет", която се прави в предварително определена форма и след това се оформя, за да възстанови оригиналния си вид с леко нагряване, ако се деформира от външни сили. Тази сплав може да се използва в различни области като измервателни уреди и електронни устройства.
