特种钛功能材料的应用
有一些钛合金具有特殊功能,因此成为功能材料。大力开发 这些功能材料具有十分重要的意义。
1耐蚀钛合金
普通钛材在许多介质中具有很强的耐腐蚀性,但在还原性介 质中,如盐酸、硫酸、甲酸、草酸等介质中,由于钛的氧化膜不稳定, 易遭破坏,因此在这种情况下钛并不耐蚀。所以研制了耐蚀钛合 金。目前,常见的耐蚀钛合金有Ti-0. 2Pd(TA9)和Ti-0.3Mo- 0.8Ni(TA10)o
2形状记忆合金
Ni-Ti合金(按50%配比合金)是具有形状记忆特性和超弹性 特性的一种合金,目前已开发出了许多产品。Ni-Ti配比可以进行 若干变化,变化温度可以从到近1°°弋。还可以根据要求加入 其他合金元素,作为添加元素的一般有Cu、Co、Cr、Fe等。
Ni-Ti合金是一种理想的生物功能材料,它在医疗界有广泛的 应用。
Ni-Ti合金还有许多其他实用价值,如将它加工成螺旋状弹 簧、利用其温度特性作为温度测敏元件兼执行信号元件等。.它在 混合水栓阀门、家用电器方面获得了应用。它也可以在高速铁路、机车和汽车上的油温控制器中应用。同时,又可节省传感器,制成执行信号的元器件。除了机械手、人造卫星上使用,它还用在照相机的后盖紧缩机构上
3 贮氢合金
可用于贮氢合金的钛合金系列有十皿系、Ti-Ni系二Ti-Cr 系、Ti-Mn系、Ti-Co系等。最近有报告表明,有人研究出表示高氢 吸收储存量的 TiO. 98ZiO. 02V0.41Fe0. 09CiO. 05Mnl. 5 合金的氢 压力-浓度-温度曲线图。该合金减压或升温即可放出氢。氢放 出温度:Ti-Fe 为 40为(IMPa,即 10 atm) ,Ti-Cr-V 为 40%: (0.01 ~ 2 MPa,即 0. 1 ~20 atm)。
氢是将来的候选能源。开发和研制贮氢合金,制成氢燃料储 存器,便可获得纯氢源。目前已将贮氢合金装配在新能源汽车上 试用。
4超导材料
已经实际使用的超导材料和金有NbTi和Nb3Sn等。一般使用超导钛合金线材。它从电力方面开始应用,后又扩大到高速磁悬浮列车和医疗器械等方面。
金属钛的直接应用
钛冶金制取的成品——海绵钛,大部分用做钛材加工的原料, 藐少量直接应用。如钠法钛工艺中,海绵钛筛下的细粉俗称海绵 鷲声优质的粉末冶金原料,可以直接应肌但镁法钛工艺中,海 的爆搭喂籍为产品质量差'是等外钛粉,只能用做烟花工业 普鷺做铝熔炼时的添加剂,用做铝晶粒细化剂。
由于钛的优良耐腐蚀性能等综合性能,如果把钛添加入钢中,会大大改善钢的力学性能和耐腐蚀性能。添加钛的6锈钢性能优 异是人皆共知的事实。如攀钢公司生产的钢材,因含微量的钛和 机,具有优良的耐蚀性能。它们产的钢轨很受印度商人的青睐。 因为印度潮湿多雨,露天钢轨很容易被腐蚀,而攀钢钢轨耐蚀性能 好,使用寿命长。又如船用钢板是添加千分之几的含钛钢,由于加 入了微量钛,因此大大改善了普通钢的性能。以上的实例都充分 说明了含钛钢是一种特种钢,具有优良的耐蚀性能。它的意义重 大,并引起各国的重视。钛用于钢铁工业中,可以提高钢材的质 量,延长其使用寿命,从而可以减少产量。这符合科学发展观,这 对我国这种年产钢6 x IO't的大国而言,效益十分明显。
炼钢时添加的钛一般为废钛或(含钛70%)钛铁。这种钛铁 是用70%钛和其余为纯铁混合压锭后经焰炼而成。由于钛密度 小,废钛直接加入炼钢炉中爆炼困难,常加入该种钛铁合金。另 外,还有一种低钛铁(含钛30% ),它是用钛铁矿直接铝热法还原 制成的,也可以用做炼钢添加剂。
废钛在钢铁工业上的应用潜力巨大,所以钛工业的废料不废, 钛工业是无废料的产业。目前,全世界用做炼钢用的高钛铁年产 量已超万吨。
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