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Jinzhou Institute of Metal Materials

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钛粉的用途

2019-02-01
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  钛是钢的一种合金用元素(钛铁),钛会缩小钢的晶粒尺寸,同时作为脱氧剂的钛会减低钢的含氧量;在不锈钢中加钛会减低含碳量。钛常与其他金属制成合金,这些金属有铝(改良晶粒大小)、钒、铜(硬化)、镁及钼等。钛的机械制品(片、板、管、线、锻件、铸件)在工业、宇宙航行、休闲及新兴市场上都有应用。钛粉在烟火制造上用于提供明亮的燃烧颗粒。

  二氧化钛是最常用的钛化合物

  从地球表面被开采的钛矿石中,约95%都被送往提炼成二氧化钛(TiO2),一种超白的持久颜料,被用于制造涂料、纸张、牙膏及塑胶。二氧化钛也被用于水泥、宝石、造纸用遮光剂及石墨复合鱼杆、高尔夫球杆的强化剂。

  粉末状的TiO2化学上具惰性,阳光下不褪色,而且很不透光:就是这些性质,使得它能够为制造家用塑胶的灰色或棕色化学品带来艳丽的纯白色。在自然中,二氧化钛这种化合物可在锐钛矿、板钛矿及金红石这几种矿物中找到。用二氧化钛制成的涂料能够耐高温,轻度阻止尘污积聚,及抵受海洋环境带来的影响。纯二氧化钛的折射率非常高,而且对光学色散能力比钻石还高。除了作为一种很重要的颜料之外,防晒油也要用到二氧化钛,因为它本身就能保护皮肤。

  最近,它还被用在空气净化器(过滤器涂层),及贴在建筑物窗上的薄膜,这种薄膜在接触到紫外线(太阳或人工)或空气中的水分时,会产生带高度活性的氧化还原物种,如羟基,能净化空气或保持窗面清洁。

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  由于它的高抗拉强度-密度比、优良的抗腐蚀性、抗疲乏性、抗裂痕性及能够在没有蠕变的情况下抵受适度高温,钛合金被用于航空器、装甲敷板、海军舰只、航天器与导弹。在这些应用中,钛与铝、钒及其他元素所制成的合金,用于制造各种元件,包括关键的架构部件、防火墙、起落架、排气管(直升机)及液压系统。事实上,约三分二的钛金属生产量被用于制造太空船引擎及构架。SR-71“黑鸟”是最早在架构上广泛使用钛的机体,为现代军用及商用机体的钛应用铺好了路。据估计,生产波音777要用59吨钛,波音747要44吨,波音737要18吨,空中客车A340要32吨,空中客车A330要18吨,空中客车A320要12吨。空中客车A380可能要用146吨,其中引擎要26吨。在引擎应用上,钛被用于转子、压缩机叶片、液压系统元件及短舱。在航空应用的钛合金中,钛-6铝-4钒占几乎50%。

  钛金属被用于汽车,尤其是赛车(汽车或摩托),在这领域减低重量,但同时不失强度及刚度是极其重要的。一般来说,钛金属对普罗大众的消费市场来说太昂贵了,很难会有销路,所以它的主要市场是高档产品,尤其是竞赛用/高性能市场。最新款的Corvette跑车可选配钛制排气系统。

  钛被用于各种体育用品:网球拍、高尔夫球杆、袋棍球棒手柄;板球、曲棍球、袋棍球及美式足球的头盔上的护架;以及自行车的骨架及元件。尽管钛并不是自行车生产的主流材料,但仍有运动选手及自行车冒险爱好者使用钛制的自行车。钛合金亦被用于制造眼镜框架,虽然这种镜框会有点昂贵,但是它重量轻又很经久耐用,而且不会造成皮肤敏感。许多野外背包客都有钛制的装备,包括煮食用具、餐具、提灯及帐蓬的标桩。虽然比传统的钢或铝制的同类稍贵,这些钛制品要轻得多但强度不减。蹄铁匠也偏好使用钛,因为钛制的马蹄铁比钢制的更轻且更耐用。

  由于它的耐久性,钛制的名牌珠宝(尤其是钛戒指)开始普遍起来。钛的惰性成了要选择它的原因,特别是对有皮肤敏感或会在特定环境中(如游泳池)佩戴首饰的人。钛的耐久性、轻重量、防凹性及耐腐蚀性,使它成为生产手表外壳用的理想材料。有些艺术家用钛来制作艺术品,例如雕塑、装饰品及家具。

  钛偶尔会被用在有关建筑的应用上:位于莫斯科高40米的加加林纪念柱,为纪念第一名太空人尤里·加加林而建造,就是以钛建成的,选用钛的原因是因为它吸引的颜色以及跟火箭技术的关连。西班牙的毕尔包古根汉美术馆及美国喜瑞都的千禧图书馆分别是欧洲和北美最早使用钛壁板护层的建筑。其他使用钛壁板护层的建筑还有位于美国科罗拉多州丹佛艺术博物馆的汉密顿楼,及位于莫斯科高107米的征服太空纪念碑。

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