Įvadas į titano ir titano lydinių savybes
1.1 Įvadas į titaną
Titanas yra naujo tipo medžiaga, kurios privalumai yra mažo tankio, didelio specifinio stiprumo, atsparumo karščiui ir atsparumo korozijai privalumai. Jis sveria tik perpus mažiau nei geležis, tačiau savo mechaninėmis savybėmis, tokiomis kaip kalimas ir tempimas, prilygsta variui. Paprastai kalbant, mažėjant temperatūrai metalų atsparumas mažės, o titano priešingai, kuo žemesnė temperatūra, titanas taps vis kietesnis, o pasiekus kritinę temperatūrą atsiras superlaidumas.
1.2 Įvadas į titano lydinį
Titano lydinys ir titanas savo pobūdžiu tam tikru mastu yra panašūs, pasižymi mažo tankio ir didelio stiprumo savybėmis, be puikių mechaninių savybių ir didelio atsparumo korozijai. Be to, jo šiluminis stiprumas yra didelis, o tai akivaizdžiai geresnis nei aliuminio lydinio. Tuo pačiu metu jo mechaninės savybės mažai keičiasi esant žemai temperatūrai ir ypač žemai temperatūrai.
Nauja technologija ir titano pritaikymas
2.1 Titano paruošimo būdas
Nors titano gamtoje yra gana daug, jis taip pat yra retas metalas, nes yra išsklaidytas ir sunkiai išgaunamas. Šiuo metu titano paruošimas skirstomas į dvi kategorijas: terminio redukcijos metodą ir išlydytos druskos elektrolizės metodą.
(1) Titanas buvo pagamintas terminės redukcijos metodu
Terminis redukcijos metodas yra tam tikroje temperatūroje, naudojant Li, Na, Mg, Ca ir jo hidrido bei kitų stiprių reduktorių, titano iš titano junginių, tokių kaip TiCl4, TiO2, K2TiF6 redukcija. Pagal skirtingus titano junginius titano paruošimo terminio redukcijos būdu technologija gali būti suskirstyta į tris kategorijas:
① Titano chlorido REDOX metodas, pvz., Kroll metodas, Hunter metodas, Armstrongo metodas ir EMR metodas;
② Titano oksido REDOX metodas, pvz., OS metodas, PRP procesas, MHR metodas ir kt.
③ REDOX titanato metodas.
Šiuo metu pramoninėje gamyboje sėkmingai gali būti taikomas tik Kroll metodas ir Hunter metodas. Taikant Kroll metodą titanui pakeičiant chloridą naudojamas magnis, o Hunterio metodu naudojamas natrio metalas titanui pakeisti iš chlorido. Be to, Jungtinių Valstijų Čikagos tarptautinė titano miltelių kompanija sukūrė Armstrong metodą, jo paruošimo metodas yra panašus į Hunterio metodą, taip pat natrio reduktorius naudojamas titano metalui išvalyti. Jungtinės Valstijos jau naudoja šį metodą išankstinei gamybai gamyklose.
(2) Titano paruošimas išlydytos druskos elektrolizės būdu
1959 m. Kroll numatė, kad išlydytos druskos elektrolizė pakeis Krollą kaip dominuojantį titano gamybos metodą per ateinančius penkerius ar dešimt metų. Bėgant metams, tyrimų institucijos ir laboratorijos šalyje ir užsienyje iš viso sukūrė daugiau nei tuziną naujų titano paruošimo išlydytos druskos elektrolizės būdu technologijų, kurias pagal žaliavas galima suskirstyti į tris kategorijas:
① Titanato elektrolizė;
(2) titano chlorido elektrolizė;
③ Titano oksido elektrolitinis metodas, įskaitant FFC Kembridžo metodą, MER procesą, USTB metodą, QIT procesą, SOM metodą ir joninio skysčio elektrolitinį metodą ir kt.
2.2 Nauji titano naudojimo būdai
Nuo 1940-ųjų titano naudojimas sparčiai vystėsi, jis buvo plačiai naudojamas orlaiviuose, raketose, raketose, palydovuose, erdvėlaiviuose, laivuose, karinėje pramonėje, medicinos ir naftos chemijos srityse. Naujausi tyrimai parodė, kad žmogaus organizme yra tam tikras titano kiekis, titanas stimuliuos fagocitines ląsteles, gali sustiprinti imuninę funkciją, todėl daugelis laboratorijų yra įsipareigojusios kurti ir pritaikyti biologinį titaną.
Nauja technologija ir titano lydinio pritaikymas
3.1 Titano lydinio paruošimo būdas
Titano lydinio tradicinis apdorojimas paprastai naudoja lydymo ir liejimo technologiją, o naujausios perdirbimo technologijos skirstomos į:
(1) Netoli tinklinio formavimo technologija;
(2) linijinio frikcinio suvirinimo technologija;
(3) superplastiko formavimo technologija;
(4) Medžiagų paruošimo ir apdorojimo proceso kompiuterinio modeliavimo technologija.
Netoli tinklo formavimo technologija apima liejimą lazeriu, tikslų liejimą, precizinį kalimą, miltelinę metalurgiją, liejimą purkštuvu ir kitus metodus. Miltelinė metalurgija yra titano miltelių arba titano lydinio miltelių naudojimas kaip žaliavos po liejimo ir sukepinimo, kad būtų galima gaminti naujo proceso titano dalis. Pirmasis yra miltelių gamyba, paprastai naudojant mechaninio legiravimo metodą, naudojant rutulinį malūną, kad būtų stipriai paveikta, sumalama ir maišoma žaliava. Tada lydinys, iš kurio susidarė milteliai, presuojamas ir formuojamas. Yra du presavimo būdai: formavimas slėgiu ir formavimas be slėgio. Šio etapo tikslas – suformuoti tam tikros formos ir dydžio presuotą embrioną ir padaryti jį tam tikro tankio bei stiprumo. Tada atliekant blastoplazmos išlydžio plazmos sukepinimą, viršutinio ir apatinio štampo perforavimo ir elektrinio elektrodo naudojimas bus specifinis sukepinimo maitinimo šaltinis ir sukepintų miltelių presavimo slėgis, po iškrovos aktyvavimo, termoplastinės deformacijos ir aušinimo, kad būtų baigtas paruošimas aukštos kokybės titano medžiagos. Tada plazmoje sukepintas titano lydinys, skirtas tolesniam apdorojimui, paprastai terminiam apdorojimui arba plastiko apdorojimui.
3.2 Nauji titano lydinių naudojimo būdai
Pirmosiomis dienomis titano lydiniai buvo plačiai naudojami aviacijos ir kosmoso srityje, daugiausia orlaivių variklių ar pneumatinių komponentų gamyboje. Vėliau, nuolat tobulėjant technologijoms, titano lydinys pateko į paprastų žmonių gyvenimą, gamykloje ar namuose prietaisai taip pat turi titano lydinio figūrą. Dabar šalys ir institucijos stengiasi kurti naujus titano lydinius, kad jie pasižymėtų mažomis sąnaudomis ir dideliu našumu, o nauja titano lydinių plėtra pastaraisiais metais daugiausia sutelkta į šiuos penkis aspektus.
(1) Medicininis titano lydinys
Mažo tankio ir gero biologinio suderinamumo titano lydiniai yra ideali medicininė medžiaga ir netgi gali būti implantuojami į žmogaus kūną. Titano lydiniuose, anksčiau naudotuose medicinos srityje, yra vanadžio ir aliuminio, kurie gali pakenkti žmogaus organizmui. Tačiau artimiausiu metu japonų mokslininkai sukūrė naujo tipo titano lydinį, turintį gerą biologinį suderinamumą, tačiau lydinys dar nebuvo masiškai gaminamas, manoma, kad artimiausiu metu toks aukštos kokybės lydinys gali būti plačiai naudojamas. kasdieniame gyvenime.
(2) Ugnį slopinantis titano lydinys
Titano pagrindo lydinys, kuris gali atsispirti degimui esant tam tikram slėgiui, temperatūrai ir oro srautui, yra antipirenas titano lydinys. JAV, Rusija ir Kinija sukūrė naujus atsparumo titano lydinius, tarp kurių JAV šiuos atsparaus titano lydinius pritaikys varikliui, nes šie titano lydiniai nėra jautrūs degimui, todėl gali labai pagerinti variklio stabilumą.
(3) tipas, pasižymintis dideliu stiprumu ir kietumu
tipo titano lydinys pasižymi dideliu stiprumu, geru suvirinamumu ir puikiomis šalto ir karšto darbo charakteristikomis. Mokslininkai naudojasi šiuo įstatymu, titano lydinio paruošimo charakteristikos yra labai akivaizdžios: geras karšto apdirbimo našumas, geras plastiškumas, geras suvirinimas. O mechaninės savybės labai pagerėja po tirpalo senėjimo apdorojimo. Šiuo metu Japonija ir Rusija yra paruošusios tokius titano lydinius.
(4) Titano ir aliuminio junginiai
Palyginti su bendruoju titano lydiniu, titano aliuminio junginys pasižymi geromis aukštos temperatūros savybėmis, geru atsparumu oksidacijai ir atsparumu šliaužimui, o tankis yra mažesnis nei bendro titano lydinio. Šios puikios savybės skirtos tam, kad Ti-Al junginiai paskatins naują lydinio bumą. Naujasis titano ir aliuminio junginio lydinys buvo susintetintas JAV ir yra masinėje gamyboje.
(5) Aukštos temperatūros titano lydinys
Derinant greito kietėjimo metodą ir miltelių metalurgijos metodą, titano lydinys, pagamintas iš pluošto ar dalelių armuoto kompozito, pasižymi puikiomis mechaninėmis aukštoje temperatūroje. Aukštos temperatūros titano lydinio temperatūros riba yra daug didesnė nei įprasto titano lydinio. Šiuo metu Jungtinės Valstijos paruošė naują aukštos temperatūros titano lydinį.
(6) Titano nikelio lydinys
Titano ir nikelio lydinys, žinomas kaip "atminties lydinys", yra pagamintas į iš anksto nustatytą formą. Suformavus, deformavus išorinių jėgų, galima atstatyti pradinę išvaizdą su šiek tiek šilumos. Šis lydinys gali būti naudojamas įvairiose srityse, tokiose kaip prietaisai ir elektroniniai prietaisai.
Dabartinė titano lydinio medžiagų kūrimo padėtis Kinijoje
Titano lydinys reiškia įvairius legiruotus metalus, pagamintus iš titano ir kitų metalų. Pastaraisiais metais Kinija dažnai paskelbė politiką, skatinančią titano lydinių medžiagų tyrimus ir plėtrą, gamybą ir taikymą. Pasaulinėje rinkoje titano lydinio medžiagos daugiausia naudojamos aviacijos pramonėje, gynybos pramonėje ir kitose pramonės šakose. Tarp jų aviacijos pramonės poreikis sudaro apie 50%, daugiausia orlaivių ir variklių gamyboje. Titano medžiagų paklausos struktūroje mūsų šalyje titano apdirbimo medžiagos daugiausia naudojamos chemijos pramonėje, o titano medžiagų, naudojamų vidaus aviacijoje, dalis yra tik 20%, o tai rodo, kad titano rinkoje yra didelis potencialas. mūsų šalyje aviacijoje naudojamų medžiagų. Šiuo metu aukščiausios klasės titano lydinio srityje mūsų šalyje yra nedaug įmonių, galinčių masiškai gaminti karinės aviacijos titano lydinio strypus ir vielą, o tai yra „duopolio“ konkurencijos modelis.
1. Politika skatina kurti titano lydinio medžiagas
Titano lydiniai reiškia įvairius legiruotus metalus, pagamintus iš titano ir kitų metalų. Daugelis pasaulio šalių suprato titano lydinių medžiagų svarbą, atliko jos tyrimus ir plėtrą bei buvo pritaikytos praktikoje. Pastaraisiais metais Kinija dažnai paskelbė politiką, skatinančią titano lydinių medžiagų tyrimus ir plėtrą, gamybą ir taikymą. 2019 m., remiantis Pramonės konstrukcijų reguliavimo rekomendacijų kataloge (2019 m. juodraštis) atskleista informacija, aukštos kokybės itin smulkios, itin šiurkščios, sudėtinės struktūros cementuotos karbidinės medžiagos ir giluminio apdorojimo produktai, mažo modulio titano lydinio medžiagos, atsparios korozijai titano lydinio medžiagos, titano lydinio tvirtinimo detalės, skirtos aviacijai ir pan., bus įtrauktos į skatinamų projektų sąrašą pramonės struktūros koregavimui.
2. Titano lydinio medžiagos daugiausia naudojamos aviacijos ir karinėse srityse
Pasaulinėje rinkoje titano lydinio medžiagos daugiausia naudojamos aviacijos pramonėje, gynybos pramonėje ir kitose pramonės šakose. Tarp jų aviacijos pramonės poreikis sudaro apie 50%, daugiausia orlaivių ir variklių gamyboje. Titano medžiagų paklausos struktūroje Kinijoje titano perdirbimo medžiagos daugiausia naudojamos chemijos srityje. Svarbiausias skirtumas, palyginti su pasauliu, yra aviacijos srityje. Aviacijoje naudojamos titano medžiagos visada sudarė apie 53% viso titano medžiagų poreikio pasaulyje, o titano medžiagų, naudojamų vidaus erdvėje, dalis sudaro tik 20%, o tai rodo, kad titano rinkoje vis dar yra didelis potencialas. medžiagos, naudojamos aviacijoje Kinijoje.
Santrauka
Titanas turi daug neprilygstamų metalo pranašumų, tobulėjant visuomenei, tobulėjant mokslui ir technologijoms, titanas ir titano lydinys bus plačiau naudojami, žmonių titano ir titano lydinio paklausa didės, o didelės gamybos sąnaudos yra viena iš pagrindinės priežastys apriboti titano ir titano lydinio reklamavimą ir naudojimą. Todėl nebrangių, didelio masto ir ekologiškų aplinkos apsaugos nuolatinio gamybos proceso sukūrimas ir taikymas gali paskatinti titano ir titano lydinių naudojimą plačiau.
