Mae titaniwm yn fath newydd o ddeunydd gyda manteision megis dwysedd isel, cryfder penodol uchel, ymwrthedd gwres, a gwrthsefyll cyrydiad. Mae'n pwyso dim ond hanner cymaint â haearn, ond mae ei briodweddau mecanyddol megis morthwylio a lluniadu yr un peth â chopr. A siarad yn gyffredinol, wrth i'r tymheredd ostwng, bydd ymwrthedd effaith y metel yn gostwng, ond mae titaniwm i'r gwrthwyneb, yr isaf yw'r tymheredd, y anoddaf y bydd y titaniwm yn dod, a bydd ffenomen superconductivity yn digwydd pan gyrhaeddir y tymheredd critigol. Mae aloi titaniwm a thitaniwm yn debyg mewn eiddo i ryw raddau, gyda nodweddion dwysedd isel a chryfder uchel, yn ychwanegol at ei briodweddau mecanyddol rhagorol a'i wrthwynebiad cyrydiad cryf. Ar ben hynny, mae ei gryfder thermol yn uchel, sy'n sylweddol well na chryfder aloi alwminiwm, ac nid yw ei briodweddau mecanyddol yn newid llawer ar dymheredd isel a thymheredd uwch-isel.
Dull paratoi titaniwm
Er bod titaniwm yn gymharol helaeth o ran natur, mae hefyd yn fetel prin oherwydd ei wasgariad a'i anhawster echdynnu. Ar hyn o bryd, mae paratoi titaniwm wedi'i rannu'n ddau gategori: dull lleihau thermol a dull electrolysis halen tawdd.
1. Paratoi titaniwm trwy ddull lleihau thermol
Y dull lleihau thermol yw lleihau titaniwm o gyfansoddion titaniwm megis TiCl4, TiO2, K2TiF6, ac ati ar dymheredd penodol gan ddefnyddio asiantau lleihau cryf megis Li, Na, Mg, Ca a'u hydridau. Yn ôl y gwahanol gyfansoddion titaniwm, gellir rhannu'r dechnoleg o baratoi titaniwm trwy ostyngiad thermol yn dri chategori:
(1) Dulliau Redox o titaniwm clorid, megis dull Kroll, dull Hunter, dull Armstrong a dull EMR;
(2) dulliau rhydocs o ocsidau titaniwm, megis dull OS, proses PRP, dull MHR, ac ati;
(3) Redox dull titanate.
Ar hyn o bryd, dim ond y dulliau Kroll a Hunter y gellir eu cymhwyso'n llwyddiannus mewn cynhyrchu diwydiannol. Mae'r dull Kroll yn defnyddio metel magnesiwm i ddisodli titaniwm mewn clorid, ac mae'r dull Hunter yn defnyddio metel sodiwm i ddisodli titaniwm mewn clorid. Yn ogystal, mae'r dull Armstrong a ddatblygwyd gan Chicago International Titanium Powder Company yn debyg i'r dull Hunter, sydd hefyd yn defnyddio'r asiant lleihau sodiwm i buro metel titaniwm. Mae'r Unol Daleithiau wedi dechrau defnyddio'r dull hwn ar gyfer cyn-gynhyrchu mewn ffatrïoedd.
2. Mae titaniwm yn cael ei baratoi gan electrolysis halen tawdd
Ym 1959, rhagwelodd Kroll y byddai electrolysis halen tawdd yn disodli Kroll fel y dull prif ffrwd ar gyfer cynhyrchu titaniwm yn y 5-10 mlynedd nesaf. Dros y blynyddoedd, mae sefydliadau ymchwil wyddonol a labordai gartref a thramor wedi datblygu mwy na dwsin o dechnolegau newydd ar gyfer paratoi titaniwm trwy electrolysis halen tawdd, y gellir eu rhannu yn y tri chategori canlynol yn ôl deunyddiau crai:
(1) Dull electrolysis titanate;
(2) Dull electrolysis o ditaniwm clorid;
(3) Dulliau electrolysis ocsidau titaniwm, gan gynnwys dull FFC Cambridge, proses MER, dull USTB, proses QIT, dull SOM a dull electrolysis hylif ïonig, ac ati.
Defnyddiau newydd o ditaniwm
Ers 40au'r 20fed ganrif, mae'r defnydd o ditaniwm wedi datblygu'n gyflym ac fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn awyrennau, rocedi, taflegrau, lloerennau artiffisial, llongau gofod, llongau, diwydiant milwrol, diwydiannau meddygol a phetrocemegol. Mae'r ymchwil diweddaraf wedi canfod bod y corff dynol yn cynnwys swm penodol o ditaniwm, sy'n ysgogi ffagosytau ac yn gallu cryfhau imiwnedd, mae cymaint o labordai wedi ymrwymo i ddatblygu a chymhwyso biotitaniwm.
Dull paratoi aloi titaniwm
Yn gyffredinol, mae prosesu traddodiadol aloi titaniwm yn mabwysiadu technoleg toddi a chastio, ac mae'r dechnoleg brosesu ddiweddaraf wedi'i rhannu'n y mathau canlynol:
yn agos-technoleg mowldio net ;
technoleg weldio ffrithiant gwifren;
technoleg mowldio superplastig;
Mae technoleg mowldio net agos yn cynnwys ffurfio laser, castio manwl gywir, gofannu marw manwl gywir, meteleg powdr, mowldio jet, a dulliau eraill. Mae meteleg powdwr yn broses newydd sy'n defnyddio powdr titaniwm neu bowdr aloi titaniwm fel deunydd crai, wedi'i fowldio a'i sintered, ac yna'n cynhyrchu rhannau titaniwm. Y cyntaf yw cynhyrchu powdr, sy'n gyffredinol yn defnyddio'r dull o aloi mecanyddol, ac yn defnyddio melin bêl i effeithio'n gryf, malu a throi'r deunyddiau crai. Yna mae'r aloi sydd wedi ffurfio powdr yn cael ei wasgu i ddau ddull gwasgu, sef ffurfio pwysau a ffurfio di-bwysedd. Pwrpas y cam hwn yw gwneud siâp a maint penodol yr embryo a gwneud iddo gael dwysedd a chryfder penodol. Yna, mae'r deunydd gwag gorffenedig yn cael ei ollwng â plasma sinter, a rhoddir ffynhonnell pŵer sintro benodol a phwysau gwasgu ar y powdr sintered gan ddefnyddio'r electrodau dyrnu marw ac egni uchaf ac isaf, ac mae'r deunydd titaniwm perfformiad uchel yn cael ei baratoi trwy actifadu rhyddhau, dadffurfiad thermoplastig ac oeri. Yna caiff yr aloi titaniwm sydd wedi cael sintro plasma ei drin wedyn, fel arfer triniaeth wres neu brosesu plastig.
Defnyddiau newydd o aloion titaniwm
Defnyddiwyd aloion titaniwm yn eang yn y maes awyrofod yn y dyddiau cynnar, a ddefnyddir yn bennaf i wneud peiriannau awyrennau neu gydrannau niwmatig. Yn ddiweddarach, gyda datblygiad parhaus technoleg, mae aloi titaniwm wedi mynd i mewn i fywydau pobl gyffredin, ac mae aloi titaniwm hefyd i'w gael mewn ffatrïoedd neu ddyfeisiau cartref. Nawr mae gwledydd a sefydliadau'n cystadlu i ddatblygu aloion titaniwm newydd i'w gwneud yn meddu ar nodweddion cost isel a pherfformiad uchel, ac mae datblygiad newydd aloion titaniwm yn y blynyddoedd diwethaf wedi'i ganolbwyntio'n bennaf yn y pum agwedd ganlynol.
1. aloi titaniwm meddygol
Mae gan aloi titaniwm ddwysedd isel a biocompatibility da, gan ei wneud yn ddeunydd meddygol delfrydol a gellir ei fewnblannu hyd yn oed yn y corff dynol. Fodd bynnag, yn ddiweddar, mae ysgolheigion Japaneaidd wedi datblygu math newydd o aloi titaniwm gyda biocompatibility da, ond ar hyn o bryd, nid yw'r aloi hwn wedi'i fasgynhyrchu, a chredir yn y dyfodol agos y gellir defnyddio aloion o ansawdd mor uchel yn eang ym mywyd beunyddiol.
2. aloi titaniwm gwrth-fflam
Mae aloion sy'n seiliedig ar ditaniwm sy'n gallu gwrthsefyll hylosgiad ar rai pwysau, tymereddau a chyflymder llif aer yn wrthyddion titaniwm. Mae'r Unol Daleithiau, Rwsia a Tsieina wedi datblygu aloion titaniwm gwrthiannol newydd yn olynol, ac ymhlith y rhain mae'r Unol Daleithiau yn cymhwyso'r aloion titaniwm gwrthiannol hyn i beiriannau, oherwydd bod yr aloion titaniwm hyn yn ansensitif i hylosgi, felly gallant wella sefydlogrwydd yr injan yn fawr.
3. cryfder uchel a math caledwch uchel
-Mae gan aloi titaniwm math nodweddion cryfder uchel, weldadwyedd da, a pherfformiad prosesu oer a phoeth rhagorol. Defnyddiodd yr ymchwilwyr y gyfraith hon i baratoi - aloion titaniwm math â nodweddion amlwg: perfformiad peiriannu gwres ysbrydol da, plastigrwydd da, a pherfformiad weldio da. Ac mae ei briodweddau mecanyddol yn cael eu gwella'n fawr ar ôl datrysiad-triniaeth heneiddio. Ar hyn o bryd, mae Japan a Rwsia wedi paratoi aloion titaniwm o'r fath.
4. Cyfansoddion alwminiwm titaniwm
O'i gymharu ag aloion titaniwm cyffredin, mae gan gyfansoddion alwminiwm titaniwm berfformiad tymheredd uchel da, ymwrthedd ocsideiddio da a gwrthiant creep, ac maent yn llai dwys nag aloion titaniwm cyffredin. Mae'r nodweddion rhagorol hyn i fod i gychwyn ffyniant aloi newydd mewn cyfansoddion alwminiwm titaniwm. Ar hyn o bryd, mae'r Unol Daleithiau wedi syntheseiddio'r aloi cyfansawdd alwminiwm titaniwm newydd hwn ac mae'n cynhyrchu màs.
5. Aloi titaniwm tymheredd uchel
Mae gan aloion titaniwm a baratowyd trwy gyfuno dulliau solidoli cyflym a dulliau meteleg powdr gan ddefnyddio cyfansoddion ffibr neu ronynnau wedi'u hatgyfnerthu nodweddion mecanyddol tymheredd uchel rhagorol. Mae terfyn tymheredd defnyddio aloi titaniwm tymheredd uchel yn llawer uwch na therfyn aloi titaniwm cyffredin. Ar hyn o bryd, mae aloi titaniwm tymheredd uchel newydd wedi'i baratoi yn yr Unol Daleithiau.
6. Titaniwm-aloi nicel
Gelwir yr aloi sy'n cynnwys titaniwm a nicel yn "aloi cof", sy'n cael ei wneud yn siâp a bennwyd ymlaen llaw ac yna ei siapio i adfer ei ymddangosiad gwreiddiol gyda gwres bach os caiff ei ddadffurfio gan rymoedd allanol. Gellir defnyddio'r aloi hwn mewn amrywiol feysydd megis offeryniaeth a dyfeisiau electronig.
