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钛的用途

2023-03-21 14:32:24
2412次

钛金属和钛合金应用

 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性,广泛应用于、化工、石油、电力、建筑、体育用品等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。


汽车行业

降低燃油消耗、减少有害废弃物(CO2、NOX 等)排放已经成为汽车行业技术进步的主要动力和方向之一。研究表明,轻量化是实现节省燃料、减少污染的有效措施。汽车的质量每降低10%,燃料消耗可节省8%-10%,废气排放可减少10%。在驾驶方面,汽车轻量化后加速性能提高,车辆控制稳定性、噪音、振动方面也都有改善。从碰撞安全性考虑,汽车轻量化后,碰撞时惯性小,制动距离减少。

汽车轻量化的首选途径就是用高比强度的轻质材料,如铝、镁、钛等替代传统的汽车材料(钢铁)。2009年全球汽车用钛量已达3000吨。钛在赛车上的应用已有许多年的历史目前赛车几乎都使用了钛材,日本汽车用钛已超过600吨,随着全球汽车工业的发展,汽车用钛还在快速增加。

 汽车使用钛的优点有:减轻重量,降低燃料消耗;改善动力传输效果,降低噪音;减少振动,减轻部件载荷;提高车的持久性及环境保护。
 
  化工行业

 钛具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和工艺性能,被广泛应用于国民经济许多部门。特别是在化工生产中,用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料。这对增加产量,提高产品质量,延长设备使用寿命,减少消耗,降低能耗,降低成本,防止污染,改善劳动条件和提高劳动生产率等方面都有十分重要的意义。

钛金属已成为化工装备中主要的防腐蚀材料之一,并在化工装置中已确立了他的耐腐蚀地位。作为化工设备中的理想材料,钛也愈来愈引起工程技术人员的重视。

经过多年的推广,钛及其合金已作为一种优异的耐腐蚀结构材料在化工生产中得到了广泛应用。目前钛设备的应用已从最初的纯碱与烧碱工业扩展到氯酸盐、氯化铵、尿素、有机合成、染料、无机盐、农药、合成纤维、化肥、和精细化工等行业,设备种类已从小型、单一化发展到大型、多样化。

调查结果表明钛换热器占57%,钛阳极占20%,钛容器占16%,其他占7%。在化学工业中以“两碱”为主,化工设备中钛换热器用量最大。
 
海洋工程

随着科学技术的发展和陆地资源日趋枯竭,人类开发利用海洋已经提到日程上来了。钛对于海水有优异的耐蚀性能,大量运用于海水淡化、舰船、海洋热能开发和海底资源开采等领域。

早在20世纪60年代,我国就已经开始了对钛及钛合金在船舶及海洋工程装备上的应用研究,并做了大量工作,已基本形成了牌号较多、性能各异、品种规格齐全的船用钛合金体系。由于钛及钛合金自身所具备的特性,使其在舰船以及海工装备的应用上具有得天独厚的优势,因而被广泛应用于核潜艇、深潜器、原子能破冰船、水翼船、气垫船、扫雷艇以及螺旋桨推进器、海水管路、冷凝器、热交换器等。

在舰船应用方面,目前我国舰船用钛量非常少,占船舶总重量的比例不超过1%,舰船及海工装备用钛及钛合金领域发展潜力巨大。此外,在海水淡化以及滨海电站方面,由于我国目前海水淡化以及滨海电站市场需求巨大,在进一步降低钛合金成本以及提高产品质量稳定性的情况下,钛的市场应用前景将非常广阔。

日常生活

钛在日常生活中的应用非常广泛,可谓无处不在,例如高尔夫球头、自行车车架、网球拍、轮椅、眼镜架等都会应用到钛。

钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的应用,从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。2008年我国体育休闲占总消费量的13%,其中仅高尔夫球头和球杆的用钛量就超过了1000吨。钛合金做成的自行车车架也颇受欢迎,目前有近50价公司生产钛自行车,美国早已是最大的钛自行车生产商和消费国。钛轻质的特点也应用到眼镜架中,而且钛又不易与皮肤发生过敏,并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩,因此从20世纪80年代初就开始应用于镜架中。

近几年,钛在人类日常生活中的应用在不断扩展,且发展速度很快,应用技术也更趋成熟、完善。在钛的日常生活品应用方面,美国和日本走在前面。

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