鈦金屬和鈦合金的應用
發(fā)布時間：2023-07-11
鈦金屬和鈦合金的應用
鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金具有密度低、比強度高、耐蝕性好、導熱率低、無毒無磁、可焊接、生物相容性好、表面可裝飾性強等特性，廣泛應用于航空、航天、化工、石油、電力、醫(yī)療、建筑、體育用品等領(lǐng)域。世界上許多國家都已經(jīng)認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發(fā)，并得到了應用。
鈦在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應用。鈦與人體骨骼接近，對人體組織具有良好的生物相容性、無毒副作用。人體植入物是與人的生命和健康密切相關(guān)的特殊的功能材料。同其它金屬材料相比較，使用鈦及鈦合金的優(yōu)勢主要有以下幾點：1 質(zhì)輕；2 彈性模量低；3無磁性；4 無毒性；5 抗腐蝕性；6 強度高、韌性好。
外科植入物中的鈦合金用量正以每年5%-7%的速度增長。采用鈦及鈦合金制造的股骨頭、髖關(guān)節(jié)、肱骨、顱骨、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)、頜骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴張器、夾板、假體、緊固螺釘?shù)壬习俜N金屬件移植到人體中，取得了良好的效果，被醫(yī)學界給予了很高的評價。鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學性能和工藝性能，被廣泛應用于國民經(jīng)濟許多部門。特別是在化工生產(chǎn)中，用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料。這對增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長設(shè)備使用壽命，減少消耗，降低能耗，降低成本，防止污染，改善勞動條件和提高勞動生產(chǎn)率等方面都有十分重要的意義。鈦金屬已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一，并在化工裝置中已確立了他的耐腐蝕地位。作為化工設(shè)備中的理想材料，鈦也愈來愈引起工程技術(shù)人員的重視。經(jīng)過多年的推廣，鈦及其合金已作為一種優(yōu)異的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料在化工生產(chǎn)中得到了廣泛應用。目前鈦設(shè)備的應用已從最初的純堿與燒堿工業(yè)擴展到氯酸鹽、氯化銨、尿素、機合成、染料、無機鹽、農(nóng)藥、合成纖維、化肥、和精細化工等行業(yè)，設(shè)備種類已從小型、單一化發(fā)展到大型、多樣化。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和陸地資源日趨枯竭，人類開發(fā)利用海洋已經(jīng)提到日程上來了。鈦對于海水有優(yōu)異的耐蝕性能，大量運用于海水淡化、艦船、海洋熱能開發(fā)和海底資源開采等領(lǐng)域。早在20世紀60年代，我國就已經(jīng)開始了對鈦及鈦合金在船舶及海洋工程裝備上的應用研究，并做了大量工作，已基本形成了牌號較多、性能各異、品種規(guī)格齊全的船用鈦合金體系。由于鈦及鈦合金自身所具備的特性，使其在艦船以及海工裝備的應用上具有得天獨厚的優(yōu)勢，因而被廣泛應用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇以及螺旋槳推進器、海水管路、冷凝器、熱交換器等。在艦船應用方面，目前我國艦船用鈦量非常少，占船舶總重量的比例不超過1%，艦船及海工裝備用鈦及鈦合金領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮蟆４送猓诤Ｋ约盀I海電站方面，由于我國目前海水淡化以及濱海電站市場需求巨大，在進一步降低鈦合金成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的情況下，鈦的市場應用前景將非常廣闊。鈦在日常生活中的應用非常泛，可謂無處不在，例如高爾夫球頭、自行車車架、網(wǎng)球拍、輪椅、眼鏡架等都會應用到鈦。鈦以其輕質(zhì)、強度高的特性在體育用品中的應用，從最早的網(wǎng)球拍、羽毛球拍逐步擴展到了高爾夫球頭、球桿以及賽車等。2008年我國體育休閑占總消費量的13%，其中僅高爾夫球頭和球桿的用鈦量就超過了1000噸。鈦合金做成的自行車車架也頗受歡迎，目前有近50價公司生產(chǎn)鈦自行車，美國早已是最大的鈦自行車生產(chǎn)商和消費國。鈦輕質(zhì)的特點也應用到眼鏡架中，而且鈦又不易與皮膚發(fā)生過敏，并且鈦表面經(jīng)陽極處理可有絢麗色彩，因此從20世紀80年代初就開始應用于鏡架中。近幾年，鈦在人類日常生活中的應用在不斷擴展，且發(fā)展速度很快，應用技術(shù)也更趨成熟、完善。在鈦的日常生活品應用方面，
