亮瞎你的鈦合金狗眼,鈦合金有多優秀?

2020-12-04 好不好奇

大家還記得那句「亮瞎了我的鈦合金狗眼」的網絡流行語嗎?它把大家對某些事和物,帶有各種味道的震驚之情表現得淋漓盡致。但是,就是這句有點戲謔的流行語,某種程度上反映出了大眾對「鈦合金」優異性能的朦朧認知。大家對優秀的鈦、鈦合金了解到什麼程度呢?這裡帶大家一起對鈦和鈦合金進行一個深入的了解。

鈦的前世今生

鈦元素是元素周期表排行第二十二位的成員(Ti)。純鈦非常之神秘,自然狀態下幾乎不露面,常年與氧和鐵廝混在一起(鐵鈦礦、金紅石)。直到1791年英格蘭的業餘礦物學家——格雷戈爾發現了它的蹤跡,它才逐漸的走進人類的社會。但是,純鈦習慣了與氧和鐵廝混在一起的安穩,似乎不太願意以自己的真身入世。美國的亨特終於在1910年,通過金屬鈉奪走了鈦的摯愛氯原子,才得以讓鈦孤身降世。隨後,1940年,盧森堡科學家W.J. kroll發現鎂金屬可以更好地奪取氯原子,得到純鈦。從此,人們開始通過金屬鈉和鎂在工廠中製取純鈦。但是,純鈦對氧、氮等元素極其熱愛,尤其是氧。給它足夠的溫度,它會瘋狂的見氧就奪。因此,製取純鈦的工藝條件要求挺高的,人們只有給它足夠的待遇(惰性和乾淨的環境),它才願意露出面目。所以,儘管鈦元素分布廣泛,地殼含量高,但是仍然被評為稀有金屬。

優秀的純鈦

一回生,二回熟。大量的純鈦面世,人們逐漸的發現純鈦光輝的一面。體積大,重量輕(密度低);儘管有些虛胖,但是很靈活(延展性好)。跳火坑,入大海,都不在話下(熔點高:1668℃;化學性質極其穩定,即使是酸中王者「王水」上,也不能傷它半分)。曾經有一塊純鈦沉入海底,五年後出來風採依舊,僅僅是帶了點海洋生物和植物,稍顯滄桑。

青出於藍勝於藍的鈦合金

這麼優秀的鈦金屬自然受到人們的親賴。因此,其他金屬紛紛與它聯姻。優良的基因創造出來了更加優秀的後代「鈦合金」。

鈦合金可不是兩種或者更多的金屬簡單的融合。它有點像武功的至高境界「人劍合一」。人劍合一後,人有了劍的鋼鐵之軀,劍有了人的意識和思想,非人非劍,而是取其精華,去其糟粕後的新物種。合金亦是如此,多種金屬敞開胸懷,完全均一的把各自的優良基因相互融合,培育了性能優異的合金。

隨著鈦金屬與其他金屬的逐漸聯姻,鈦合金的家族也逐漸龐大起來。根據它們不同的用途,逐漸發展出來了耐熱合金、高強合金、耐腐蝕合金、低溫合金、高溫合金、醫用合金以及特殊功能合金(鈦-鐵合金貯氫合金,鐵-鎳記憶合金)等等。這個龐大的鈦合金家族在人類的航空航天發動機和配件、高速飛機、飛彈、火箭、核潛艇、人造衛星、宇航飛船、醫學等領域扮演著重要的應用角色。

總之,鈦這個在地球儲量龐大,分布極其廣泛的金屬(可能隨手抓把土就有幾千分之幾的鈦),因為製備困難而躋身稀有金屬行列。因為,自身優異的物理化學性性質,廣受人們的關注和應用,並把它製成各種不同性質的鈦合金,應用於多種不同的重要領域。為人類的科學技術發展和社會進步做出來了不可磨滅的貢獻。

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    目前戶外產品鈦合金的時代即將到來,我就寫一個很不成熟的檢測方法,但很有效。  有一次和一個朋友吃飯,大家都知道我喜歡玉器,談到玉器我就隨手拿自己的佩玉在玻璃上劃了一道子,已顯示玉器的硬度很高,我的朋友說「沒什麼了不起」的,他的手錶帶都能劃玻璃,我嗤之以鼻,因為鋼鐵的硬度不大可能高於玻璃的硬度,摩式硬度表裡面玻璃的硬度是6,只有硬度高於或等於6的物品才能劃刻。
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    由於鈦合金的比強度高、質地輕、工作溫度範圍大以及優異的抗腐蝕性能等,使其在航空航天領域應用十分廣泛。目前在航空航天領域應用的鈦合金大約佔鈦總產量的 70%左右。高純度的鈦具有良好的塑性, 但當雜質含量超過一定量時就會形成脆性的化合物,使鈦合金的塑性急劇下降。
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    而在前不久,白求恩國際和平醫院神經外科有一名罕見腫瘤患者,因為腦殼受到腫瘤細胞包裹侵蝕,3/4的腦殼都被更換為鈦合金的「人工腦殼」。  提到鈦,有人說它是一種礦巖,有人想到網絡熱詞「鈦合金眼」,有人猜它可以用做工業材料,當然也有人問:鈦是什麼?儘管鈦的一些性能並沒有被公眾所熟知,但這並不能阻止它有一番大作為。
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  • 高強銅鈦合金的應用研究
    因此銅鈦合金的成分以及時效時間對合金組織有重要的影響。銅鈦合金存在調幅分解行為,該過程包括鈦原子的偏聚和有序化,這使得合金的硬度、強度同時提高。該合金的調幅分解開始與淬火過程,在時效初期分解繼續進行,最後形成基體+亞穩相的調幅組織。調幅組織存在的溫度區間較窄,過時效時易析出非連續胞狀組織,合金的綜合性能下降。