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钛的特性

1、无磁性、无毒  

钛是无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化,无毒且与人体组织及血液有好的相溶性,所以被医疗界采用。

2、抗拉强度与其屈服强度接近  

钛的这一性能说明了其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高,表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大。

3、换热性能好  

金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,所以壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,减少了热组,钛表面不结也可减少热阻,华为系列CD纹螺丝,使钛的换热性能显著提高。

4、弹性模量低  

钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%

5、吸气性能  

钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。


钛的提取技术

高成本的钛生产是限制其应用推广的主要因素之一。目前生产海绵钛的Kroll镁还原法、导电体介入还原法(EMR)、Hunter法、Armstrong法,以TiCl4为原料的钛制备工艺在降低成本方面没有取得决定性的突破;近年连续生产钛工艺研究取得了革命性的进展,英国剑桥大学[10,梅花螺丝cd纹加工,11]和日本京都大学[12]分别报道了“FFC剑桥工艺”和“OS京都工艺”生产电解钛的新方法,两种方法原理基本相同。FFC法是直接电解出钛,它的生产周期缩短为Kroll镁还原法的1/5;混入其它相关的金属氧化物可直接生产钛合金与钛合金粉。

FFC剑桥法尚在研发阶段,估计尚需4~5年才能实现产业化,剑桥大学利用FFC法直接生产多孔的钛合金包括TiNi、Ti-10W、以及Ti-10-2-3合金,这些合金的一个优点就是成分均匀一致。目前英国的“British Titanium”公司、Metalysis 公司和挪威的Norsk公司正在致力于FFC法的商业化运作[14]。在中国,北京科技大学轻金属研究所、武汉大学和西北有色金属研究院等单位正在进行这方面的研究并取得了阶段性成果,螺丝,其中西北院利用FFC法直接制备TiZr合金,苹果iphone5手机螺丝,目前的研究已有一定的突破[15]。另外,日本的Sumitomo 和 Toho钛业公司基于Kroll法改进的新的提取方法—JTS法,该方法通过Ca还原TiC4,再经过等离子熔化成钛液,可连续生产海绵钛降低产品成本


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