433 钛及其应用简介
433 钛及其应用简介
基本特性
钛的元素符号为Ti,原子量为47.867,熔点1668℃,沸点3287℃,密度4540kg/m3,比热0.53J/(kg.℃),热导率(导热系数)22W/(m.℃),线性热膨胀系数10.8*10-6/℃,有顺磁性,导磁率1.00004。
机械特性
钛及钛合金的屈服强度高(比强度为金属之首),比模量与铝、钢相近,可塑性好(高纯钛延伸率可达50%~60%,断面收缩率可达70%~80%),耐高温500℃以上,耐低温-250℃以下,具有很好的形变加工特性和焊接特性(如通常用钨极氩弧焊即可有很好的效果),但车铣磨等加工难度较高(由于其热导率低,加工面产生的热能不易导出,易产生局部高温,影响加工面精度和刀具寿命,需考虑专用刀具和高强度加工面冷却方式),此外,近年钛材的3D打印技术也发展很迅速。
基于钛及钛合金的上述特性,在对轻量化、高强度、高低温变化剧烈的场合具有突出的应用优势,如航天、深海、汽车等。
钛及其合金加工时产生的微粉尘在空气中有可燃烧和爆炸性,需严格进行安全设计和管理。
耐腐蚀性
钛及钛合金具有优异的耐腐蚀性,可耐受海水、王水、稀硝酸、稀碱液、5%以下的硫酸、7%以下的盐酸、含水分0.5%以上的氯气(干氯气会与钛反应)等,但不耐氢氟酸等。
基于钛及其合金的这一特性,其在化学、食品、制药、海洋及冷热领域的换热装置、反应装置、提取浓缩装置等方面得到了广泛应用。
生物相容性
钛及其合金与人体组织相容性好,无毒性,无磁,且强度高,重量轻,耐腐蚀性好,因此在人工关节、牙齿、心脏支架、医疗器械等方面广泛应用,且由于其无磁特性,装入体内(如牙齿等)后可不影响核磁共振等医学检查。
其他特性
钛镍合金具有形状记忆特性,应用领域如卫星天线、医学矫正等。
钛酸钡具有压电效应,应用领域如海底探测、超声波装置及工程等。
二氧化钛是最好的白色颜料,且在一定条件下有抑菌和分解有害物质的特性。
钛的提纯难度较高,因此钛材料的价格远高于铜、不锈钢等(按重量计),但由于钛的密度小,耐腐蚀性好,设计时需考虑的腐蚀余量小,装置的壁厚可远小于其他材料,装置的使用寿命也较长,综合考虑时其成本可能与其他材料相近甚至优于其他材料。