钛的用途有哪些?
钛是一种化学元素,化学符号ti,原子序数22,在化学元素周期表中位于第4周期、第ivb族。是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽。钛被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富,在所有元素中居第十位,在金属元素中,钛的储量仅次于铁、铝、镁,居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点,其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们所认识。
钛的发展历程
1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛。当年,产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年,年产量达到了 20万吨。钛的屈服强度比钢铁要高,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的屈服强度却比铝大2倍。钛的比强度高于铝和钢,比模量与铝、钢十分接近。在宇宙火箭中,就大量用钛代替钢铁。据统计, 世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上。极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属。钛在高温下极易和空气发生反应,但熔点高达1668℃。在常温下,钛不怕王水腐蚀,但不耐5%以上浓度的硫酸和7%盐酸腐蚀。钛不怕常温的海水,有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来一看,上面粘了许多小动物与海底植物,却一点也没有生锈,依旧亮闪闪的。
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、厨房用具 运动用品、珠宝及手机等等。[4]。钛最有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中的高强度-重量比[7]。在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%[8]。有两种同素异形体[9]和五种天然的同位素,分别为:46ti(8.25%)、47ti(7.44%)、48ti(73.72%)49ti(5.41%)50ti(5.18%)。[3] 钛的化学性质及物理性质和锆相似,这是因为两者的价电子数目相同,并于元素周期表中同属一族。
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