Десет свойства и три специални функции на титана
Титане елемент с атомен номер 22 в периодичната таблица, елемент от подгрупа на четвъртия цикъл, т.е. група IVB. В допълнение към титана, елементите от тази група включват цирконий и хафний, които споделят общата характеристика на висока точка на топене и образуване на стабилен оксиден филм върху техните повърхности при стайна температура.
Топ 10 свойства на титана
1, ниска плътност, висока якост, висока специфична якост
Плътността на титана е 4,51 g/cm3, 57% стомана, титанът е по-малко от два пъти по-тежък от алуминия, три пъти по-здрав от алуминия. Специфичната якост на титановата сплав (съотношение якост / плътност) обикновено се използва в промишлени сплави в най-големите (вижте таблица 1), специфичната якост на титановата сплав е 3,5 пъти по-голяма от неръждаемата стомана, алуминиевата сплав 1,3 пъти по-голяма от тази на магнезиевите сплави, 1,7 пъти, така че аерокосмическата индустрия е от съществено значение за структурата на материала.
Сравнение на плътността и специфичната якост на титан с други метали
Метал | Титаниева сплав | Желязо | Алуминий (сплав) | Магнезий (сплав) | стомана с висока якост |
Плътност | 4.5 | 7.87 | 2.7 | 1.74 | 7.8 |
Специфична сила | 29 | 21 | 16 | 23 |
Отлична устойчивост на корозия
Пасивността на титана зависи от наличието на оксиден филм и е много по-устойчив на корозия в окислителна среда, отколкото в редуцираща среда. Високоскоростна корозия възниква в редуциращи среди. Титанът не корозира в някои корозивни среди, като морска вода, мокър хлорен газ, разтвори на хлорит и хипохлорит, азотна киселина, хромна киселина, метални хлориди, сулфиди и органични киселини. Въпреки това, в среди, които реагират с титан за получаване на водород (напр. солна и сярна киселина), титанът обикновено има висока степен на корозия. Въпреки това, ако към киселината се добави малко количество окислител, върху повърхността на титана ще се образува пасивиращ филм. Следователно титанът е устойчив на корозия в силни смеси сярна киселина-азотна киселина или солна киселина-азотна киселина и дори в солна киселина, съдържаща свободен хлор. Защитният оксиден филм на титана често се образува, когато металът срещне вода, дори в малки количества вода или водна пара. Ако титанът е изложен на силно окисляваща среда при пълно отсъствие на вода, настъпва бързо окисляване и често възникват бурни реакции и дори спонтанно запалване. Такива явления са възникнали, когато титанът реагира с димяща азотна киселина, съдържаща излишък от азотен оксид, и когато титанът реагира със сух хлорен газ. Следователно е необходимо определено количество вода, за да се предотвратят подобни реакции.
добра устойчивост на топлина
Обикновено алуминият при 150 градуса, неръждаемата стомана при 310 градуса, което е загубата на оригиналната производителност, и титановата сплав при 500 градуса или повече все още поддържат добри механични свойства. Когато скоростта на самолета достигне 2,7 пъти скоростта на звука, повърхностната температура на конструкцията на самолета достига 230 градуса, алуминиевите и магнезиевите сплави не могат да се използват, докато титаниевите сплави могат да отговорят на изискванията. Топлоустойчивостта на титана е добра, използва се за диск и лопатка на компресора на авиационни двигатели и кожата на задната част на фюзелажа на самолета.
Добро представяне при ниски температури
Определени титанови сплави (като Ti-5AI-2.5SnELI) здравина с намаляване на температурата и повишаване, но пластичността не се намалява много, при ниска температура все още има добра пластичност и издръжливост, подходящи за използване при ултра ниски температури. Може да се използва в ракетни двигатели със сух течен водород и течен кислород или в пилотирани космически кораби за използване на контейнери с ултра ниска температура и резервоари за съхранение.
Немагнитни
Титановият магнитен ли е? разбира се, че не. Титанът е известен със своите немагнитни свойства, произтичащи от неговата уникална кристална структура, лишена от несдвоени електрони, което го прави диамагнитен и непроницаем за магнитни полета. Това присъщо свойство гарантира, че титанът остава незасегнат от магнетизма, контрастирайки рязко с метали като желязо, кобалт и никел, които притежават несдвоени електрони и проявяват магнитни характеристики, когато са изложени на магнитни сили. Липсата на магнитни смущения прави титана примерен избор за критични приложения в медицинските устройства, аерокосмическото инженерство и химическата промишленост, където магнитната неутралност е от решаващо значение за оперативната цялост и безопасност. Въпреки че титаниевите сплави могат да проявят магнитни характеристики, ако са замърсени с желязо, чистият титан запазва немагнитното си качество, осигурявайки надежден и стабилен материал в среди, където магнитните полета могат да представляват риск или да попречат на работата на оборудването. По този начин, за индустрии, които дават приоритет на липсата на смущения с магнитни полета, титанът предлага несравними предимства, съчетавайки здравина, лекота и устойчивост на корозия с основни немагнитни свойства, гарантирайки както функционалност, така и безопасност в чувствителни приложения.
Малка топлопроводимост
Сравнение на топлопроводимостта на титан с други метали е показано в следващата таблица
метал | чист титан | титанова сплав | Обикновена стомана | Неръждаема стомана | Al сплав | Mg сплав | Мед |
Топлопроводимост/W•(m•K)-1 | 17 | 7.5 | 63 | 16 | 121 | 159 | 385 |
Топлопроводимостта на титана е малка, само 1/5 от тази на стоманата, 1/13 от тази на алуминия и 1/25 от тази на медта. лошата топлопроводимост е недостатък на титана, но тази характеристика на титана може да се използва в определени ситуации.
Нисък модул на еластичност
Сравнение на модула на еластичност на титан с други метали
метал | чист титан | титанова сплав | Обикновена стомана | Неръждаема стомана | Al сплав | Mg сплав | Мед |
Модул на еластичност/Gpa | 106.3 | 113.2 | 205.8 | 199.9 | 71.5 | 44.8 | 107.8 |
Модулът на еластичност на титана е само 55% от този на стоманата, а ниският модул на еластичност е недостатък, когато се използва като конструктивен материал.
Якостта на опън е много близка до границата на провлачване
Якост на опън на титанова сплав Ti-6AI-4V от 960MPa, граница на провлачване от 892MPa, разликата между двете е само 58MPa, вижте следната таблица
Сила | Титаниева сплав Ти-6ал-4В |
Титаниева сплав | Обикновена стомана |
Якост на опън | 960 | 608 | 470 |
Граница на провлачване | 892 | 255 | 294 |
Титанът лесно се окислява при високи температури
Титанът има силна връзка с водорода и кислорода, така че е важно да се предотврати окисляването и абсорбцията на водород. Заваряването на титан трябва да се извършва под аргонова защита, за да се предотврати замърсяване. Титаниевите тръби и тънки плочи трябва да бъдат термично обработени под вакуум и леко окислителна атмосфера трябва да се контролира по време на топлинна обработка на титанови изковки.
Ниска ефективност на амортисьорите
Използвайте титан и други метални материали (мед, стомана), за да направите камбани с точно същата форма и размер. Ако удряте всяка камбана с еднаква сила, ще откриете, че звукът на титаниевата камбана продължава по-дълго, когато вибрира, тоест енергията, дадена на камбаната от удара, не е лесно да изчезне. Затова казваме, че титанът има ниска ефективност на затихване.
Три специални функции на титана
Функция за памет на формата
Това се отнася до способността на Ti-50%Ni (атомна) сплав да възстановява първоначалната си форма при определени температурни условия, наричайки този материал сплав с памет на формата.
Свръхпроводимост
Отнася се за Nb-Ti сплавта, когато температурата падне почти до абсолютната нула, Nb-Ti сплавта, направена от тел, ще загуби съпротивление, всеки голям ток през нея, жицата няма да се нагрява, няма консумация на енергия, Nb-Ti е известна като свръхпроводящи материали
Функция за съхранение на водород
Това се отнася за сплавта Ti-50%Fe (атомна), която има способността да абсорбира големи количества водород. Използвайки тази характеристика на Ti-Fe, водородът може да се съхранява безопасно, т.е. не е необходимо да се използват стоманени бутилки с високо налягане за съхранение на водород. При определени условия Ti-Fe може да се използва и за освобождаване на водород, а Ti-Fe се нарича материал за съхранение на енергия.
За допълнителни запитвания относно приложения на титан или за да разгледате продуктовата ни гама, моля, не се колебайте да се свържете с нас на euros.yang@xuboti.com. Ние сме тук, за да ви помогнем!