未来的第三金属

时间:2014-11-06 16:25

   人类使用最广泛的金属最早是铜,其次是钢铁,然后是铝,据估计,21世纪钛将 金属钛成为铁和铝之后的第三金属。

  钛强度大,比重小,所以是航空航天飞行器中理想的结构材料,据统计美国每年出产的钛有百分之七十五用于制造飞机的机体构件和发动机部件。采用钛可以大幅度减轻飞行器的重量,提高飞行器中的飞行性能和运载能力。

  钛与铝和铁一样,可以与一些金属元素形成合金,钛合金以其优越的特性已被广泛应用到生活的各个领域,并发挥着越来越重要的作用。

  用钛合金制造的手表壳,重量轻、耐磨、不生锈,已达到了一旦拥有别无所求的境界。

  钛合金的弹性模量和人体骨骼的弹性模量相近,与人体具有很好的相容性,被称为“亲生物金属”,用钛片和钛螺丝治疗骨折,有意想不到的效果,只要过几个月,新骨和肌肉会把钛片等结合起来,因此钛是理想的人体牙科植入物和人工关节材料。

  目前,钛合金牙托,牙齿已被大量应用于临床,用钛合金制作的人工心脏、瓣膜、人工关节等都在临床应用中取得了良好的效果。

  钛还有良好的远远优于不锈钢的抗腐蚀性能。化工厂的反应罐、输液管道、如果用钛钢复合材料来代替不锈钢,使用寿命会大大延长。

  初期使用的钛及其合金制品都是锻造加工件,加工难度大,生产加工成本高,因而限制了它的用量的增加和应用范围的扩大。

  为了改变这种状态,就出现了钛及其合金的精密铸造技术。由于钛在融溶状态下,具有很高的化学活性,又与空气中的氮、氢、氧发生剧烈的化学反应,因而它的熔炼与铸造必须在真空下进行,融化钳锅和造型材料,对于融溶钛是稳定的,这就造成了钛及其合金精铸技术大大难于铝和钢,需要借助高科技手段才能实现。

  我国科研人员研究成功具有高温下对融钛稳定能承受 1500摄氏度以上热冲击和足够高温强度,同时,具备良好的工艺性能和较低成本的新型材料与粘合剂。使我们这项技术达到了国际先进水平,制造出了各种钛合金精铸件,并实现了规模化生产。