Титановая легенда: металлическая революция от аэрокосмических материалов до повседневной жизни

 Открытие и название титана

Титан был открыт британским минералогом Грегором в 1791 году и назван немецким химиком Клапрусом в 1795 году в честь греческих мифологических титанов. Титан богат земной корой: известно более 140 минералов, но промышленное применение сосредоточено в ильмените и рутилах. Запасы ильменита в Китае составляют 28% от мировых запасов, занимая первое место в мире.

 Свойства и ценность титана

Титан признан не-токсичным металлом, но высокая стоимость его добычи делает его дорогим. Он обладает характеристиками устойчивости к высоким и низким температурам, сильной кислото- и щелочестойкости, высокой прочности и низкой плотности, стал специальным материалом для ракет-спутников НАСА и использовался в китайских кораблях Yutu, J-20, Shandong и других проектах. В 80-х годах прошлого века титан благодаря своим бактериостатическим свойствам и биофильности вошел в гражданскую сферу и был известен как «почетный король металла» в посудной промышленности.

 Развитие титановой промышленности Китая

Титановая промышленность Китая зародилась в 50-х годах 20-го века, а в 60-е годы в Цзуньи и Баоцзи были построены заводы по производству губки и титана, став одной из мировых держав титановой промышленности. С XXI века мощности по производству титана в Китае входят в число лучших в мире, а его продукция широко используется в аэрокосмической, авиационной и гражданской сферах.

 

 

 

Чистый титан классифицируется по содержанию примесей, обладает отличными штамповочными и сварочными свойствами, а его прочность зависит от содержания кислорода и азота. Титановые сплавы основаны на титане и содержат другие элементы, которые являются легкими, прочными и устойчивыми к высоким-температурам и в основном используются в авиационных двигателях и компонентах ракет. Аллотропная изокристаллическая структура титана плотно расположена шестиугольно под углом 882 градуса, а над ней находится объемно-центрированная кубическая структура, которая позволяет оптимизировать характеристики путем регулирования легирующих элементов.

 

 

TA1-Gr1 Наилучшая пластичность, подходит для легкой формовки Титановых пластин, титановых трубок

TA2-Gr2 Основная сила промышленности, немного более высокая прочность Строительство, электроэнергетика, медицинская промышленность

TA3-Gr3 Stronger, используется в аэрокосмической, химической, морской промышленности.

TA4-Gr4 Высокая коррозионная стойкость, используется в компонентах планера. Компоненты планера, криогенные сосуды, теплообменники.

Ti6Al-4V-Gr5 Наиболее часто используемый титановый сплав, 50 % мирового использования. Авиационные турбины, медицинские имплантаты.

Ti6Al-4V ELI-Gr23 Высшая чистота, используется в биомедицинской имплантации Биомедицинские имплантаты

 Применение титановых сплавов

Титановые сплавы дороги из-за сложности их плавки, но они широко используются в-передовых областях. Он используется в химической промышленности для оборудования по производству щелочи и соли для продления срока службы; Используется в авиакосмической промышленности для изготовления деталей конструкции самолетов и компонентов двигателей; используется в компонентах космических кораблей и ракет аэрокосмической области; В области кораблей он используется для атомных подводных лодок и глубоководных аппаратов, таких как китайский «Цзяолун».

 Проблемы и перспективы титановых сплавов

Разработка титановых сплавов сталкивается с тремя основными проблемами: в Китае мало высококачественной продукции-и недостаточно типов титана со специальными характеристиками; ограниченная работоспособность при высоких-температурах; Слабая ценовая конкурентоспособность. В будущем необходимо расширить применение в гражданских областях, таких как автомобили и предметы первой необходимости, а также снизить затраты за счет оптимизации процессов. С применением новых технологий, таких как 3D-печать, потенциал титановых сплавов будет раскрыт в медицинских имплантатах, спортивном оборудовании и других областях.

 Будущий потенциал титановых сплавов

Ожидается, что благодаря технологическому прогрессу титановые сплавы заменят традиционные материалы во многих областях. Китай продвигает модернизацию титановой промышленности в рамках «14-го пятилетнего-плана», уделяя особое внимание разработке высококачественных-титановых материалов. В будущем титановый сплав может стать ключевым материалом для входа «космического металла» в общественную жизнь.