Analyse af udviklingstendensen for titanium
Udviklingstrenden af titanium
1. I flyindustrien,materialer, der anvendes i fremstillingen, skal være lette i vægt og stærke i styrke. Generelt er det udtrykt ved specifik styrke (forholdet mellem materialets styrke og densiteten). Jo større forholdet er, jo bedre, og titanium opfylder dette krav. Den specifikke styrke af titanium er den største blandt aktuelt anvendte materialer, 3 gange den for rustfrit stål og 1,3 gange den af aluminiumslegering. Derfor er titanium i flyfremstillingsindustrien et materiale, der er meget vigtigt. Med udviklingen af luftfartsindustrien bliver flyvemaskiners hastighed hurtigere og hurtigere. Jo hurtigere hastighed, jo højere overfladetemperatur på flyet forårsaget af friktionen mellem flyet og luften. Når hastigheden når 2,2 gange lydens hastighed, er aluminiumslegering ikke længere kompetent, og stål er for tungt, så det er kun lavet af titanlegering. Så nogle mennesker siger, hvis der ikke er nogen titanlegering som et fremstillingsmateriale, er det umuligt at udvikle et supersonisk fly med en hastighed på mere end 2,5 gange lydens hastighed.
2. I rumrejser,rumfartøjers flyvehastighed er meget hurtigere end fly, og arbejdsmiljøet ændrer sig mere, så kravene til materialer er også højere og strengere. For eksempel kræver det en proces fra høj temperatur til ultralav temperatur at bruge en raket til at transportere et bemandet rumfartøj til månen. Når man vender tilbage til jorden, går det fra ultralav temperatur til høj temperatur. Når rumfartøjet kommer ind i atmosfæren, stiger rumfartøjets overfladetemperatur til 540 grader -650 grader. De materialer, der bruges til at fremstille rumfartøjer, skal tilpasse sig sådanne drastiske temperaturændringer, og titanlegeringer kan opfylde disse krav. I rumnavigation kan brugen af titanium i høj grad reducere flyets vægt. Fra et økonomisk synspunkt kan det på grund af reduktionen i strukturel vægt spare meget brændstof og samtidig i høj grad reducere konstruktions- og lanceringsomkostningerne for raketter og missiler.
3. Titaniums korrosionsbestandighed er meget stærk, især dets korrosionsbestandighed over for havvand, som kan sammenlignes med platin. Nogen har engang nedsænket titaniummetal i havvand i fire et halvt år. Efter at have taget det ud, blev det observeret, at det næsten ikke var korroderet og stadig bevarede sin oprindelige metalliske glans. Derfor er titanium et godt materiale til fremstilling af skibe. Som et korrosionsbestandigt materiale har titanium været højt værdsat af alle lande siden dets fødsel. For eksempel, fra 1963 til 1975 i USA, steg mængden af titanium, der blev brugt i korrosionsbestandige materialer, 10 gange. Blandt titanium, der bruges i Japan, bruges 90 procent til korrosionsbestandighed. Korrosionsbestandigheden af titanium er 150 gange højere end for rustfrit stål. Titan og oxygen har en stærk bindingsevne. Når titanium udsættes for luften, dannes der straks en tynd og stabil oxidfilm på overfladen, og den har en særlig korrosionsbestandighed. (Hvis dette lag film bliver mekanisk beskadiget, vil det igen danne en tynd film.) I dag bruges titanium i stedet for grafit i ind- og udland i elektrolysatorer. På nuværende tidspunkt har nogle lande i udlandet fastsat, at i atomkraftværker skal alle titaniumkondensatorer bruges af sikkerhedsmæssige årsager. I denne henseende er mængden af anvendt titanium betydelig. For eksempel kræver et termisk kraftværk med en produktionskapacitet på 600,000 KW 60 tons titanium, mens et atomkraftværk med en produktionskapacitet på 110 KW kræver så meget som 150 tons titanium.
4. Tilføjelse af en lille mængde titanium til legeret stål kan i høj grad forbedre stålets ydeevne og øge stålets styrke, sejhed og korrosionsbestandighed.For eksempel indeholder vores mest almindelige 18-8 rustfrit stål omkring 1 procent titanium. Inden for ikke-jernholdigt metalhydrometallurgi er der også modtaget gode resultater efter brug af titanium. For eksempel ved elektrolytisk produktion af metalnikkel er titaniumplader blevet brugt i stedet for rustfri stålplader som moderplade. Rustfri stålplader kan kun bruges i cirka et år, mens titanium plader kan bruges i mere end 10 år, og levetiden forlænges med 10 gange. Langsigtede eksperimenter har bevist, at titanium ikke er giftigt i den menneskelige krop, ikke virker med menneskelige kropssekretioner, er egnet til enhver steriliseringsmetode og har ingen magnetisme. Derfor er titanium blevet brugt som ortopædiske materialer og medicinsk udstyr i ind- og udland.
5. Superledende materiale er en slags materiale med store udviklingsmuligheder i fremtiden. Legeringen lavet af omkring 50 procent titanium og 50 procent niobium er i øjeblikket det mest undersøgte og brugte superledende materiale.Niobium-titanium-legering tegner sig for 90 procent af de mere end 100 tons superledende materialer, der produceres årligt i USA. Det kunstigt fremstillede bariumtitanat (BaTiO3) har specielle egenskaber, det har en høj dielektrisk konstant, og kondensatoren fremstillet af det har en større kapacitet. På nuværende tidspunkt, selvom titanium er 2 til 3 gange dyrere end rustfrit stål, er dets levetid generelt mere end 10 gange længere end rustfrit stål. Det vil sige, at brugen af titanium er dyrere for én investering, men på grund af den lange brugstid er det trods alt stadig økonomisk. Det forventes, at titanium i den nærmeste fremtid vil blive et uundværligt metal i vores daglige liv ligesom stål, kobber og aluminium.
Vores lands rigelige titaniumressourcer giver overlegne betingelser for udviklingen af titaniumindustrien og vil også åbne lyse udsigter for den brede anvendelse af titanium på forskellige områder.
