Analiza tendinței de dezvoltare a titanului
Tendința de dezvoltare a titanului
1. În industria producătoare de aeronave,materialele utilizate în fabricație trebuie să fie ușoare și puternice ca rezistență. În general, este exprimată prin rezistența specifică (raportul dintre rezistența materialului și densitatea). Cu cât raportul este mai mare, cu atât mai bine, iar titanul îndeplinește această cerință. Rezistența specifică a titanului este cea mai mare dintre materialele utilizate în prezent, de 3 ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil și de 1,3 ori mai mare decât cea a aliajului de aluminiu. Prin urmare, în industria aeronautică, titanul este un material foarte important. Odată cu dezvoltarea industriei aviației, viteza avioanelor devine din ce în ce mai rapidă. Cu cât viteza este mai mare, cu atât temperatura suprafeței aeronavei este mai mare, cauzată de frecarea dintre aeronavă și aer. Când viteza atinge de 2,2 ori viteza sunetului, aliajul de aluminiu nu mai este competent, iar oțelul este prea greu, deci este fabricat doar din aliaj de titan. Așa că unii oameni spun, dacă nu există un aliaj de titan ca material de fabricație, este imposibil să se dezvolte un avion supersonic cu o viteză de peste 2,5 ori viteza sunetului.
2. În călătoriile în spațiu,viteza de zbor a navelor spațiale este mult mai mare decât cea a avioanelor, iar mediul de lucru se schimbă mai mult, astfel încât cerințele pentru materiale sunt, de asemenea, mai mari și mai stricte. De exemplu, folosirea unei rachete pentru a transporta o navă spațială cu echipaj pe Lună necesită un proces de la temperatură ridicată la temperatură ultra-scăzută. Când se întoarce la sol, acesta trece de la temperatură ultra-scăzută la temperatură ridicată. Când nava spațială intră în atmosferă, temperatura suprafeței navei spațiale crește la 540 de grade -650 grade . Materialele folosite pentru fabricarea navelor spațiale trebuie să se adapteze la astfel de schimbări drastice de temperatură, iar aliajele de titan pot îndeplini aceste cerințe. În navigația spațială, utilizarea titanului poate reduce foarte mult greutatea aeronavei. Din punct de vedere economic, datorită reducerii greutății structurale, poate economisi mult combustibil și, în același timp, poate reduce foarte mult costurile de construcție și lansare ale rachetelor și rachetelor.
3. Rezistența la coroziune a titanului este foarte puternică, în special rezistența sa la coroziune la apa de mare, care poate fi comparabil cu platina. Cineva a scufundat odată metalul de titan în apă de mare timp de patru ani și jumătate. După ce l-a scos, s-a observat că aproape că nu era corodat și încă și-a păstrat luciul metalic inițial. Prin urmare, titanul este un material bun pentru fabricarea navelor. Ca material rezistent la coroziune, titanul a fost foarte apreciat de toate țările încă de la naștere. De exemplu, din 1963 până în 1975 în Statele Unite, cantitatea de titan folosită în materialele rezistente la coroziune a crescut de 10 ori. Dintre titanul folosit în Japonia, 90% este folosit pentru rezistența la coroziune. Rezistența la coroziune a titanului este de 150 de ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil. Titanul și oxigenul au o capacitate puternică de legare. Când titanul este expus la aer, la suprafață se formează imediat o peliculă de oxid subțire și stabilă și are o rezistență specială la coroziune. (Dacă acest strat de peliculă este deteriorat mecanic, va re-forma o peliculă subțire.) În prezent, titanul este folosit în locul grafitului acasă și în străinătate în electrolizoare. În prezent, unele țări din străinătate au stipulat că în centralele nucleare, toate condensatoarele din titan trebuie folosite pentru siguranță. În acest sens, cantitatea de titan utilizată este considerabilă. De exemplu, o centrală termică cu o capacitate de generare de 600,000 KW necesită 60 de tone de titan, în timp ce o centrală nucleară cu o capacitate de generare de 110 KW necesită până la 150 de tone de titan.
4. Adăugarea unei cantități mici de titan la oțel aliat poate îmbunătăți considerabil performanța oțelului și poate crește rezistența, duritatea și rezistența la coroziune a oțelului.De exemplu, cel mai obișnuit oțel inoxidabil 18-8 al nostru conține aproximativ 1% titan. În hidrometalurgia metalelor neferoase, după utilizarea titanului, s-au primit și rezultate bune. De exemplu, în producția electrolitică de nichel metalic, s-au folosit plăci de titan în locul plăcilor de oțel inoxidabil ca placă mamă. Plăcile din oțel inoxidabil pot fi folosite doar aproximativ un an, în timp ce plăcile de titan pot fi folosite mai mult de 10 ani, iar durata de viață este prelungită de 10 ori. Experimentele pe termen lung au dovedit că titanul nu este toxic în corpul uman, nu funcționează cu secrețiile corpului uman, este potrivit pentru orice metodă de sterilizare și nu are magnetism. Prin urmare, titanul a fost folosit ca materiale ortopedice și dispozitive medicale în țară și în străinătate.
5. Materialul supraconductor este un fel de material cu perspective mari de dezvoltare în viitor. Aliajul format din aproximativ 50% titan și 50% niobiu este în prezent cel mai cercetat și folosit material supraconductor.Aliajul de niobiu-titan reprezintă 90% din cele peste 100 de tone de materiale supraconductoare produse anual în Statele Unite. Titanatul de bariu (BaTiO3) preparat artificial are proprietăți deosebite, are o constantă dielectrică ridicată, iar condensatorul realizat din acesta are o capacitate mai mare. În prezent, deși titanul este de 2 până la 3 ori mai scump decât oțelul inoxidabil, durata sa de viață este în general de peste 10 ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil. Adică, utilizarea titanului este mai costisitoare pentru o singură investiție, dar, datorită timpului lung de utilizare, este încă economică până la urmă. Este de așteptat ca în viitorul apropiat, titanul să devină un metal indispensabil în viața noastră de zi cu zi, la fel ca oțelul, cuprul și aluminiul.
Resursele abundente de titan ale țării noastre oferă condiții superioare pentru dezvoltarea industriei de titan și, de asemenea, vor deschide perspective strălucitoare pentru aplicarea largă a titanului în diverse domenii.
