Pam Dewis Alloi Titaniwm

CYFLWYNIAD

Mae titaniwm wedi'i gydnabod fel elfen (Symbol Ti; rhif atomig 22; a phwysau atomig 47.9) am o leiaf 200 mlynedd. Fodd bynnag, ni ddechreuodd cynhyrchu titaniwm masnachol tan y 1950au. Ar yr adeg honno, cydnabuwyd titaniwm am ei bwysigrwydd strategol fel un pwysau ysgafn, cryfder uchel a oedd yn fetel strwythurol effeithlon ar gyfer awyrennau critigol, perfformiad uchel, megis peiriannau jet a chydrannau aer. Mae'r cynhyrchiad byd-eang o'r metel hynod egsotig, "Age Age" a'i aloion ers hynny wedi tyfu i fwy na 50 miliwn o bunnoedd yn flynyddol. Mae cynhwysedd cynhyrchu ac effeithlonrwydd cynhyrchion sbwng metel a melin cynyddol, technolegau gweithgynhyrchu gwell, a sylfaen marchnad helaeth wedi lleihau pris cynhyrchion titaniwm yn ddramatig. Heddiw, mae aloion titaniwm yn gyffredin a metelau peirianneg sydd ar gael yn rhwydd sy'n cystadlu'n uniongyrchol â steels di-staen ac arbenigol, aloion copr, aloion a chyfansoddion sy'n seiliedig ar nicel.


Fel y nawfed elfen fwyaf helaeth yng Nghorff y Ddaear a'r pedwerydd metel strwythurol mwyaf cyffredin, mae'r cyflenwad presennol o fwyd porthiant ledled y byd ar gyfer cynhyrchu metel titaniwm bron yn ddidyn. Gall capasiti sbwng, toddi a phrosesu sylweddol ledled y byd heb ei ddefnyddio ar gyfer titaniwm gynnwys twf parhaus i mewn i geisiadau cyfrol uchel. Yn ogystal â'i nodweddion deniadol o gryfder i ddwysedd ar gyfer defnyddio awyrofod, mae ymwrthedd cyrydu eithriadol titaniwm sy'n deillio o'i ffilm amddiffynnol amddiffynnol wedi cymell cais helaeth mewn dwr môr, morol, sbeis a gwasanaeth cemegol diwydiannol ymosodol dros y can mlynedd ddiwethaf. Heddiw, defnyddir titaniwm a'i aloion yn helaeth ar gyfer ceisiadau awyrofod, diwydiannol a defnyddwyr. Yn ogystal â pheiriannau a pheiriannau awyrennau, defnyddir titaniwm hefyd yn y ceisiadau canlynol: taflegrau, llong ofod, cynhyrchu cemegol a petrocemegol, cynhyrchu a phrosesu hydrocarbon, cynhyrchu pŵer, dadheintio, storio gwastraff niwclear, rheoli llygredd, lledaenu mwynau ac adfer metel, ar y môr ceisiadau môr dwfn môr, a chydrannau llongau Navy ymhlith eraill.


Eiddo Mecanyddol Deniadol

Mae titaniwm a'i aloion yn arddangos cyfuniad unigryw o eiddo mecanyddol a chorfforol ac ymwrthedd cyrydiad sydd wedi eu gwneud yn ddymunol ar gyfer diwydiant awyrofod, diwydiannol, cemegol a'r ynni.


Gwrthsefyll Corydiad a Erydiad

Mae aloion titaniwm yn arddangos ymwrthedd eithriadol i ystod eang o amgylcheddau cemegol ac amodau a ddarperir gan ffilm denau asid anweledig ond eithriadol o amddiffynnol. Mae'r ffilm hon, sef TiO2 yn bennaf, yn hynod ddaliol, yn gydlynol, ac yn sefydlog yn gemegol. Gall ei ailddechrau'n ddiymdroi ac yn ail-heintio ei hun os caiff ei niweidio'n fecanyddol os yw mân olion ocsigen neu lleithder yn bresennol yn yr amgylchedd. Mae titaniwm yn hysbys am ei wrthwynebiad uchel i ymosodiad lleol a chorydiad straen mewn cloridau dyfrllyd. Mae aloion titaniwm hefyd yn cael eu cydnabod am eu gwrthwynebiad uwch


Eiddo Deniadol Eraill

Mae dwysedd cymharol isel y titaniwm, sy'n 56% i ddur a hanner y nicel a'r copr, yn golygu dwywaith cymaint o gyfaint metel y pwysau a chostau melin llawer mwy deniadol wrth eu pwyso yn erbyn metelau eraill yn ddimensiwn. Ynghyd â chryfder uwch, mae hyn yn amlwg yn golygu bod elfennau llawer ysgafnach a / neu lai ar gyfer strwythurau a chydrannau sefydlog a deinamig.


Mae aloion titaniwm yn arddangos modiwlaidd isel o elastigedd sydd oddeutu hanner y steiliau a'r aloion nicel. Mae'r elastigedd cynyddol hwn (hyblygrwydd) yn golygu llai o bwysau plygu a chylchol, gan ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer ffynhonnau, melinau, mewnblaniadau corff, gosodiadau deintyddol, godyddion deinamig ar y môr, pibellau drilio, ac offer chwaraeon amrywiol. Mae anadweithgarwch cynhenid titaniwm (nad yw'n wenwynig, di-gellig ac yn gwbl biocompatible) gyda'r corff wedi gyrru ei ddefnydd eang mewn dyfeisiau prosthetig a gemwaith. Yn deillio o'r cyfuniad unigryw o gryfderau uchel, modiwleidd isel a dwysedd isel, mae aloion titaniwm yn ymwrthod yn fwy ymwthiol i sioc a difrod ffrwydrad na'r rhan fwyaf o ddeunyddiau peirianneg eraill. Mae gan yr aloon hyn gyflyrau ehangu thermol sy'n sylweddol llai na'r rhai alwminiwm, fferrus, nicel a aloion copr. Mae'r ehangder isel hwn yn caniatįu gwell cydweddiad rhwng y rhyngwyneb â deunyddiau ceramig a gwydr ac yn lleihau effeithiau rhyfel a blinder yn ystod seiclo thermol. Mae titaniwm yn anfantais yn anfantais ac mae'n ddelfrydol lle mae'n rhaid lleihau ymyrraeth electromagnetig. Pan gaiff ei ddileu, mae titaniwm a'i isotopau yn arddangos hanner bywydau ymbelydrol eithriadol o fyr ac ni fyddant yn "boeth" am fwy na sawl awr.


Nodweddion Trosglwyddo Gwres

Mae titaniwm wedi bod yn ddeunydd trosglwyddo gwres deniadol a sefydledig iawn mewn cregyn / tiwb, plât / ffrâm, a mathau eraill o gyfnewidwyr gwres ar gyfer gwresogi neu oeri hylif proses, yn enwedig mewn oeri dŵr môr. Gellir optimeiddio'r effeithlonrwydd trosglwyddo gwres cyfnewidydd oherwydd y nodweddion buddiol canlynol o ditaniwm:


  • Gwrthwynebiad eithriadol i erydiad ac erydiad hylif

  • Ffilm arwyneb deniadol, deniadol ocsideidd

  • Arwyneb caled a llyfn

  • Arwyneb sy'n hyrwyddo cyddwysiad

  • Cynhyrchedd thermol da iawn

  • Nerth da


Er bod titaniwm annisgwyl yn meddu ar gynhyrchedd thermol cynhenid islaw copr neu alwminiwm, mae ei gynhyrchedd yn dal i fod tua 10-20% yn uwch na aloion dur di-staen nodweddiadol. Gyda'i gryfder da a'i allu i wrthsefyll cyrydu ac erydiad yn llwyr o hylifau llifogydd, tyngedus, gellir teneuo waliau titaniwm yn ddramatig i leihau ymwrthedd trosglwyddo gwres (a chost). Mae titaniwm yn llyfn, heb fod yn llwyr, yn galed i gadw at arwynebau yn cadw glendid uchel dros amser. Mae'r arwyneb hwn yn hybu cyddwysiad anweddus o anwedd dyfrol, a thrwy hynny wella cyfraddau cyddwysiad mewn oew / cyddwysyddion o'i gymharu â metelau eraill fel y nodir.