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中国制造,改变世界钛度

[ 信息发布:宏亚达 | 发布时间:2018-05-24 | 浏览:132 ]


不是每一种材质都叫





为何高精尖领域喜欢使用 金属


首先您需要了解

什么是“


是化学元素周期表的成员之一

化学符号为 Ti

钛由英国化学家格雷戈尔在1791年研究钛铁矿和金红石时发现。1795年,德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。并引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫Titanium。中文按其译音定名为钛。

钛金属外观似钢,具有银灰光泽


从钛元素的发现,到制成纯净的钛金属,用了一百多年。

格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛,而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定,而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合,所以单质钛很难制取。

直到1910年才被美国化学家亨特(Hunter) 第一次用钠钠还原TiCl4制取了纯度达99.9%的金属钛。


的特性及应用


“亲生物”

钛金属在人体内,无毒无害,且能抵抗分泌物的腐蚀,对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制造医疗器械,制造人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹等。

3D打印钛金属人体植入物

3D打印钛金属颅面植入物

钛金属制造的3D打印植入物不但强度高,疏松多孔,非常轻,具有十分优异的生物兼容性,能很好地促进骨骼在其内部生长再生,从而极大改善植入手术效果。

西北首例3D打印多孔型钛金属植入假体治疗今日在西安市红会医院顺利完成



使用钛金属接骨

使用不锈钢接骨,骨愈合之后,要把不锈钢片取出,否则不锈钢会因生锈而对人体产生危害,造成病患的二次痛苦。而如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。在骨头损坏的地方,用钛片与钛螺丝钉,过了几个月,骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里,新的肌肉纤维就包在钛的薄片上,钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联,起到支撑和加固作用。


钛金属髌骨爪

骨科常用的髌骨爪就是用钛金属制成,在低温状态,它可以弯成任意形状,手术时把爪子掰开,放置于患者碎裂的髌骨上,待体温将髌骨爪的温度升上来,它就会紧紧抓住髌骨,变成预先设定的形状。



对人类植物神经和味觉没有任何影响

钛是一种纯性金属,故物质和它接触的时候,不会产生化学反应,所以不会造成人的过敏。如高端剃须刀的外层通过钛金属涂层加固,可以强悍耐腐的同时给予皮肤温柔呵护,减少剃须时肌肤敏感红肿。钛制品的餐具或炊具不会含有任何金属的味道,从而影响食材的口感。


人类每天都会摄取约0.8毫克


这是因为一种未知的机制使得钛在植物中的作用明显,钛不仅能提高植物叶面单位鲜重中叶绿素、类胡萝卜素的含量20%左右,使叶绿素进行光合作用的速率和效果提高10-20%,使植物体通过光合作用自身制造养份的能力得到提高,还能提高植物体中固氮酶、过氧化物酶、硝酸还原酶、2-6磷酸酶的活性;钛元素有利与植物细胞核内DNA的活化,能调动内源激素向生长中心输送,促进分化和诱导愈伤组织。这可以解释为何大部分植物的钛含量约为百万分之1ppm,而食用植物甚至高达2ppm 。

钛在正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞,从而增强免疫力,促进血液循环,这一点使得钛金属在医药和体育运动领域都有广泛的应用。



“高强度、低密度、耐极温、耐腐蚀、无磁性”


高强度与低密度这一特点使钛金属在体育用品领域也有着广泛的应用。高品质的自行车架、高尔夫球杆通常用钛金属制成,坚固耐用。

钛金属自行车


钛金属腕表


钛飞机

钛是造飞机的理想材料,飞机发动机,防弹部位,强化部位,加固部位,燃烧室,涡轮轴,涡轮盘,喷口等,大多数是用钛合金材料制造的,这主要是因为钛金属良好的耐热性。

“钛飞机”坚实又轻便,一架大型钛客机可比同样重的普通飞机多载100余人,飞机时速每小时可超过3000千米;而铝合金飞机最多是2400千米。

钛还能与金属镍一起制成具有记忆功能的“记忆合金”。用这种“记忆合金”制成的汽车外壳,如发生撞车事故变形后,只须用80℃以上的热水冲洗,便会使汽车外形恢复原状。这种合金目前已在不少领域得到应用。如美国阿波罗号飞船上用的天线,就是这种记忆合金。


飞机引擎用钛

当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三百度也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金,而钛恰好能够满足这些要求。

钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍旧有很好的韧性而不发脆,并有超导体的性能,钢则变得脆弱无能。


钛潜艇

钛有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海水中浸5年不锈蚀,钢铁在海水中则会腐蚀变质。用钛合金为船只制造外壳,海水无法腐蚀它,制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80%。同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监视作用。一般钢铁潜艇下潜超过300米就容易被水压压坏。用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4500米的深度,不但不会被压坏,还能有效地避开深水炸弹的攻击,显示了“钛潜艇”的独特魅力和优异性能。


毕尔巴鄂古根海姆博物馆

钛在建筑领域也开始有更多的应用。位于西班牙的毕尔巴鄂。它在1997年由古根海姆基金会创建,它是世界上最著名的私人现代艺术博物馆之一,是被认为是世界上最壮观的解构主义建筑。它的外表用闪闪发光的钛金属饰面,钛板总面积2.787万平方米,正是钛金属的应用让它独具特色。



作为轻质高强度耐腐蚀材料,

钛金属被广泛用于航空航天、军事武器、医疗器械、体育用品、高端产品、建筑等高科技领域,

而越来越多的民用领域也开始使用钛

享受 金属带给人类的轻盈、健康与质感。


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