金属材料种类繁多,以钢应用最广泛。钢强度大,但容易生锈。铝合金虽然重量轻,但不是耐高温的。金属铜导电能力强,但密度太大,有时会生锈。
当前最理想的多面手金属材料业界公认是“钛及钛合金”。为什么这样说呢?首先从性质上来看,金属钛密度大约是钢铁一半,但强韧度如钢铁、且不生锈、熔点高,符合应用领域的诸多条件。也被称之为“二十一世纪金属、太空金属”等。
(国产大飞机C919上大量钛金属被应用)
要解决飞机飞的快,最主要难关就是机翼发热问题的克服。飞机速度快了之后,机翼上的空气受到压缩,放出大量的热,机翼温度急剧升高,达到声音三倍后,表面温度可以达到500摄氏度。过去飞机机翼多用金属铝合金,虽然密度小,但是不耐热,300摄氏度左右已经吃不消。而金属钛则彻底解决了这方面问题。
钛的密度仅是铁的1/2,却像铜一样经得起锤击和拉延。在超低温世界里,钛会变得更为坚硬,并有超导体的性能,而钢铁则变得脆弱无能。此外钛还有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海水中浸4年不锈蚀,用钛合金为船只制造外壳,海水无法腐蚀它。用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4500米的深度,一般钢铁潜艇在超过300米就容易被水压压坏。钛在地壳中约占总重量的0.42%,是 铜、镍、铅、锌的总量的16倍,可以说是储量巨大。前段时间中国星空-2飞行器成功试射也着实令西方焦虑。
(国产高超音速导弹)
钛在高科技领域广泛用途:制造火箭、导弹宇宙飞船。起飞和降落、运行过程都能经受住“烈火”的考验。据说我国多次成功试射的超高音速导弹的外壳就大量使用了钛合金。有的读者会想,太空极低温度会影响吗?不会的,钛在零下一百多度不发脆、不断裂,又被称为“未来之金属”。
金属钛含量丰富,应用广泛,可以大量冶炼。但是生产过程复杂,成本较高。主要存在的钛铁矿,每吨价格在2000元左右,冶炼后纯钛价格比银子还贵啦,一般我们民用普通设备是不需要用金属钛的。
(岩石中的钛铁矿)
当然钛也有不足,可以说是“糟脾气”,与空气中的氮气、氧气化合,尤其在生产过程中不能碰到空气,否则话和后产物变得发脆,用途不大。当下理想选择是在生产装备中充入氩气做保护气进行冶炼!
作者:氕氘氚
头条号:化学科技生活