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輪船外殼為什麼不用鈦合金

發布時間:2025-06-30 12:55:32

A. 我想知道有關鈦的一切

鈦(Titanium):元素符號Ti,原子序數22,原子量47.88,在元素周期表中位於第4周期ⅣB族。鈦是地殼中分布最廣和豐度高(6320×10-6)的元素之一,佔地殼重量的0.61%列居第9位;而鈦資源則僅次於鐵、鋁、鎂而列居第4位,是製取鈦渣、人造金紅石、鈦白、海綿鈦、鈦金屬及鈦材、焊條塗料的重要原料。由於金屬鈦呈銀白色,具有熔點高(1727℃)、比重輕(4.5)、機械強度高(5)、耐低溫(超低溫下電阻率幾乎為0)、耐磨蝕、線鈦塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、還原性強等特點;鈦的氧化物——二氧化鈦(鈦白),具有無毒、良好的物理化學穩定性(1000℃煅燒後不熔於任何酸和鹼)、折射指數高(2.55~2.70),以及很強的白度、著色力(1150~1650)、遮蓋力(40~50g/m2)、耐溫性、抗粉化等特徵,被稱為「顏料之王」。因此,鈦及其氧化物、合金產品是重要的塗料、新型結構材料、防腐材料,被譽為「繼鐵、鋁之後處於發展中第三金屬」和「戰略金屬」,也是「很有希望的金屬材料」,在航空、航天、艦船、軍工、冶金、化工、機械、電力、海水淡化、交通運輸、輕工、環境保護、醫療器械等領域,有著廣泛的應用,並創造了巨大的經濟效益和社會效益,在國民經濟發展中有其重要的地位和作用。

一、礦物原料特點

鈦是典型的親石元素,常以氧化物礦物出現。地殼中含TiO2在1%以上的礦物有80餘種,具有工業價值的有15種,我國主要利用的有鈦鐵礦、金紅石和鈦磁鐵礦等(表3.5.1)。它們既有原生的(岩礦),也有次生的(風化殘坡積及沉積砂礦)。我國各主要產地鈦礦物原料基本特點概述對比如表3.5.2。

二、用途與技術經濟指標

鈦原料主要用來生產鈦白(二氧化鈦)、金屬鈦(海綿鈦)、含鈦鋼以及焊條塗料。它們所佔的比例,我國和國外稍有不同。鈦白,我國佔88%,國外佔92.4%;金屬鈦(海綿鈦),我國佔10%,國外佔5.3%;含鈦鋼及焊條塗料,我國佔2.0%,國外佔2.3%。

鈦白不僅是性能優異的白色顏料,而且是重要的化工原料。它廣泛用於塗料、油墨、塑料、橡膠、造紙和化纖工業。鈦白塗料,色彩鮮艷,色調純正;鈦白是紙張的高級填料,使紙張薄而不透明,白度高,光澤好,強度大和光滑好用。鈦白用於塑料工業,是不透明的著色劑;用於橡膠工業,使白色和淺色橡膠強度高,伸展率大,耐老化和不易褪色。它也是化學纖維的最佳消光材料,使透明的化纖具永久性消光效果,並可提高韌性。此外,還用於搪瓷、電器、電子原料等等方面。

鈦精礦經冶煉成海綿鈦後,再鑄錠並製成工業純鈦和鈦合金鈦材。鈦和鈦合金鈦材主要用於航空和宇航部門。與合金鋼相比,鈦合金可使飛機重量減輕40%。其他如人造衛星外殼、飛船蒙皮、火箭發動機殼體、導彈等等,鈦合金都可大顯身手。非宇航部門使用工業純鈦和鈦合金主要在於發電站冷凝器、接觸海水裝置、化學裝置和一些機械工程等方面。尤其是海水淡化加熱器用鈦是鈦工業發展中劃時代事件。兵工部門將鈦主要用於艦船和兵器生產。

金屬鈦除主要用於生產工業純鈦和鈦合金外,另一用途是為鋼鐵工業生產鈦鐵合金和含鈦鋼。鈦在鋼中作為添加元素,可以改變鋼的性能。使鋼在同樣回火溫度下,具有更高的強度和硬度,或同樣硬度要求下,回火到更高的溫度。目前,我國含鈦鋼有高強度低合金鋼、結構鋼、不銹鋼、耐熱合金、超高強度鋼和磁鋼等鋼種系列,廣泛用於汽車、船舶和石油鑽探等方面,已發展成為僅次於錳鋼的第二大鋼系。

主要含鈦礦物金紅石還是優質電焊條塗層不可缺少的原料。

三、礦業簡史

1789年,英國業余礦物學家格雷戈爾(William Gregor)神甫在其教區哥納瓦爾州的默納金山谷里的黑色磁性砂石(鈦鐵礦)中發現一種新的元素(鈦),當時命名為「默納金尼特」(Menaccanite)。

1795年,德國化學家克拉普羅特(M.H.Klaproth)在對岩石礦物作系統分析檢驗時發現一種新的金屬氧化物,即是現在的金紅石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希臘神話中天地之子Titans(泰坦神)命名為鈦(Titanium)。「鈦」亦即是格雷戈爾所稱的「默納金尼特」。

我國鈦礦資源的地質勘查,主要是新中國成立後的50年代至60年代進行的,並相繼投入開發;我國鈦礦資源的深加工利用(生產鈦白、焊條塗料、海綿鈦、鈦金屬、鈦材等),則是從1954年由北京有色金屬研究院研製海綿鈦開始,1958年沈陽有色金屬加工廠建成海綿鈦及鈦材加工車間投產,60年代末開始形成鈦工業體系(生產海綿鈦、鈦加工材等多種產品),至1997年,我國鈦工業已形成礦山-冶煉-加工和科研-設計-生產-應用兩個相互關聯、比較完整的體系。我國是世界上鈦精礦、鍛軋鈦、鈦製品、鈦氧化物和銳鈦型鈦白顏料的出口國之一。

B. 用鈦合金做輪船外殼而不選鋼材反映出什麼

船體使用鈦時,所考慮到的優點主要是耐腐蝕性和輕量化。鈦對海水具有優良的耐腐蝕性。要更加詳細的解釋請加鈦合金燕子QQ:1098990433

C. 鈦合金的作用,可以用來製作

鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件,其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業中應用,用於製作電解工業的電極,發電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。

D. 有關冶鐵的工業背景和和冶鐵材料及過程

在遠古時代,第一塊落到人類手中的鐵可能不是來自於地球,而是來自宇宙空間。埃及人把鐵叫做「天石」。
中國的冶鐵技術,是循著與西方截然不同的道路發展的。如果說西方早期的鐵器文化是一種以鍛鐵為主的文化,那麼中國早期的鐵器文化是一種以鑄鐵為主的文化,後來才在鍛鐵工藝上有了一定的發展。
公元前6世紀前後,中國就發明了生鐵冶煉技術。尤其是在春秋戰國時期,塊煉鐵和生鐵冶煉兩種工藝,幾乎是同時產生,這兩種方法在我國歷史上曾長期平行發展,在不同情況下發揮各自的作用。生鐵的早期發明,是中國對世界冶金技術的傑出貢獻。歐洲一些國家雖很早出現塊煉鐵但出現生鐵則是公元十三世紀末到十四世紀初。
在戰國早期,我國就創造了白口鐵柔化術。即通過長時間加熱,將白口鐵中的碳化鐵分解為鐵和石墨,消除大塊的滲碳體,這對提高鐵的柔性起了良好作用,而歐洲的鑄鐵柔化術是在17世紀下期才出現的。戰國中期以後,鐵器已取代銅器成為主要的生產工具。《管子·海王篇》說:「一女必有一針、一刀……耕者必有一耒、一耜、一銚」。這正是鐵器的普遍應用。西漢,在塊煉滲碳的基礎上興起了「百煉鋼」技術。它的特點是增加了反復加熱鍛打的次數,這樣既可加工成型,又使夾雜物減少、細化和均勻化,大大提高了鋼的質量。「百煉成鋼……千錘百煉」等成語由此而來。西漢中期,又出現了炒鋼,即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態,並進行攪拌,利用鐵礦物或空氣中的氧進行脫碳,藉以達到需要的含碳量,再反復熱鍛,打成鋼製品。炒鋼的發明,也打破了先前生鐵不能轉為熟鐵的界限,使原先各行其是的兩個工藝系統得以溝通,成為統一的鋼鐵冶煉技術體系。這是繼生鐵冶鑄之後,中國古代鋼鐵技術史上又一重大事件。
從古鐵器分析中,中國科學工作者,陸續發現了漢魏時期的球狀石墨的鑄鐵工具多件,引起了國內外學術界的重視。球墨鑄鐵是現代科技的產物,是1949年由英美學者發明的。經測定,西漢時期的石墨性狀鑄鐵不遜於現代球墨鑄鐵的同類材料,這是冶鑄史上一件很有意義的事。
在漢代,鋼鐵業的發展通過多方面展現。如爐型有了擴大,用石灰石作熔劑,風口也從一個發展到了多個,鼓風設備從以前的人力鼓風,畜力鼓風到創造了水力鼓風的「水排」。這項發明比歐洲早一千二百多年。從唐代到明代,是古代鋼鐵技術全面發展和定型的時期。唐宋時期實現了農具從鑄制改為鍛制這一具有重大意義的歷史性轉變。明代中葉到清末,生鐵年產量達數十萬噸。
總之,在18世紀中葉工業革命之前,中國冶鐵工業的生產規模和技術水平與當時的英法等國相比並不遜色,各領風騷。中國的封建制度發展到明代已進入衰亡階段,極端腐敗的專制主義政治,龐大的官僚機構和腐朽的上層建築,嚴重束縛了生產的發展。康熙、雍正和乾隆三朝號稱盛世歷時134年(公元1661-1795年)。但正在此時,西方爆發了工業革命,其工業、科技、軍事實力卻以封建制度無法想像的速度發展起來,在很短時期就把中國拋在後面。曾經獨樹一幟的中國冶煉工業也黯然失色,失去了建立獨立的金屬工業,使傳統工藝發展為現代金屬技術的可能性。
鋼鐵是人類生活和生產中非常重要的材料,橋梁、鐵道、艦船、車輛和各種機械等等,都需要大量的鋼鐵來製造,就連動物體內也含有鐵。
鐵雖然有諸多的優點,但它也有不足之處棗在潮濕的空氣中,鐵很容易生銹。鐵生銹,實際上是鐵、氧氣和水等物質相互作用,發生的一系列復雜的化學反應。鐵銹的成分亦很復雜,主要是氧化鐵。鐵銹很疏鬆,易吸水。因此,鐵製品表面的銹如不及時除去,會加快鐵製品的生銹速度。據估計,全世界每年因生銹損失的鋼鐵,約佔全世界年產量的四分之一。
另外,在常溫下,由於鐵的性質比較活潑,不宜長期使用。而且生鐵和鋼的冶煉又要經過復雜的過程才能獲得,很麻煩。煉鐵的原料主要有鐵礦石、石灰石和焦碳。其中焦碳的使用多少會給空氣帶來污染,破壞環境。同時剩下的廢渣也不易處理。鐵的耐腐蝕性不強,使用范圍越來越小了。在當代很多方面已有新型材料代替了鐵。如鐵鑄自來水管,改換成了鋁塑管;輪船外殼的主要組成由鐵合金轉變為鈦合金;一些汽車的部件也由鋁合金取代了鐵。諸如此類,不勝枚舉。又加鐵資源在地球上的貯存畢竟是有限的,我們應節約和利用好每一寸鐵!
盡快開發新型材料,從而改善生態環境,減少自然資源的開采,彌補鐵的不足,提高工業、農業和日常生活中的高科技含量!

E. 鈦鈦是什麼東西呢

鈦並不是稀有金屬,鈦在地球上的儲藏量是銅、鎳、鉛、鋅的總量的16倍。鈦的比重僅是鐵的1/2,卻像銅一樣經得起錘擊和拉延。在超低溫世界裡,鈦會變得更為堅硬,並有超導體的性能,鋼則變得脆弱無能。鈦有很強的耐酸鹼腐蝕能力,在海中浸5年不銹蝕,鋼鐵在海水中則會腐蝕變質。用鈦合金為船隻製造外殼,海水無法腐蝕它。用鈦合金製成的「鈦潛艇」,可潛入4500米的深度,一般鋼鐵潛艇在超過300米就容易被水壓壓壞。
「鈦飛機」堅實又輕便,一架大型鈦客機可比同樣重的普通飛機多載100餘人,飛機時速每小時可超過3000千米;而鋁合金飛機最多是2400千米。在航天事業中,鈦可製成飛船的「外衣」,防高溫的侵襲。鈦還能與金屬鎳一起製成具有記憶功能的「記憶合金」。用這種「記憶合金」製成的汽車外殼,如發生撞車事故變形後,只須用80℃以上的熱水沖洗,便會使汽車外形恢復原狀。
目前鈦金屬的提煉成本太高,故只在一些異常重要的領域使用,如航空航天、電子工業、精密儀器製造等方面。隨著各種新的提煉方法的出現,鈦金屬已被看作是一種極有使用前景的金屬

F. 哪些東西或產品含鈦元素

鈦合金產品現在已經比較常見,飛機火箭上是比較早的應用,現在很多稍高一點檔次的民用品也運用了這一技術,譬如,手機外殼(nokia8855、nokia8855等等)、筆記本電腦外殼(IBM X20、X31等等),最最常見的莫過於鈦合金眼鏡架。

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