Titanium adalah unsur dengan nombor atom 22 dalam jadual berkala, kitaran keempat unsur subkumpulan, iaitu, kumpulan IV B, sebagai tambahan kepada titanium, terdapat zirkonium, hafnium, dan ciri umum mereka adalah takat lebur yang tinggi, pada suhu bilik pada permukaannya untuk membentuk filem oksida yang stabil.
Sepuluh ciri titanium
1.ketumpatan kecil, kekuatan tinggi, kekuatan khusus yang besar
Ketumpatan titanium ialah 4.51g/cm3, iaitu 57% daripada keluli, titanium adalah kurang daripada dua kali lebih berat daripada aluminium, dan kekuatannya adalah tiga kali ganda daripada aluminium. Kekuatan khusus (nisbah kekuatan/ketumpatan) aloi titanium adalah yang terbesar dalam aloi industri biasa (lihat Jadual 1), dan kekuatan khusus aloi titanium ialah 3.5 kali ganda daripada keluli tahan karat, 1.3 kali ganda daripada aloi aluminium, dan 1.7 kali ganda. aloi magnesium, jadi ia adalah bahan struktur penting untuk industri aeroangkasa.
2. rintangan kakisan yang sangat baik
Kepasifan titanium bergantung kepada kewujudan filem oksida, dan rintangan kakisannya dalam media pengoksidaan adalah lebih baik daripada dalam mengurangkan media. Kadar kakisan yang tinggi berlaku dalam mengurangkan media. Titanium tidak terhakis dalam beberapa media yang menghakis, seperti air laut, klorin basah, larutan klorit dan hipoklorit, asid nitrik, asid kromik, klorida logam, sulfida dan asid organik. Walau bagaimanapun, dalam medium yang bertindak balas dengan titanium untuk menghasilkan hidrogen (seperti asid hidroklorik dan asid sulfurik), titanium biasanya mempunyai kadar kakisan yang tinggi. Walau bagaimanapun, jika sejumlah kecil agen pengoksidaan ditambah kepada asid, filem pempasifan akan terbentuk pada permukaan titanium. Oleh itu, dalam campuran asid sulfurik kuat - asid nitrik atau asid hidroklorik - asid nitrik, dan walaupun dalam asid hidroklorik yang mengandungi klorin bebas, titanium adalah tahan kakisan. Filem oksida pelindung titanium sering terbentuk apabila logam terkena air, walaupun dalam jumlah kecil air atau wap air. Jika titanium terdedah kepada persekitaran pengoksidaan yang kuat di mana tiada air sama sekali, pengoksidaan yang cepat akan berlaku dan tindak balas ganas akan berlaku, malah pembakaran spontan sering berlaku. Fenomena sedemikian telah berlaku dalam tindak balas titanium dengan asid nitrik berwasap yang mengandungi nitrogen oksida yang berlebihan dan titanium dengan gas klorin kering. Jadi untuk mengelakkan tindak balas seperti ini, mesti ada a
3. rintangan haba yang baik
Biasanya aluminium pada 150 darjah C, keluli tahan karat pada 310 darjah C yang kehilangan sifat asal, manakala aloi titanium pada kira-kira 500 darjah C masih mengekalkan sifat mekanikal yang baik. Apabila kelajuan pesawat mencapai 2.7 kali kelajuan bunyi, suhu permukaan struktur pesawat mencapai 230 darjah, aloi aluminium dan aloi magnesium tidak boleh digunakan, dan aloi titanium boleh memenuhi keperluan. Titanium mempunyai rintangan haba yang baik, dan ia digunakan dalam cakera dan bilah pemampat aeroengine dan kulit fiuslaj belakang pesawat.
4. prestasi suhu rendah yang baik
Kekuatan sesetengah aloi titanium (seperti Ti-5AI-2.5SnELI) meningkat dengan penurunan suhu, tetapi keplastikan tidak berkurangan banyak, dan ia masih mempunyai kemuluran dan keliatan yang baik pada suhu rendah , yang sesuai digunakan pada suhu ultra-rendah. Ia boleh digunakan dalam hidrogen cecair kering dan enjin roket oksigen cecair, atau dalam kapal angkasa berawak sebagai bekas suhu ultra rendah dan tangki simpanan.
5. Tiada medan magnet
Titanium bukan magnetik, ia digunakan dalam badan kapal selam, tidak akan menyebabkan letupan lombong.
6. kekonduksian haba yang kecil
Kekonduksian terma titanium adalah kecil, hanya 1/5 keluli, 1/13 aluminium, dan 1/25 tembaga. Kekonduksian terma yang lemah adalah kelemahan titanium, tetapi dalam beberapa kes ciri titanium ini boleh digunakan.
7. Modulus keanjalan rendah
Modulus keanjalan titanium hanya 55% daripada keluli, dan modulus keanjalan rendah adalah kelemahan apabila digunakan sebagai bahan struktur.
8. kekuatan tegangan dan kekuatan hasil adalah sangat rapat
Kekuatan tegangan aloi titanium Ti-6AI-4V ialah 960MPa dan kekuatan hasil ialah 892MPa dan perbezaan antara keduanya hanyalah 58MPa.
9. titanium mudah teroksida pada suhu tinggi
Titanium mempunyai daya pengikat yang kuat dengan hidrogen dan oksigen, dan perhatian harus diberikan untuk mencegah pengoksidaan dan penyerapan hidrogen. Kimpalan titanium hendaklah dijalankan di bawah perlindungan argon untuk mengelakkan pencemaran. Tiub dan kepingan titanium harus dirawat haba di bawah vakum, dan suasana pengoksidaan mikro harus dikawal semasa rawatan haba penempaan titanium.
10. prestasi redaman rendah
Dengan titanium dan bahan logam lain (tembaga, keluli) yang diperbuat daripada bentuk dan saiz jam yang sama, dengan daya yang sama untuk mengetuk setiap loceng akan mendapati bahawa jam yang diperbuat daripada bunyi ayunan titanium bertahan lama, iaitu tenaga. diberikan dengan mengetuk jam tidak mudah hilang, jadi kami mengatakan bahawa prestasi redaman titanium adalah rendah.
Tiga fungsi khas titanium
1
Fungsi ingatan bentuk
Merujuk kepada aloi Ti-50%Ni (atom), dalam keadaan suhu tertentu, boleh memulihkan keupayaan bentuk asalnya, dipanggil aloi ingatan bentuk bahan ini.
2
Fungsi superkonduktor
Merujuk kepada aloi Nb-Ti, apabila suhu jatuh kepada hampir sifar mutlak, wayar yang diperbuat daripada aloi Nb-Ti, akan kehilangan rintangan, sebarang arus besar melalui, wayar tidak akan panas, tiada penggunaan tenaga, Nb-Ti dipanggil bahan superkonduktor.
3
Fungsi penyimpanan hidrogen
Merujuk kepada aloi Ti-50%Fe (atom), yang mempunyai keupayaan untuk menyerap sejumlah besar hidrogen. Menggunakan ciri Ti-Fe ini, hidrogen boleh disimpan dengan selamat, iaitu penyimpanan hidrogen tidak semestinya menggunakan silinder tekanan tinggi keluli. Dalam keadaan tertentu, hidrogen juga boleh dibebaskan oleh Ti-Fe, yang dipanggil bahan simpanan tenaga.