Legenda titanului: o revoluție metalică de la materialele aerospațiale la viața de zi cu zi

 Descoperirea și denumirea titanului

Titanul a fost descoperit de mineralogistul britanic Gregor în 1791 și numit de chimistul german Klaprus în 1795 după Titanii mitologici greci. Titanul este abundent în scoarța terestră, cu peste 140 de minerale cunoscute, dar aplicațiile industriale sunt concentrate în ilmenit și rutil. Rezervele de ilmenit din China reprezintă 28% din totalul mondial, ocupându-se pe primul loc în lume.

 Proprietățile și valoarea titanului

Titanul este recunoscut ca un metal ne-toxic, dar costul ridicat al mineritului îl face scump. Are caracteristicile de rezistență la temperaturi ridicate și scăzute, rezistență puternică la acizi și alcali, rezistență ridicată și densitate scăzută și a devenit un material special pentru sateliții rachete NASA și a fost folosit în Yutu, J-20, nava Shandong și alte proiecte din China. În anii 80 ai secolului trecut, titanul a intrat în domeniul civil datorită proprietăților sale bacteriostatice și biofilității și era cunoscut drept „regele onorific al metalului” în industria veseliilor de masă.

 Dezvoltarea industriei de titan din China

Industria titanului din China a început în anii 50 ai secolului al XX-lea, iar în anii 60, în Zunyi și Baoji au fost construite fabrici de prelucrare a bureților de titan și a titanului, devenind una dintre puterile industriei de titan din lume. Începând cu secolul 21, capacitatea de producție de titan a Chinei s-a clasat printre primele din lume, iar produsele sale sunt utilizate pe scară largă în domeniul aerospațial, aviatic și civil.

 

 

 

Titanul pur este clasificat în funcție de conținutul de impurități și are proprietăți excelente de ștanțare și sudare, iar rezistența sa depinde de conținutul de oxigen și azot. Aliajele de titan se bazează pe titan și adaugă alte elemente, care sunt ușoare, puternice și rezistente la temperaturi înalte-și sunt utilizate în principal la motoarele aerodinamice și la componentele rachetelor. Structura izocristală alotropă a titanului este aranjată dens hexagonal sub 882 de grade, iar deasupra ei este un cubic centrat pe corp, care poate optimiza performanța prin ajustarea elementelor de aliere.

 

 

TA1-Gr1 Cea mai bună ductilitate, potrivită pentru formarea ușoară a plăcilor de titan, tuburilor de titan

TA2-Gr2 Forța principală a industriei, rezistență puțin mai mare Construcții, generare de energie, industria medicală

TA3-Gr3 Stronger, utilizat în industria aerospațială Aerospațială, procesare chimică, industria navală

TA4-Gr4 Foarte rezistent la coroziune, utilizat în componentele corpului aeronavei Componentele corpului aeronavei, vase criogenice, schimbătoare de căldură

Ti6Al-4V-Gr5 Cel mai frecvent utilizat aliaj de titan, 50% din utilizarea globală Turbine pentru avioane, implanturi medicale

Ti6Al-4V ELI-Gr23 Puritate mai mare, utilizat în implantarea biomedicală Implanturi biomedicale

 Aplicații ale aliajelor de titan

Aliajele de titan sunt scumpe din cauza dificultății de topire, dar sunt utilizate pe scară largă în domeniile-de vârf. Este folosit în industria chimică pentru echipamentele de producție de alcali și sare pentru a prelungi durata de viață; Folosit în industria aerospațială pentru piese structurale și componente ale motorului aeronavei; utilizat în componentele de nave spațiale și rachete în domeniul aerospațial; În domeniul navelor, este folosit pentru submarine nucleare și submersibile de adâncime, precum „Jiaolong” din China.

 Provocări și perspective ale aliajelor de titan

Dezvoltarea aliajelor de titan se confruntă cu trei provocări majore: există puține-produse de înaltă calitate în China și tipuri insuficiente de titan de performanță specială; performanță limitată-la temperatură ridicată; Competitivitate slabă a costurilor. În viitor, este necesară extinderea aplicațiilor în domeniile civile, cum ar fi automobilele și necesitățile zilnice, și reducerea costurilor prin optimizarea proceselor. Odată cu aplicarea noilor tehnologii precum imprimarea 3D, potențialul aliajelor de titan în implanturi medicale, echipamente sportive și alte domenii va fi eliberat în continuare.

 Potențialul viitor al aliajelor de titan

Odată cu progresele tehnologice, aliajele de titan sunt de așteptat să înlocuiască materialele tradiționale în mai multe domenii. China promovează modernizarea industriei titanului prin „Planul cincinal al 14-lea-, concentrându-se pe dezvoltarea materialelor de titan-de ultimă generație. În viitor, aliajul de titan poate deveni un material cheie pentru ca „metalul spațial” să intre în viața publică.