亮瞎我的鈦合金狗眼,鈦、鈦合金有多優秀?

大家還記得那句“亮瞎了我的鈦合金狗眼”的網絡流行語嗎?它把大家對某些事和物,帶有各種味道的震驚之情表現的淋漓盡致。但是,就是這句有點戲謔的流行語,某種程度上反映出了大眾對“鈦合金”優異性能的朦朧認知。大家對優秀的鈦、鈦合金瞭解到什麼程度呢?這裡帶大家一起對鈦和鈦合金進行一個深入的瞭解。


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鈦元素

鈦的前世今生

鈦元素是元素週期表排行第二十二位的成員(Ti)。純鈦非常之神秘,自然狀態下幾乎不露面,常年與氧和鐵廝混在一起(鐵鈦礦、金紅石)。直到1791年英格蘭的業餘礦物學家——格雷戈爾發現了它的蹤跡,它才逐漸的走進人類的社會。但是,純鈦習慣了與氧和鐵廝混在一起的安穩,似乎不太願意以自己的真身入世。美國的亨特終於在1910年,通過金屬鈉奪走了鈦的摯愛氯原子,才得以讓鈦孤身降世。隨後,1940年,盧森堡科學家W.J. kroll發現鎂金屬可以更好的奪取氯原子,得到純鈦。從此,人們開始通過金屬鈉和鎂在工廠中製取純鈦。但是,純鈦對氧、氮等元素極其熱愛,尤其是氧。給它足夠的溫度,它會瘋狂的見氧就奪。因此,製取純鈦的工藝條件要求挺高的,人們只有給它足夠的待遇(惰性和乾淨的環境),它才願意露出面目。所以,儘管鈦元素分佈廣泛,地殼含量高,但是仍然被評為稀有金屬。

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金紅石礦石(主要成分二氧化鈦)


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鐵鈦礦

優秀的純鈦

一回生,二回熟。大量的純鈦面世,人們逐漸的發現純鈦光輝的一面。體積大,重量輕(密度低);儘管有些虛胖,但是很靈活(延展性好)。跳火坑,入大海,都不在話下(熔點高:1668℃;化學性質極其穩定,即使是酸中王者“王水”上,也不能傷它半分)。曾經有一塊純鈦沉入海底,五年後出來風采依舊,僅僅是帶了點海洋生物和植物,稍顯滄桑。

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鈦金屬

青出於藍勝於藍的鈦合金

這麼優秀的鈦金屬自然受到人們的親賴。因此,其他金屬紛紛與它聯姻。優良的基因創造出來了更加優秀的後代“鈦合金”。

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鈦合金

鈦合金可不是兩種或者更多的金屬簡單的融合。它有點像武功的至高境界“人劍合一”。人劍合一後,人有了劍的鋼鐵之軀,劍有了人的意識和思想,非人非劍,而是取其精華,去其糟粕後的新物種。合金亦是如此,多種金屬敞開胸懷,完全均一的把各自的優良基因相互融合,培育了性能優異的合金。

隨著鈦金屬與其他金屬的逐漸聯姻,鈦合金的家族也逐漸龐大起來。根據它們不同的用途,逐漸發展出來了耐熱合金、高強合金、耐腐蝕合金、低溫合金、高溫合金、醫用合金以及特殊功能合金(鈦-鐵合金貯氫合金,鐵-鎳記憶合金)等等。這個龐大的鈦合金家族在人類的航空航天發動機和配件、高速飛機、導彈、火箭、核潛艇、人造衛星、宇航飛船、醫學等領域扮演著重要的應用角色。

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總之,鈦這個在地球儲量龐大,分佈極其廣泛的金屬(可能隨手抓把土就有幾千分之幾的鈦),因為製備困難而躋身稀有金屬行列。因為,自身優異的物理化學性性質,廣受人們的關注和應用,並把它製成各種不同性質的鈦合金,應用於多種不同的重要領域。為人類的科學技術發展和社會進步做出來了不可磨滅的貢獻。

本文參加【科學V計劃】,內容為作者原創。


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