亮瞎我的钛合金狗眼,钛、钛合金有多优秀?

大家还记得那句“亮瞎了我的钛合金狗眼”的网络流行语吗?它把大家对某些事和物,带有各种味道的震惊之情表现的淋漓尽致。但是,就是这句有点戏谑的流行语,某种程度上反映出了大众对“钛合金”优异性能的朦胧认知。大家对优秀的钛、钛合金了解到什么程度呢?这里带大家一起对钛和钛合金进行一个深入的了解。


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钛元素

钛的前世今生

钛元素是元素周期表排行第二十二位的成员(Ti)。纯钛非常之神秘,自然状态下几乎不露面,常年与氧和铁厮混在一起(铁钛矿、金红石)。直到1791年英格兰的业余矿物学家——格雷戈尔发现了它的踪迹,它才逐渐的走进人类的社会。但是,纯钛习惯了与氧和铁厮混在一起的安稳,似乎不太愿意以自己的真身入世。美国的亨特终于在1910年,通过金属钠夺走了钛的挚爱氯原子,才得以让钛孤身降世。随后,1940年,卢森堡科学家W.J. kroll发现镁金属可以更好的夺取氯原子,得到纯钛。从此,人们开始通过金属钠和镁在工厂中制取纯钛。但是,纯钛对氧、氮等元素极其热爱,尤其是氧。给它足够的温度,它会疯狂的见氧就夺。因此,制取纯钛的工艺条件要求挺高的,人们只有给它足够的待遇(惰性和干净的环境),它才愿意露出面目。所以,尽管钛元素分布广泛,地壳含量高,但是仍然被评为稀有金属。

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金红石矿石(主要成分二氧化钛)


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铁钛矿

优秀的纯钛

一回生,二回熟。大量的纯钛面世,人们逐渐的发现纯钛光辉的一面。体积大,重量轻(密度低);尽管有些虚胖,但是很灵活(延展性好)。跳火坑,入大海,都不在话下(熔点高:1668℃;化学性质极其稳定,即使是酸中王者“王水”上,也不能伤它半分)。曾经有一块纯钛沉入海底,五年后出来风采依旧,仅仅是带了点海洋生物和植物,稍显沧桑。

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钛金属

青出于蓝胜于蓝的钛合金

这么优秀的钛金属自然受到人们的亲赖。因此,其他金属纷纷与它联姻。优良的基因创造出来了更加优秀的后代“钛合金”。

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钛合金

钛合金可不是两种或者更多的金属简单的融合。它有点像武功的至高境界“人剑合一”。人剑合一后,人有了剑的钢铁之躯,剑有了人的意识和思想,非人非剑,而是取其精华,去其糟粕后的新物种。合金亦是如此,多种金属敞开胸怀,完全均一的把各自的优良基因相互融合,培育了性能优异的合金。

随着钛金属与其他金属的逐渐联姻,钛合金的家族也逐渐庞大起来。根据它们不同的用途,逐渐发展出来了耐热合金、高强合金、耐腐蚀合金、低温合金、高温合金、医用合金以及特殊功能合金(钛-铁合金贮氢合金,铁-镍记忆合金)等等。这个庞大的钛合金家族在人类的航空航天发动机和配件、高速飞机、导弹、火箭、核潜艇、人造卫星、宇航飞船、医学等领域扮演着重要的应用角色。

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总之,钛这个在地球储量庞大,分布极其广泛的金属(可能随手抓把土就有几千分之几的钛),因为制备困难而跻身稀有金属行列。因为,自身优异的物理化学性性质,广受人们的关注和应用,并把它制成各种不同性质的钛合金,应用于多种不同的重要领域。为人类的科学技术发展和社会进步做出来了不可磨灭的贡献。

本文参加【科学V计划】,内容为作者原创。


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