Prečo sa titán môže stať lídrom medzi kovmi?
Vďaka nízkej relatívnej hustote, vynikajúcej odolnosti voči teplu a korózii a vysokej štrukturálnej pevnosti sú titán a jeho zliatiny predmetom rozsiahleho výskumu a aplikácií už od jeho objavenia na začiatku 20. storočia. Kontrastné a nefalšované kovy, zlúčeniny titánu majú viac a lepšie vlastnosti, takže sa používajú v rôznych situáciách. Okrem toho, s pokrokom vedy a inovácií, sa kombinácia titánu zmenila na životne dôležitý materiál pre nové pokroky, nový výstroj a nové cykly a s ňou spojené podniky priniesli ďalší čas autentického obratu udalostí.
Vlastnosti a aplikácie titánu
Titán je strieborno-biely kov, ktorý je v klasifikácii kovov klasifikovaný ako vzácny ľahký kov. Jeho teplota topenia je 1668 stupňov a bod fázového prechodu je 882 stupňov z fázy telesne centrovanej kubickej mriežky do fázy tesne zbalenej hexagonálnej mriežky alebo z fázy do fázy. V porovnaní s inými kovmi má titán svoje vlastné vlastnosti z hľadiska chemických látok a mechanických vlastností.
1. Nízka hustota a vysoká špecifická pevnosť
Hrúbka kovového titánu je 4,51 g/cm³, čo je viac ako u hliníka a menej ako u ocele, medi a niklu, avšak jeho osobitná pevnosť je vyššia ako u zlúčeniny hliníka a u vysokopevnostnej amalgámovej ocele. Vysoká jednoznačná pevnosť ukazuje, že kovový materiál je ľahký a vysoko pevný, takže titán je tiež ľahký a vysoko pevný kovový podkladový materiál. Vysoká jednoznačná sila titánu ho robí široko využívaným pri rozvoji najmodernejších pokrokov, ako je lietanie, letectvo, rakety a zbrane. Celkovo podniky, titán a titánové kompozity sa používajú v rýchlo sa otáčajúcich krúžkoch generátorov, obrovských rezných hrán parných turbín, veľmi kvalitných bicyklov, golfových palíc, hriadeľov pre vysoké skoky atď.
2. Nízky modul pružnosti[i]
Modul pružnosti titánu je 106,4 GMPa pri izbovej teplote, čo je 57 % ocele. To naznačuje, že schopnosť titánu odolávať normálnemu namáhaniu je nižšia ako schopnosť ocele, takže použitie titánu je obmedzené a nie je vhodné pre tuhé konštrukčné komponenty. V titánových výmenníkoch s dlhými rúrkami však konštrukcia ozvučnice prekonáva nedostatky extrémne nízkej tuhosti a funguje dobre aj pri podmienkach vibrácií.
3. Malá tepelná vodivosť
Mechanizmus prenosu tepla titánového kovu je hlavne elektronické vedenie tepla, po ktorom nasleduje mriežkové vedenie tepla. Aktuálne výsledky testov ukazujú, že tepelná vodivosť titánu je 0.1507J, čo je jedna pätina tepelnej vodivosti nízkouhlíkovej ocele a jedna-25 tepelná vodivosť medi, ktorá je podobná nehrdzavejúcej oceli. Hoci má titán malú tepelnú vodivosť, dá sa z neho vyrobiť horolezecké skoby. Jeho titánové kolíky sú nielen ľahké, ale tiež nevedú trenie a teplo, čo z nich robí ideálny materiál pre horolezcov.
4. Pevnosť v ťahu je blízka jej medze klzu
Pomer medze klzu (pevnosť v ťahu/medza klzu) titánu je vysoký, čo má za následok slabú plastickú deformáciu titánových kovových materiálov počas tvárnenia. Okrem toho je medza prieťažnosti titánu väčšia ako modul pružnosti, takže titán má väčšiu pružnosť počas tvarovania.
Táto charakteristika titánu nám umožňuje nájsť najlepšie podmienky spracovania a tvarovania - tvarovanie za tepla, ktoré zabraňuje namáhaniu a praskaniu spôsobenému vysokou pružnosťou titánu a vysokým pomerom klzu a zabraňuje vodíkovému krehnutiu spôsobenému titánom. absorpcie vodíka nad 400 stupňov. To je jeden z dôvodov, prečo špecifikovaná okolitá teplota nepresahuje 315 stupňov pri použití titánových zariadení vo všeobecnom priemysle.
5. Nemagnetické a netoxické
Titán je nemagnetický kov a vo veľkom magnetickom poli sa nezmagnetizuje. Titánové kardiostimulátory nie sú ovplyvnené búrkami a majú dobrú kompatibilitu s ľudským tkanivom a krvou, preto ich používa lekárska komunita.
6. Silný výkon proti tlmeniu[ii]
Potom, čo je titánový kov vystavený mechanickým vibráciám a elektrickým vibráciám, je jeho vlastný čas útlmu vibrácií najdlhší v porovnaní s oceľovými a medenými kovmi. Táto vlastnosť titánu môže byť použitá ako ladiace vidlice, vibračné komponenty lekárskych ultrazvukových drvičov a vibračné fólie špičkových audio reproduktorov.
7. Dobrá tepelná odolnosť
Nové zliatiny titánu je možné používať po dlhú dobu pri teplotách 600 stupňov alebo vyšších. S rozvojom leteckého a kozmického priemyslu sa žiaruvzdorné titánové zliatiny používajú v motorových diskoch, listoch, zadnom trupe, vedeniach, závitoch nasávania vzduchu a iných komponentoch.
8. Dobrá odolnosť voči nízkym teplotám
Nízkoteplotné zliatiny titánu reprezentované zliatinami titánu TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) a Ti-2 Pevnosť .5Zr-1.5Mo sa zvyšuje s klesajúcou teplotou, ale plasticita sa nemení. veľký. Zachováva si dobrú ťažnosť a húževnatosť pri nízkych teplotách -196-253 stupňov, čím zabraňuje krehkosti kovu za studena. Je to ideálny materiál pre kryogénne nádoby, skladovacie boxy a ďalšie zariadenia.
9. Silný sací výkon
Titán je chemicky veľmi reaktívny kov, ktorý môže pri vysokých teplotách reagovať s mnohými prvkami a zlúčeninami. Titánové dýchanie sa týka hlavne reakcie s uhlíkom, vodíkom, dusíkom a kyslíkom pri vysokých teplotách.
10. Silná odolnosť proti korózii
Titán je veľmi aktívny kov s veľmi nízkym rovnovážnym potenciálom a vysokou tendenciou termodynamickej korózie v médiu. Napriek tomu je titán v skutočnosti úplne stabilný v mnohých médiách. Napríklad titán je bezpečný proti erózii v oxidačných, nestranných a slabo zmenšujúcich médiách. Je to z toho dôvodu, že titán má mimoriadnu náklonnosť ku kyslíku. V prostredí obsahujúcom kyslík alebo vzduch sa na povrchu titánu vytvára hustý, vysoko priľnavý a inertný oxidový film, ktorý chráni titánovú matricu pred koróziou. Dokonca aj v dôsledku mechanického opotrebovania sa rýchlo zotaví alebo obnoví, čo ukazuje, že titán je kov s pevným sklonom k pasivácii.
Odteraz sa titán stal jedným z kľúčových kovových materiálov v snahe prijať nové cykly, nové pokroky a obrovský rozsah, počítačom riadený, chránený, spoľahlivý hardvér na vytváranie dlhých tratí.
