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鈦材料的特性與特殊功能

時間:2021-06-02 點(diǎn)擊次數(shù):
1、耐腐蝕性能優(yōu)異
       鈦的鈍性取決于氧化膜的存在,它在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性比在還原性介質(zhì)中要好的多,在還原性介質(zhì)中能發(fā)生高速率腐蝕。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中不被腐蝕,如海水、濕氯氣、亞氯酸鹽及次氯酸鹽溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物以及有機(jī)酸等??墒牵谂c鈦反應(yīng)產(chǎn)生氫的介質(zhì)(例如鹽酸和硫酸) 中,鈦通常具有較大的腐蝕率。但如果在酸中加入少量的氧化劑會使鈦形成一層鈍化膜。所以在硫酸-硝酸或鹽酸-硝酸的混合液里,甚至在含游離氯的鹽酸中,鈦都是耐腐蝕的。鈦的保護(hù)性氧化膜經(jīng)常是當(dāng)金屬碰到水時形成的,即使少量的水或以水蒸氣存在也能形成。如果把鈦暴露于完全沒有水的強(qiáng)氧化性環(huán)境里,就能發(fā)生快速氧化并產(chǎn)生劇烈的、常常出現(xiàn)自燃反應(yīng)。鈦與含過量氧化氮的發(fā)煙硝酸以及鈦與干氯氣的反應(yīng)就發(fā)生過這類行為。然而要預(yù)防發(fā)生這類狀態(tài)下的反應(yīng),必須要有一定量的水分。
2、耐熱性能好
       通常鋁在150℃,不銹鋼在310℃即失去了原有較高的力學(xué)性能,而鈦合金在500℃左右仍保持良好的力學(xué)性能。當(dāng)飛機(jī)速度達(dá)到音速的2.7倍時,飛機(jī)機(jī)構(gòu)表面溫度達(dá)到230℃,鋁合金和鎂合金已不能使用,而鈦合金則能滿足要求。鈦的耐熱性能好,它適用于航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)的渦輪盤和葉片以及飛機(jī)后機(jī)身的蒙皮。
3、低溫性能好
       某些鈦合金(如Ti-5Al-2.5SnELI)的強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,但塑性降低的不多,在低溫下仍有較好的延性及韌性,適宜在超低溫下使用??梢杂糜谝簹?、液氧火箭發(fā)動機(jī)上,或在載人飛船上做超低溫容器和貯箱等。
4、無磁
       鈦無磁性,它用于潛艇殼體,不會引起水雷的爆炸。
5、抗阻尼性能低
       用鈦及其他金屬材料(銅、鋼)制成形狀和大小完全一樣的鐘,用同等的力把每個鐘敲一下就會發(fā)現(xiàn),用鈦?zhàn)龅溺娬鹗幤饋砺曇舫掷m(xù)的時間長,即通過敲擊給予鐘的能量不容易消失。
6、形狀記憶功能
       Ti-50%Ni(原子分?jǐn)?shù))合金,在一定的溫度條件下,它有能夠恢復(fù)它的原來形狀的本領(lǐng),故稱它為鈦形狀記憶合金。
7、超導(dǎo)功能
       NbTi合金,當(dāng)溫度下降到接近絕對零度時,NbTi合金制成的導(dǎo)線,會失去電阻,可以使任意大的電流通過,導(dǎo)線不會發(fā)熱,沒有能耗,故NbTi合金被稱為超導(dǎo)材料。
8、吸氫功能
       Ti-50%Fe(原子分?jǐn)?shù))合金,具有大量吸收氫氣的本領(lǐng)。利用Ti-Fe合金的這一特征,可把氫安全地貯存起來,即貯存氫不一定使用鋼制高壓氣瓶。在一定條件下還可以讓貯氫Ti-Fe合金把氫放出來,故它被稱為貯氫材料。

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