Miks on titaanisulamid nii kallid?

Kas sa tead? Titaanisulami hind on 200 jüaani kilogrammi kohta, sõjalise titaanisulami hind jääb 500-1,000 jüaani vahele. Niisiis, mis täpselt on titaan? Miks sulamid nii kallid on?
Mõistame titaani päritolu. Titaani saadakse peamiselt ilmeniidist, rutiilist ja perovskiidist. See on hõbevalge metall. Titaani aktiivse olemuse ja sulatusprotsessi kõrgete nõuete tõttu ei ole inimesed pikka aega suutnud toota suures koguses titaani, mistõttu on see klassifitseeritud ka "haruldaseks" metalliks.
Tegelikult avastasid inimesed titaani 1791. aastal, kuid puhta titaani tootmiseks esimest korda aastal 1910 kulus rohkem kui sada aastat. Peamine põhjus on see, et titaan on kõrgetel temperatuuridel väga aktiivne ja võib kergesti ühineda hapniku, lämmastikuga. , süsinik ja muud elemendid. Puhta titaani ekstraheerimiseks on vaja väga karme tingimusi. Hiina titaanitoodang on aga kasvanud eelmise sajandi 200 tonnilt praeguseks 150,000 tonnini, mis on maailmas esikohal. Niisiis, kus nii kallist titaani peamiselt kasutatakse?

1. Titaanist käsitöö. Titaan on suure tiheduse ja erikaaluga, korrosioonikindel, eriti oksüdeeritav ja suurepärase dekoratiivse efektiga. Hind on ehtsast kullast tunduvalt soodsam, seega kasutatakse seda ehtsa kulla asendamiseks käsitöökeraamikas, Antiikhoonetes ja iidsetes hoonete remondis, välistingimustes kasutatavates nimesiltides ja -tahvlites jne.

2. Titaanist ehted, titaan on tegelikult vaikselt meie ellu sisenenud. Tüdrukud kannavad nüüd puhtast titaanist ehteid. Selle uut tüüpi ehete suurim omadus on tervis, ohutus ja keskkonnakaitse. See ei tooda inimese nahale ja kehale kahjulikke aineid. Seda nimetatakse "rohelisteks eheteks".

3. Titaanist klaasid. Titaani deformatsioonikindlus on suurem kui terasel, kuid selle kaal on vaid pool terase samast mahust. Titaanklaasid ei erine välimuselt tavalistest metallklaasidest, kuid tegelikult on need kerged ja mugavad, sooja ja sujuva puudutusega, ilma teiste metallklaaside külmatundeta. Titaanraamid on palju kergemad kui tavalised metallraamid, ei deformeeru pikaajalisel kasutamisel ning on kvaliteetsemad.
4. Lennunduses on praegustel lennukikandjatel, rakettidel ja rakettmürskudel suur osa terasest asendatud titaanisulamitega. Mõned inimesed on teinud lõikekatseid terasplaatide ja titaanisulamitega nende deformatsioonikindluse ja kerge kaalu tõttu. Lõikamise käigus avastasin, et titaanist tekitatud sädemed tundusid veidi teistsugused. Terasplaat oli kuldne, kuid titaanisulamist sädemed olid valged. See on peamiselt tingitud väikestest osakestest, mis tekivad titaanisulamite lõikamisprotsessis. See võib õhus spontaanselt süttida ja eraldada eredaid sädemeid ning nende sädemete temperatuur on palju kõrgem kui terasplaatide sädemete temperatuur, mistõttu kasutatakse titaanipulbrit ka raketikütusena.

Statistika kohaselt kasutatakse maailmas igal aastal navigeerimiseks rohkem kui 1,000 tonni titaani. Lisaks kosmosematerjalina kasutamisele kasutatakse titaani ka allveelaevade valmistamiseks. Kunagi uputas keegi titaani merepõhja. Viis aastat hiljem välja võttes leiti, et rooste puudub, sest titaani tihedus on vaid 4,5 grammi ning selle tugevus kuupsentimeetri kohta on metallide seas kõrgeim ja talub 2500 atmosfäärirõhku. Seetõttu võivad titaanist allveelaevad sõita süvameres kuni 4500 meetri sügavusel, tavalised terasallveelaevad aga kuni 300 meetri sügavusel.

Titaani kasutusalad on rikkalikud ja mitmekesised ning titaanisulameid kasutatakse laialdaselt ka meditsiinis, sealhulgas hambaravis, plastilises kirurgias, südameklappides, meditsiiniseadmetes jne. Titaantoodete praegune hind turul on aga üldiselt kõrge, mis heidutab paljud tarbijad. Niisiis, mis täpselt selle olukorra põhjustab?

一. Titaanivarude kaevandamine ja kasutamine on väga keeruline. minu kodumaa ilmeniidipaigutajad on hajutatud ja titaanivarude kontsentratsioon on madal. Pärast aastatepikkust kaevandamist ja kasutamist on kaevandatud kvaliteetseid ja suuremahulisi ressursse. Kuna aga suurem osa arendusest põhineb erakaevandamisel, on suuremahulist arendust ja kasutuselevõttu raske saavutada.
2. Nõudlus titaanmaterjalide järele on väga suur. Uut tüüpi metallmaterjalina on titaani laialdaselt kasutatud lennunduses, ehituses, merenduses, tuumaenergeetikas ja elektrienergia valdkonnas. Minu riigi igakülgse rahvusliku tugevuse pideva paranemisega on titaanmaterjalide tarbimine samuti näidanud kiiret kasvutendentsi.
3. Titaanmaterjalide ebapiisav tootmisvõimsus. Praegu on maailmas vaid üksikud tööstusriigid, mis suudavad toota titaanmaterjale.

4. Titaanmaterjale on raske töödelda.
1. Titaankäsnast titaani valuploki ja seejärel titaanplaadini on vaja kümneid protsesse. Titaani sulatusprotsess erineb terase omast. See nõuab sulamiskiiruse, pinge ja voolu kontrollimist ning koostisosade stabiilsuse tagamist. Arvukate ja keeruliste protsesside tõttu on seda ka raske töödelda.
2. Puhas titaan on pehme ja üldiselt ei sobi kasutamiseks titaantoodetena. Seetõttu tuleb metalli omaduste parandamiseks lisada muid elemente. Näiteks titaan-64, mida tavaliselt kasutatakse lennundustööstuses, nõuab metalliliste omaduste parandamiseks suure hulga muude elementide lisamist.
3. Titaan reageerib kõrgel temperatuuril tugevalt halogeeni, hapniku, väävli, süsiniku, lämmastiku ja muude elementidega. Seetõttu tuleb saastumise vältimiseks titaani sulatada vaakumis või inertses atmosfääris.
4. Titaan on aktiivne metall, kuid selle soojusjuhtivus on halb, mistõttu on raske teiste materjalidega keevitada.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et titaanisulamite hinda mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas kultuuriline väärtus, nõudlus, tootmisraskused jne. Tehnoloogia pideva arenguga võib aga tootmise keerukus tulevikus järk-järgult väheneda.