Dlaczego stopy tytanu są tak drogie?
Czy wiesz? Cena stopu tytanu wynosi 200 juanów za kilogram, natomiast cena wojskowego stopu tytanu waha się od 500-1,000 juanów. Czym właściwie jest tytan? Dlaczego stopy są takie drogie?
Pozwól nam zrozumieć pochodzenie tytanu. Tytan otrzymywany jest głównie z ilmenitu, rutylu i perowskitu. Jest to srebrzystobiały metal. Ze względu na aktywny charakter tytanu i wysokie wymagania dotyczące procesu wytapiania, ludzie przez długi czas nie byli w stanie wyprodukować dużych ilości tytanu, dlatego jest on również klasyfikowany jako metal „rzadki”.
Tak naprawdę ludzie odkryli tytan w 1791 r., ale w 1910 r. minęła ponad sto lat, zanim w 1910 r. po raz pierwszy wyprodukowano czysty tytan. Głównym powodem jest to, że tytan jest bardzo aktywny w wysokich temperaturach i może łatwo łączyć się z tlenem, azotem , węgiel i inne pierwiastki. Wydobycie czystego tytanu wymaga bardzo trudnych warunków. Jednak produkcja tytanu w Chinach wzrosła z 200 ton w ubiegłym stuleciu do 150,000 ton obecnie, co plasuje się na pierwszym miejscu na świecie. Gdzie więc głównie stosuje się tak drogi tytan?
1. Rękodzieło z tytanu. Tytan ma dużą gęstość i ciężar właściwy, jest odporny na korozję, szczególnie może się utleniać i ma doskonały efekt dekoracyjny. Cena jest znacznie tańsza niż prawdziwe złoto, dlatego używa się go do zastąpienia prawdziwego złota w ceramice rzemieślniczej, zabytkowych budynkach i naprawach starożytnych budynków, tabliczkach znamionowych i tablicach zewnętrznych itp.
2. Biżuteria tytanowa, tytan po cichu wkroczył w nasze życie. Dziewczyny noszą teraz biżuterię wykonaną z czystego tytanu. Największą cechą tego nowego rodzaju biżuterii jest zdrowie, bezpieczeństwo i ochrona środowiska. Nie wytwarza substancji szkodliwych dla skóry i organizmu człowieka. Nazywa się to „zieloną biżuterią”.
3. Okulary tytanowe. Odporność tytanu na odkształcenia jest większa niż stali, ale jego waga stanowi tylko połowę tej samej objętości stali. Okulary tytanowe niczym nie różnią się od zwykłych okularów metalowych, ale w rzeczywistości są lekkie i wygodne, zapewniają ciepły i gładki dotyk, bez uczucia zimna charakterystycznego dla innych okularów metalowych. Ramy tytanowe są znacznie lżejsze od zwykłych ram metalowych, nie odkształcają się po długotrwałym użytkowaniu i są lepszej jakości.
4. W przemyśle lotniczym dużą część stali stosowanej obecnie na lotniskowcach, rakietach i pociskach zastąpiono stopami tytanu. Niektórzy ludzie przeprowadzali eksperymenty z wycinaniem płyt stalowych i stopów tytanu ze względu na ich odporność na odkształcenia i niewielką wagę. Podczas procesu cięcia odkryłem, że iskry generowane przez tytan wyglądały nieco inaczej. Stalowa płyta była złota, ale iskry ze stopu tytanu były białe. Dzieje się tak głównie ze względu na małe cząstki powstające podczas procesu cięcia stopów tytanu. Może samozapalić się w powietrzu i emitować jasne iskry, a temperatura tych iskier jest znacznie wyższa niż temperatura iskry blach stalowych, dlatego proszek tytanowy jest również stosowany jako paliwo rakietowe.
Według statystyk na świecie co roku do nawigacji wykorzystuje się ponad 1,000 ton tytanu. Oprócz tego, że jest używany jako materiał kosmiczny, tytan jest również używany do budowy łodzi podwodnych. Ktoś kiedyś zatopił tytan na dnie morza. Kiedy pięć lat później go wyjęto, okazało się, że w ogóle nie było rdzy, ponieważ tytan ma gęstość zaledwie 4,5 grama, a jego wytrzymałość na centymetr sześcienny jest najwyższa wśród metali i wytrzymuje 2500 ciśnień atmosferycznych. Dlatego tytanowe łodzie podwodne mogą pływać po głębokich morzach do 4500 metrów, podczas gdy zwykłe stalowe łodzie podwodne mogą nurkować do 300 metrów.
Zastosowania tytanu są bogate i różnorodne, a stopy tytanu znajdują również szerokie zastosowanie w medycynie, m.in. w stomatologii, chirurgii plastycznej, zastawkach serca, wyrobach medycznych itp. Jednak obecna cena wyrobów z tytanu na rynku jest generalnie wysoka, co zniechęca wielu konsumentów. Co więc dokładnie powoduje tę sytuację?
一. Wydobycie i wykorzystanie zasobów tytanu jest bardzo trudne. Placery ilmenitowe w moim kraju są rozproszone, a koncentracja zasobów tytanu jest niska. Po latach wydobycia i użytkowania wydobyto zasoby dobrej jakości i na dużą skalę. Ponieważ jednak większość rozwoju opiera się na wydobyciu prywatnym, trudno jest osiągnąć rozwój i wykorzystanie na dużą skalę.
2. Popyt na materiały tytanowe jest bardzo duży. Jako nowy rodzaj materiału metalicznego tytan jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, budowlanym, morskim, energetyce jądrowej i elektryczności. Wraz z ciągłą poprawą wszechstronnej siły narodowej mojego kraju, zużycie materiałów tytanowych również wykazuje tendencję szybkiego wzrostu.
3. Niewystarczające możliwości produkcyjne materiałów tytanowych. Obecnie na świecie jest tylko kilka krajów uprzemysłowionych, które mogą produkować materiały tytanowe.
4. Materiały tytanowe są trudne w obróbce.
1. Od gąbki tytanowej do wlewka tytanowego, a następnie do płyty tytanowej, wymagane są dziesiątki procesów. Proces wytapiania tytanu różni się od procesu wytapiania stali. Wymaga kontrolowania prędkości topienia, napięcia i prądu oraz zapewnienia stabilności składników. Ze względu na liczne i złożone procesy jest również trudny w obróbce.
2. Czysty tytan jest miękki i generalnie nie nadaje się do stosowania jako produkty tytanowe. Dlatego należy dodać inne pierwiastki, aby poprawić właściwości metalu. Na przykład tytan-64, powszechnie stosowany w przemyśle lotniczym, wymaga dodatku dużej liczby innych pierwiastków w celu poprawy jego właściwości metalicznych.
3. Tytan silnie reaguje z halogenem, tlenem, siarką, węglem, azotem i innymi pierwiastkami w wysokich temperaturach. Dlatego wytapianie tytanu należy prowadzić w próżni lub w obojętnej atmosferze, aby uniknąć zanieczyszczenia.
4. Tytan jest metalem aktywnym, ale jego przewodność cieplna jest słaba, co utrudnia spawanie z innymi materiałami.
Podsumowując, na cenę stopów tytanu wpływa wiele czynników, w tym wartość kulturowa, popyt, trudność produkcji itp. Jednak wraz z ciągłym rozwojem technologii trudność produkcji może w przyszłości stopniowo maleć.
