鈦是地球上最豐富的元素之一,在當(dāng)今社會中越來越多地使用。它存在于鈦鐵礦,蝶粉和金紅石礦物中,并存在于鈦酸鹽和許多鐵礦石中。鈦與鋼一樣堅固,但密度卻小得多,它是與許多金屬(如鐵,鉬和鋁)的重要合金劑。
鈦合金的主要特征之一是其承受極端環(huán)境的能力。由于鈦的生存能力,鈦被大量利用并與航空航天,醫(yī)療,電力,石油和天然氣工業(yè)相關(guān)。很少有人想到鈦的來源還包括汽車,電力和海水淡化行業(yè)。
所生產(chǎn)的鈦金屬中幾乎有三分之二用于飛機的機架和發(fā)動機中,例如,A380空中客車公司使用約70噸。UH-60黑鷹直升機和F-22,F(xiàn) / A-18,C-17和F-35等軍用飛機也使用大量的鈦。
該金屬用于起落架,機身,緊固件和發(fā)動機。由鈦制成的發(fā)動機零件包括軸,葉片,盤和用于前風(fēng)扇至發(fā)動機后端的殼體。其中一些零件必須應(yīng)對的極端條件的一個例子是溫度范圍從零下到攝氏600度。
鈦也是航天器的理想之選,航天器需要高強度,耐腐蝕和輕質(zhì)的材料。該材料在航天飛機和國際空間站的建設(shè)中大量使用。
過去鈦在汽車工業(yè)中的用途主要集中在賽車上。但是,在2000年代初,大眾汽車公司率先在量產(chǎn)車Lupo中使用了鈦合金。具體來說,他們使用鈦制彈簧代替鋼制彈簧。如今,特斯拉在其Model S轎車的車底護罩上使用了鈦板。它旨在顯著提高安全性,因為它有助于保護敏感的前下部車身部件免遭損壞。
為了在汽車工業(yè)中廣泛使用,需要更大的發(fā)展來提高鈦的經(jīng)濟性。這些發(fā)展可能會在新的制造方法中找到。
鈦電路板混合材料有望開創(chuàng)電路板制造的新紀元。它們可以做的比傳統(tǒng)的印刷電路板或PCB還要堅固,并且可以在惡劣的環(huán)境中正常工作。
鈦電子電路板通過精密絲網(wǎng)印刷并將導(dǎo)體,電介質(zhì)和電阻器燒制到鈦金屬上制成。然后添加其他電子和非電子組件以產(chǎn)生可以“接通”的電子電路。
鈦混合材料由于較少的焊料互連而具有更高的可靠性,并且具有極其精確的有源電路校準。它們在較寬的工作溫度范圍內(nèi)運行,非常緊湊-僅為最復(fù)雜的PCB的一半大小-并且全封閉以全面保護環(huán)境。
鈦電路還可用于涉及加熱元件,稱重,稱重傳感器和力測量的應(yīng)用,并可用于流量測量,流體壓力和溫度測量以及應(yīng)變儀應(yīng)用。
鈦是生物相容性最高的金屬之一-人體可以無害地處理它。其機械性能包括改進的耐磨性,高彈性以及良好的冷熱成型性,使其非常適合用于外科植入物,例如髖球,關(guān)節(jié)置換,心臟支架和牙齒植入物。發(fā)掘下一個巨大的增長機會。
從外科用鈦器械到矯形鈦棒,板和銷,醫(yī)療和牙科用鈦現(xiàn)在已成為首選材料。鈦6AL4V和6AL4V ELI合金由4%的釩和6%的鋁制成,是醫(yī)學(xué)上使用最普遍的鈦,當(dāng)用作牙科植入物時,它們具有更高的抗斷裂性。鈦也是無毒的,具有抵御體液腐蝕的能力。
鈦不僅持久耐用,而且將鈦保持架,桿,板和大頭釘插入人體后,它們可以使用二十年或更長時間。更令人驚奇的是鈦牙科植入物和樁的使用壽命更長。
由于鈦具有非鐵磁特性,因此可以使用MRI和NMRI安全地檢查植入鈦的患者。人體的骨骼和組織還通過一種稱為骨整合的過程與人造鈦植入物結(jié)合,該過程將鈦植入物牢固地固定到位。
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