Titan va titan qotishmalarining xossalari bilan tanishtirish
1.1 Titanga kirish
Titan yangi turdagi material bo'lib, u past zichlik, yuqori o'ziga xos kuch, issiqlikka chidamlilik va korroziyaga chidamlilik afzalliklariga ega. Uning og'irligi temirning yarmiga teng, ammo uning mexanik xususiyatlari, masalan, bolg'alash va chizish mis bilan solishtirish mumkin. Umuman olganda, harorat pasayganda, metallarning qarshiligi pasayadi, lekin titan aksincha bo'lsa, harorat qancha past bo'lsa, titan qattiqroq va qattiqroq bo'ladi va kritik haroratga erishilganda o'ta o'tkazuvchanlik paydo bo'ladi.
1.2 Titan qotishmasi bilan tanishish
Titanium qotishmasi va titanium o'zining ajoyib mexanik xususiyatlariga, kuchli korroziyaga chidamliligiga qo'shimcha ravishda, past zichlik va yuqori quvvat xususiyatlariga ega, ma'lum darajada tabiatan o'xshashdir. Bundan tashqari, uning issiqlik quvvati yuqori, bu alyuminiy qotishmasidan yaxshiroq. Shu bilan birga, uning mexanik xususiyatlari past haroratda va ultra past haroratda juda oz o'zgarishlarga ega.
Titanning yangi texnologiyasi va qo'llanilishi
2.1 Titanni tayyorlash usuli
Titan tabiatda nisbatan ko'p bo'lsa-da, u ham nodir metaldir, chunki u tarqalib ketgan va uni olish qiyin. Hozirgi vaqtda titanni tayyorlash ikki toifaga bo'linadi: termal pasaytirish usuli va eritilgan tuz elektroliz usuli.
(1) Titan termal pasaytirish usuli bilan tayyorlangan
Termal kamaytirish usuli ma'lum bir haroratda, Li, Na, Mg, Ca va uning gidridi va boshqa kuchli qaytaruvchi moddalar, TiCl4, TiO2, K2TiF6 kabi titanium birikmalaridan titandan foydalanish. Turli xil titan birikmalariga ko'ra, termal pasaytirish yo'li bilan titanni tayyorlash texnologiyasini uch toifaga bo'lish mumkin:
① Titanium xlorid REDOX usuli, masalan, Kroll usuli, Hunter usuli, Armstrong usuli va EMR usuli;
② Titan oksidining REDOX usuli, masalan, OS usuli, PRP jarayoni, MHR usuli va boshqalar.
③ Titanatning REDOX usuli.
Hozirgi vaqtda sanoat ishlab chiqarishida faqat Kroll usuli va Hunter usuli muvaffaqiyatli qo'llanilishi mumkin. Kroll usuli xloriddan titanni almashtirish uchun magniydan foydalanadi va Hunter usuli xloriddan titanni almashtirish uchun natriy metalldan foydalanadi. Bundan tashqari, Amerika Qo'shma Shtatlari Chikago xalqaro titan kukuni kompaniyasi Armstrong usulini ishlab chiqdi, uni tayyorlash usuli Hunter usuliga o'xshaydi, shuningdek, titanium metallni tozalash uchun natriyni kamaytirish agentidan foydalanish hisoblanadi. Amerika Qo'shma Shtatlari zavodlarda oldindan ishlab chiqarish uchun ushbu usuldan allaqachon foydalanmoqda.
(2) Titanni eritilgan tuz elektroliz bilan tayyorlash
1959 yilda Kroll erigan tuz elektrolizi keyingi besh-o'n yil ichida titan ishlab chiqarishning asosiy usuli sifatida Kroll o'rnini bosishini bashorat qildi. O'tgan yillar davomida mamlakatimizda va xorijda ilmiy-tadqiqot institutlari va laboratoriyalari erigan tuz elektrolizi yo'li bilan titan tayyorlash uchun jami o'ndan ortiq yangi texnologiyalarni ishlab chiqdi, ularni xom ashyoga ko'ra quyidagi uchta toifaga bo'lish mumkin:
① titanatning elektrolizi;
(2) titan xloridning elektrolizi;
③ Titan oksidining elektrolitik usuli, shu jumladan FFC Kembrij usuli, MER jarayoni, USTB usuli, QIT jarayoni, SOM usuli va ionli suyuqlik elektrolitik usuli va boshqalar.
2.2 Titandan yangi foydalanish
1940-yillardan boshlab titandan foydalanish jadal rivojlandi va u samolyotlar, raketalar, raketalar, sun'iy yo'ldoshlar, kosmik kemalar, kemalar, harbiy sanoat, tibbiyot va neft-kimyo sohalarida keng qo'llanildi. Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, inson tanasida ma'lum miqdorda titan bor, titan fagotsitik hujayralarni rag'batlantiradi, immun funktsiyasini kuchaytiradi, shuning uchun ko'plab laboratoriyalar biologik titanni ishlab chiqish va qo'llashga sodiqdir.
Titan qotishmasining yangi texnologiyasi va qo'llanilishi
3.1 Titan qotishmasini tayyorlash usuli
Titan qotishmasi an'anaviy qayta ishlash odatda eritish va quyish texnologiyasini qabul qiladi, eng yangi qayta ishlash texnologiyasi quyidagilarga bo'linadi:
(1) To'rga yaqin kalıplama texnologiyasi;
(2) chiziqli ishqalanishli payvandlash texnologiyasi;
(3) superplastik shakllantirish texnologiyasi;
(4) Materiallarni tayyorlash va qayta ishlash jarayonining kompyuter simulyatsiyasi texnologiyasi.
Near net kalıplama texnologiyasi lazerli kalıplama, nozik quyma, nozik zarb zarb, chang metallurgiyasi, reaktiv kalıplama va boshqa usullarni o'z ichiga oladi. Chang metallurgiyasi - bu yangi jarayonning titan qismlarini ishlab chiqarish uchun qoliplash va sinterlashdan keyin xom ashyo sifatida titanium kukuni yoki titanium qotishma kukunidan foydalanish. Birinchisi, xom ashyoni kuchli ta'sir qilish, maydalash va aralashtirish uchun to'p tegirmonidan foydalangan holda, odatda mexanik qotishma usuli yordamida kukun ishlab chiqarishdir. Keyin kukun hosil qilgan qotishma presslanadi va hosil bo'ladi. Ikkita presslash usuli mavjud, ya'ni bosim hosil qilish va bosimsiz shakllantirish. Ushbu bosqichning maqsadi presslangan embrionning ma'lum bir shakli va hajmini yaratish va uni ma'lum bir zichlik va kuchga ega qilishdir. Keyin blastoplazma deşarj plazmasini sinterlashda, yuqori va pastki qoliplarni zımbalama va elektr elektroddan foydalanish o'ziga xos sinterlash quvvat manbai va sinterlangan kukunga qo'llaniladigan bosim bosimi bo'ladi, tushirish faollashtirilgandan so'ng, termoplastik deformatsiya va sovutishdan keyin tayyorlashni yakunlaydi. yuqori samarali titaniumli materiallar. Keyin plazma sinterlangan titanium qotishmasi keyingi ishlov berish, odatda issiqlik bilan ishlov berish yoki plastik ishlov berish.
3.2 Titan qotishmalarining yangi qo'llanilishi
Titan qotishmalari birinchi kunlarda aerokosmik sohada, asosan samolyot dvigatellari yoki pnevmatik qismlarni ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan. Keyinchalik, texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan titanium qotishmasi oddiy odamlarning hayotiga kirdi, fabrikada yoki uy qurilmalarida titanium qotishma figurasi ham mavjud. Endi mamlakatlar va muassasalar yangi titanium qotishmalarini ishlab chiqish uchun kurashmoqda, shuning uchun ular arzon narxlardagi va yuqori ishlash xususiyatlariga ega, so'nggi yillarda titanium qotishmalarining yangi rivojlanishi asosan quyidagi besh yo'nalishda jamlangan.
(1) Tibbiy titanium qotishmasi
Past zichlikli va yaxshi biologik moslashuvga ega titanium qotishmalari ideal tibbiy materiallardir va hatto inson tanasiga joylashtirilishi mumkin. Ilgari tibbiyot sohasida qo'llanilgan titanium qotishmalarida vanadiy va alyuminiy mavjud bo'lib, ular inson tanasiga zarar etkazishi mumkin. Ammo yaqin kelajakda yapon olimlari yangi turdagi titanium qotishmasini ishlab chiqdilar, yaxshi biomoslashuvga ega, ammo qotishma hali ommaviy ishlab chiqarilmagan, yaqin kelajakda bunday yuqori sifatli qotishma keng qo'llanilishi mumkinligiga ishoniladi. kundalik hayotda.
(2) Olovga chidamli titanium qotishmasi
Muayyan bosim, harorat va havo oqimi tezligi ostida yonishga qarshi tura oladigan titaniumli asosli qotishma olovga chidamli titanium qotishmasi hisoblanadi. Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va Xitoy yangi qarshilik titanium qotishmalarini ishlab chiqdilar, ular orasida Qo'shma Shtatlar bu qarshilik titanium qotishmalarini dvigatelga qo'llaydi, chunki bu titanium qotishmalari yonish uchun sezgir emas, shuning uchun dvigatelning barqarorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.
(3) yuqori quvvat va qattiqlikka ega turdagi
Titanium qotishmasi yuqori quvvat, yaxshi payvandlash va mukammal sovuq va issiq ishlash xususiyatlariga ega. Tadqiqotchilar ushbu qonundan foydalanadilar, -type titanium qotishma xususiyatlarini tayyorlash juda aniq: yaxshi issiq ish ko'rsatkichlari, yaxshi plastika, yaxshi payvandlash ko'rsatkichlari. Va mexanik xususiyatlar eritmani qarish bilan davolashdan keyin sezilarli darajada yaxshilanadi. Hozirgi vaqtda Yaponiya va Rossiya bunday titan qotishmalarini tayyorladilar.
(4) Titan va alyuminiy birikmalari
Umumiy titanium qotishmasi bilan solishtirganda, titanium alyuminiy birikmasi yaxshi yuqori harorat ko'rsatkichlari, yaxshi oksidlanish qarshiligi va o'rmalanish qarshiligiga ega va zichligi umumiy titanium qotishmasidan kamroq. Ushbu ajoyib xususiyatlar Ti-Al birikmalari uchun yangi qotishma bumini boshlaydi. Yangi titan - alyuminiy birikmasi qotishmasi Qo'shma Shtatlarda sintez qilingan va ommaviy ishlab chiqarishda.
(5) Yuqori haroratli titanium qotishmasi
Tez qotish usuli va chang metallurgiya usulini birlashtirgan holda, tola yoki zarracha bilan mustahkamlangan kompozit tomonidan tayyorlangan titanium qotishmasi mukammal yuqori haroratli mexanik xususiyatlarga ega. Yuqori haroratli titanium qotishmasining harorat chegarasi oddiy titanium qotishmasidan ancha yuqori. Hozirgi vaqtda Qo'shma Shtatlar yangi yuqori haroratli titanium qotishmasini tayyorladi.
(6) Titan nikel qotishmasi
"Xotira qotishmasi" deb nomlanuvchi titan va nikel qotishmasi oldindan belgilangan shaklga keltiriladi. Shakllangandan so'ng, tashqi kuchlar ta'sirida deformatsiyalangan bo'lsa, uni ozgina issiqlik bilan asl ko'rinishiga qaytarish mumkin. Ushbu qotishma asbobsozlik va elektron qurilmalar kabi turli sohalarda qo'llanilishi mumkin.
Xitoyda titanium qotishma materialining rivojlanishining hozirgi holati
Titanium qotishmasi titan va boshqa metallardan tayyorlangan turli xil qotishma metallarga ishora qiladi. So'nggi yillarda Xitoy tez-tez titanium qotishma materiallarini tadqiq qilish va ishlab chiqish, ishlab chiqarish va qo'llashni rag'batlantirish siyosatini ishlab chiqdi. Jahon bozorida titanium qotishma materiallari asosan aviatsiya sanoati, mudofaa sanoati va boshqa sohalarda qo'llaniladi. Ular orasida aviatsiya sanoatida talabning 50% ga yaqini, asosan, samolyotlar va dvigatellar ishlab chiqarishga to'g'ri keladi. Mamlakatimizda titaniumli materiallarga bo'lgan talab tarkibida titanni qayta ishlash materiallari asosan kimyo sanoati sohasida qo'llaniladi va mahalliy aerokosmosda ishlatiladigan titaniumli materiallarning ulushi atigi 20% ni tashkil etadi, bu titanium bozorida katta salohiyat mavjudligini ko'rsatadi. mamlakatimizda aviatsiyada ishlatiladigan materiallar. Hozirgi vaqtda yuqori darajadagi titanium qotishmasi sohasida mamlakatimizda harbiy aviatsiya titaniumli qotishma novda va simni ommaviy ishlab chiqaradigan bir nechta korxonalar mavjud bo'lib, bu "duopoliya" raqobat namunasidir.
1. Siyosat titanium qotishma materiallarini ishlab chiqishni rag'batlantiradi
Titan qotishmalari titan va boshqa metallardan tayyorlangan turli xil qotishma metallarga tegishli. Dunyoning ko'plab mamlakatlari titanium qotishma materiallarining ahamiyatini tushunib, u bo'yicha tadqiqot va ishlanmalarni amalga oshirdi va amalda qo'llanildi. So'nggi yillarda Xitoy tez-tez titanium qotishma materiallarini tadqiq qilish va ishlab chiqish, ishlab chiqarish va qo'llashni rag'batlantirish siyosatini ishlab chiqdi. 2019 yilda sanoat tuzilmasini sozlash bo'yicha qo'llanma katalogida (2019 yil loyihasi) oshkor qilingan ma'lumotlarga ko'ra, yuqori samarali ultra nozik, o'ta qo'pol, kompozit tuzilmali sementlangan karbid materiallari va chuqur ishlov berish mahsulotlari, past modulli titanium qotishma materiallari, korroziyaga chidamli titanium qotishma materiallari, aerokosmik uchun titanium qotishma mahkamlagichlar va boshqalar bo'ladi sanoat tuzilmasini moslashtirish uchun rag'batlantirilgan loyihalar ro'yxatiga kiritilgan.
2. Titan qotishma materiallari asosan aerokosmik va harbiy sohalarda qo'llaniladi
Jahon bozorida titanium qotishma materiallari asosan aviatsiya sanoati, mudofaa sanoati va boshqa sohalarda qo'llaniladi. Ular orasida aviatsiya sanoatida talabning 50% ga yaqini, asosan, samolyotlar va dvigatellar ishlab chiqarishga to'g'ri keladi. Xitoyda titaniumli materiallarga bo'lgan talab tarkibida titanni qayta ishlash materiallari asosan kimyoviy sohada qo'llaniladi. Dunyo bilan solishtirganda eng muhim farq aviatsiya sohasida. Aviatsiyada ishlatiladigan titanium materiallari har doim dunyodagi titanium materiallariga bo'lgan umumiy talabning qariyb 53% ni tashkil etgan, mahalliy aerokosmosda ishlatiladigan titaniumli materiallarning ulushi esa atigi 20% ni tashkil qiladi, bu titan bozorida hali ham katta salohiyat mavjudligini ko'rsatadi. Xitoyda aviatsiyada ishlatiladigan materiallar.
Xulosa
Titan metallning ko'plab beqiyos afzalliklariga ega, jamiyat taraqqiyoti, ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan titanium va titanium qotishmasi yanada keng qo'llaniladi, insonning titanium va titanium qotishmalariga bo'lgan talabi ortib boradi va yuqori ishlab chiqarish xarajatlaridan biri hisoblanadi. titanium va titanium qotishmasini ilgari surish va ishlatishni cheklashning asosiy sabablari. Shu sababli, arzon narxlardagi, keng ko'lamli va ekologik atrof-muhitni muhofaza qilishning uzluksiz ishlab chiqarish jarayonini ishlab chiqish va qo'llash titanium va titanium qotishmalarini yanada kengroq ishlatishi mumkin.
