山西耐蚀合金价格现货_耐蚀合金化机理
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2.唐宾的科研项目
3.化学问题
青铜(铜锡合金)详细资料大全
青铜是金属冶铸史上最早的合金,在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,有特殊重要性和历史意义,与纯铜(紫铜)相比,青铜强度高且熔点低(25%的锡冶炼青铜,熔点就会降低到800℃。纯铜(紫铜)的熔点为1083℃)。青铜铸造性好,耐磨且化学性质稳定。
青铜发明后,立刻盛行起来,从此人类历史也就进入新的阶段-青铜时代。
2015年3月28日,河南省周口市发现一处战国至东汉时期的墓葬群,发掘出土一批精美随葬品,其中的一把青铜剑,保存完好,十分罕见。1965年在湖北省江陵县望山1号墓出土一把越王勾践剑,这把宝剑穿越了两千多年的历史长河,剑身不见丝毫锈斑,依旧寒光闪闪、锋利无比,被誉为“天下第一剑”。
基本介绍 中文名 :青铜 外文名 :bronz 别名 :铜锡合金 性 能 :铸造性能﹑减摩性能好 套用 :轴承﹑蜗轮﹑齿轮 最早铸造 :公元前6000年 简介,特点,运用,国外,中国,研究,考古发现, 简介 青铜是金属冶铸史上最早的合金,在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,有特殊重要性和历史意义,与纯铜(紫铜)相比,青铜强度高且熔点低(25%的锡冶炼青铜,熔点就会降低到800℃。纯铜(紫铜)的熔点为1083℃)。青铜铸造性好,耐磨且化学性质稳定。 青铜发明后,立刻盛行起来,从此人类历史也就进入新的阶段-青铜时代。 2015年3月28日,河南省周口市发现一处战国至东汉时期的墓葬群,发掘出土一批精美随葬品,其中的一把青铜剑,保存完好,十分罕见。 特点 青铜具有熔点低、硬度大、可塑性强、耐磨、耐腐蚀、色泽光亮等特点,适用于铸造各种器具、机械零件、轴承、齿轮等。 青铜器的类别有食器、酒器、水器、乐器、兵器、车马器、农器与工具、货币、玺印与符节、度量衡器、铜镜、杂器十二大类,其下又可细分为若干小类。其中食器、酒器、水器、乐器、兵器,这五类是最主要的、最基本的。 运用 国外 早在公元前3000年就已制造出青铜,但用作一般套用的人工制品要晚得多。最早的青铜器出现于6000年前的古巴比伦两河流域。苏美尔文明时期雕有狮子形象的大型铜刀是早期青铜器的代表。荷马在《伊利亚特》史诗中提到希腊火神赫斐斯塔司把铜、锡、银、金投入他的熔炉,结果炼成阿基里斯所用的盾牌。铜和锡的比例变化范围很大(从残存人工制品中测得,铜含量为67~95%);但在中世纪已经知道不同的比例可以产生不同的效用。圣马可教堂图书馆收藏的11世纪希腊手抄本中列举了1磅铜与2盎司锡的合金,即8比1的比例,这与后来使用的炮青铜相近。青铜较铜坚硬,熔点较低,容易熔化和铸造;青铜也较纯铁坚硬,不同合金成分的青铜适于制造炮管和机器轴承。在工具和武器中,历史上以铁代替青铜并不是铁本身有任何特殊优点,而是由于铁较铜和锡丰富。钟青铜的特性是受敲击时能发出洪亮的声音。其含锡量较高,为1/4~1/7.雕塑青铜含锡量低到1/10,有时还加入锌和铅的混合物。锌能提高硬度,轴承合金中通常含少量的锌。青铜中加入少量的磷能改善其性能和强度;磷青铜含磷量铸锭可达1~2%,铸件只含微量;它的强度高,特别适用于作泵的柱塞、阀和套。在机械工业中也使用锰青铜,它含有少量锡或甚至不含锡,但含有大量锌和锰。除用作工具和武器外,青铜也广泛用于制作钱币;很多铜币实际上是用青铜铸造的,其典型成分是4%的锡和1%的锌。 青铜是和水一样热胀冷缩的物质。 中国 中国青铜器文化的发展划分为三大阶段,即 形成期、鼎盛期和转变期 。形成期是指龙山时代,距今4500~4000年;鼎盛期即中国青铜器时代,时代包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年,也就是中国传统体系的青铜器文化时代;转变时期指战国末期-秦汉时期,青铜器已逐步被铁器取代,不仅数量上大减,而且也由原来礼乐兵器及使用在礼仪祭祀,战争活动等等重要场合变成日常用具,其相应的器别种类、构造特征、装饰艺术也发生了转折性的变化。 形成期: 距今4500~4000年龙山时代,相当于尧舜禹传说时代。古文献上纪载当时人们已开始冶铸青铜器。黄河、长江中下游地区的龙山时代遗址里,经考古发掘,在几十处遗址里发现了青铜器制品。从现有的材料来看,形成期的铜器有以下特点: 1、红铜与青铜器并存,并出现黄铜。甘肃省东乡林家遗址,出土一件范铸的青铜刀;河北省唐山大城山遗址发现两件带孔红铜牌饰;河南省登封王城岗龙山城内出土一件含锡7%的青铜容器残片;山西省襄汾陶寺墓地内出土一件完整铜铃,系红铜;山东省胶州三里河遗址出土两件黄铜锥;山东省栖霞杨家圈出土黄铜残片。发现铜质制品数量最多的是甘肃、青海、宁夏一带的齐家文化,有好几处墓地出土刀、锥、钻、环和铜镜,有些是青铜,有些是红铜。制作技术方面,有的是锻打的,有的是用范铸造的,比较先进。 2、青铜器品种较少,多属于日常工具和生活类,如刀、锥、钻、环、铜镜、装饰品等。但是应当承认当时人们已能够制造容器。此外,在龙山文化中常见红色或**陶鬹,且流口,腹裆部常有模仿的金属铆钉,如果认为这时的铜鬹容器与夏商铜鬹,爵、斝容器功能一样的话,当时的青铜器已经在或开始转向礼器了。 3、一般小遗址也出土铜制品,一般居民也拥青铜制品。此外,这个时期的青铜制品多朴实无饰,就是有纹饰的铜镜也仅为星条纹、三角纹等等的几何文饰,绝无三代青铜器纹饰的神秘感。 鼎盛期: 包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年。这个时期的青铜器主要分为礼乐器、兵器及杂器。乐器也主要用在宗庙祭祀活动中。礼器是古代繁文缛节的礼仪中使用的,它带有一定的神圣性,是不能在一般生活场合使用的。所有青铜器中,礼器数量最多,制作也最精美。礼乐器可以代表中国青铜器制作工艺的最高水平。礼器种类包括烹炊器、食器、酒器、水器和神像类。这一时期的青铜器装饰最为精美,文饰种类也较多。 战国铜尊盘,湖北随县曾侯乙墓出土 青铜器最常见花纹之一,是饕餮纹,也叫兽面纹。这种纹饰最早出现在距今五千年前长江下游地区的良渚文化玉器上,山东龙山文化继承了这种纹饰。《吕氏春秋·先识》篇内云“周鼎著饕餮,有首无身,食人未咽,害及其身”,故此,一般把这种兽面纹称之为饕餮纹。饕餮纹在二里头夏文化中青铜器上已有了。商周两代的饕餮纹类型很多。西周时代,青铜器纹饰的神秘色彩逐渐减退。龙和凤,仍然是许多青铜器花纹的母题。可以说许多图案化的花纹,实际是从龙蛇、凤鸟两大类纹饰衍变而来的。 蝉纹,是商代、西周常见的花纹,到了春秋,还有变形的蝉纹。春秋时代,螭龙纹盛行,逐渐占据了统治地位,把其他花纹差不多都挤掉了。 中国古代青铜器的另一个突出特征是制作工艺的精巧绝伦,显示出古代匠师们巧夺天工的创造才能。用陶质的复合范浇铸制作青铜器的和范法,在中国古代得到充分的发展。陶范的选料塑模翻范,花纹刻制均极为考究,浑铸、分铸、铸接、叠铸技术非常成熟。随后发展出来毋需分铸的失蜡法工艺技术,无疑是青铜铸造工艺的一大进步。 在青铜器上加以镶嵌以增加美观,这种技术很早就出现了。镶嵌的材料,第一种是绿松石。这种绿色的宝石,至今仍套用在首饰上。第二种是玉,有玉援戈,玉叶的矛,玉刃的斧钺等。第三种陨铁,如铁刃铜钺,铁援铜刃,经鉴定,铁刃均为硕铁。第四种是嵌红铜,用红铜来组成兽形花纹。春秋战国时也有用金、银来镶嵌装饰的青铜器。著名的越王剑也是由青铜铸造的。 东周时代,冶铸技术发展较高,出现了制造青铜器的技术总结性文献《考工记》。书中对制作钟鼎、斧斤、弋戟等各种器物所用青铜中铜锡的比例作了详细的规定。由于战争频繁,兵器铸造得到了迅速发展。特别是吴、越的宝剑,异常锋利,名闻天下,出现了一些著名的铸剑的匠师,如干将,欧治子等人。有的宝剑虽已在地下埋藏两千多年,但仍然可以切开成叠的纸张。越王勾践剑等一些剑,其表面经过一定的化学处理,形成防锈的菱形、鳞片形或火焰形的花纹,异常华丽。 中国青铜器还有一特点,就是迄今为止没有发现过任何肖像。不少的青铜器用人的面形作为装饰品,如人面方鼎、人面钺等,但这些人面都不是什么特定人物的面容。更多的器物是人的整体形象,如人形的灯或器座;或者以人的整体作为器物的一部分,如钟架有佩剑人形举手托住横梁,铜盘下有几个人形器足之类,这些人形大部分是男女待从的装束,而且也不是特定婢奴的肖像。四川广汉三星堆出土的立体像、人头像,大小均超过正常人,均长耳突目,高鼻阔口,富于神秘色彩,应是神话人物。 青铜人面方鼎 商周青铜器中数以万计的铜器留有铭文,这些文字一般叫金文。对于历史学者而言起著证史、补史的作用。 中国青铜器的铭文,文字以铸成者为多。凹入的字样,称为阴文,少数文字凸起,称阳文。商代和西周,可以说铭文都是铸成的,只有极个别用锋利的工具刻字的例子。 西周晚期,开始出现完全是刻成的铭文。战国中期,大多数铭文已经是刻制的,连河北省平山中山王汉墓的三件极为典重的礼器,都是契刻而成,其刀法异常圆熟,有很高的艺术价值。 青铜器铭文拓片 古人认为青铜器极其牢固,铭文可以传流不朽,因此要长期流传的事项必须铸在青铜物之上。因此,铭文已成为今天研究古代历史的重要材料。 春秋战国时期铸造青铜器的技术进一步发展,由于经验的积累,铸造各种青铜器时铜与锡的配合已有一个比例。《周礼·考工记》说:金有六齐:六分其金,而锡居其一,谓之钟、鼎之齐;五分其金,而锡居一,谓斧斤之齐;四分其金,而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金,而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金,而居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。 这里的所谓金就是铜,铜锡合金即青铜。所谓“金之六齐”,就是区分青铜品种的六种配方之分量,以制造各种用器。所谓“钟、鼎之齐”铜、锡比例为六比一,即铜占85.71%,锡占14.29%。“斧斤之齐”的铜、锡比例为五比一,即铜占83.33%,锡占16.67%。“戈戟之齐”的铜、锡比例为四比一,即铜占80%,锡占20%。“大刃之齐”所需铜、锡比例为三比一,即铜占75%,锡占25%。“削杀矢之齐”铜、锡比例为五比二,即铜占71.43%,锡占28.57%。“鉴燧之齐”铜、锡比例为一比一,即各占50%。杨宽先生认为:《考工记》规定各类青铜器的“铜锡合金的比例是很合乎合金的原理的”①。青铜中锡的成分占17%到20%最为坚韧。《考工记》说“斧斤之齐”锡占16.67%,“戈戟之齐”锡占20%,是因为斧、斤、戈、戟都需坚韧。青铜中锡的成分占30-40%,硬度最高。《考工记》中规定“大刃之齐”锡占25%,“削杀矢之齐”锡占28.75%,是因这类武器所需硬度高。青铜中锡占的分量增多,光泽就会从青铜色转为赤**、橙**、淡**。锡占到30-40%,青铜就会变为灰白色。《考工记》规定“钟鼎之齐”锡占14.29%,为了使它能呈现橙**较美观,同时也为了能敲出美妙的声音。《考工记》规定“鉴燧之齐”锡占50%,是因为铜镜需要白色光泽。 考古发现的春秋时期湖北随县出土的曾侯墓编钟,有纽钟19件,甬钟45件,楚王赠送的镈一件①。经测音知道,“这套编钟系七声音阶,与现代音律相同,它的振动频率也与现代国际标准相近,总音域跨五个八度,比现代钢琴的音域两端各少一个八度。这套编钟的音色优美,音域很宽,变化音比较完备,能奏各种曲调”②。这组编钟的发现,是春秋时期青铜铸造技术成就辉煌的一个生动例证。 《周礼·考工记》说:“凡铸金之状,金与锡黑浊之气竭,黄白次之;黄白之气竭,青白次之;青白之气竭,青次之,然后可铸也。”这是符合冶金学道理的。在青铜混合熔铸中,首先是不纯物质挥发,所以产生"黑浊之气"。其次,锡熔化挥发,于是产生“黄白之气”。温度再上升,铜熔化挥发,又产生“青气”。到“青气”出现,铜、锡完全熔化,青铜合金冶炼完成,而后就可以铸成器物了。荀子说:青铜器的铸作在于“刑(型)范正,金(铜)锡美,工冶巧,火齐得”。③这说明铸范的制作、原料选择、冶铸技巧、火候的掌握等环节都要掌握好,才能铸造出好的器物。 春秋战国时期青铜工艺技术的进步,突出表现在以下两项技术的使用上:一项是金银错技术,所谓金银错技术就是在铜器表面上镶嵌金银丝,制成图案或文字。这项技术,春秋中期已出现,当时楚、宋等国的兵器上有错金的美术字。战国初,铜礼器上出现了大片金银错图案,战国中期这种技术不仅用在兵器、礼器上,而且也用在符节、玺印、车器、铜镜、带钩和漆器的铜扣上。二是战国中期以后刻镂画像工艺发展了起来,这种工艺是在比较薄的壶、柸、鉴、奁上制上细如发丝的刻镂画像图画,一般多是水陆攻战、、宴乐礼仪等方面的图画。这些图画是在铸成器形后,用钢刀刻镂加工制成的。 转变期: 指战国末年至秦汉末年这一时期。经过几百年的兼并战争及以富国、强兵为目的的政治、经济、文化改革,以郡县制取代分封制,具有中央集权性质的封建社会最终建立,传统的礼仪制度已彻底瓦解,铁制品已广泛使用。社会各领域均发生了翻天覆地的变化。 青铜器在社会生活中的地位逐渐下降,器物大多日用化,但是具体到某些青铜器,精美的作品还是不少的。如在陕西临潼秦始皇陵掘获的两乘铜车马。第一乘驾四马,车上有棚,御者为坐状。这两乘车马均为青铜器铸件构成,大小与实际合乎比例,极其精巧。车马上还有不少金银饰件,通体施以彩绘。第二乘马,长3.17、高1.06米,可以说是迄今发掘到的形制巨大、结构又最复杂的青铜器。 到了东汉末年,陶瓷器得到较展,在社会生活中的作用日益重要,从而把日用青铜器皿进一步从生活中排挤出去。至于兵器,工具等方面,这时铁器早已占了主导地位。隋唐时期的铜器主要是各类精美的铜镜,一般均有各种铭文。自此以后,青铜器除了铜镜外,可以说不再有什么发展了,因而本网对中国古代铜器发展的研究,至隋唐为止。 研究 动植物形象纹: “蟠虺纹”因图形为盘绕成组的蛇形得名,流行于春秋战国时期。虺是上古典籍记载的剧毒 蛇,所谓似蛇而小。“蟠虺纹”仅见于春秋时期。 “象纹”与“象鼻纹”也是青铜器上的常见纹饰。象,通相。既是一种温顺的大型动物,又常作为太平吉祥的象征,还有就是“出将入相”的辉煌。 “兽面带纹”过去亦称“狩带纹”,是青铜器上一种变形为带状装饰纹的动物面部形象组合。这种纹饰带出现于西周晚期,流行于春秋战国。 四羊方尊:以羊为形象 几何图形 :指菱形、三角形、圆形及其他相连成组的变形图案等。比较典型的有:“圈带纹”或称“串珠纹”,多为纹饰,流行于商周时期;“三角云纹”常交错其他纹饰,流行于战国时期;“菱形斜格纹”多见杂以“涡纹”和“S”形图案,流行于战国;“环带纹”,旧称“公字纹”,表现为连续的“S”形波浪带图案,上下充填“窃曲纹”或环纹,流行于西周晚期;“窃曲纹”很早就见于《吕氏春秋》的记载,“窃曲纹”的变化很多,如蜷曲若双环而其中之一有目形者,有两端内曲呈一如意头状者,不一而足。 考古发现 13年陕西临潼姜寨遗址曾出土一件半圆型残铜片,经鉴定为黄铜。 15年甘肃东乡林家马家窑文化遗址(约公元前3000左右)出土一件青铜刀,这是目前在中国发现的最早的青铜器,是中国进入青铜时代的证明。相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言,中国青铜时代的到来较晚,但却不能否认它是独立起源的,因为中国存在一个铜器与石器并用时代,年代距今约为5500~4500年。中国在此基础上发明青铜合金,与世界青铜器发展模式相同,因而可以排除中国青铜器是由境外传播而来之说。 2015年3月,河南省周口市在配合项城某基建工地进行文物勘探时,发现一处战国至东汉时期的墓葬群,发掘出土一批精美随葬品,其中的一把青铜剑,保存完好,十分罕见。唐宾的科研项目
完成和在研的主要科研项目:
1. “863”课题(2007AA03Z521):表面高性能钛合金的制备与性能研究(负责人,万);
2. “863”项目(2002AA526013)子课题:超超临界汽轮机叶片材料表面改性技术研究(负责人,22万);
3. 国家自然科学基金项目(50371060):摩擦电化学噪音法研究表面改性钛合金磨损腐蚀机理(负责人,26万);
4. 国家自然科学基金项目(50771070):硬质涂层磨损-腐蚀协同行为及机制探讨(负责人,30万);
5. 国家自然科学基金项目(51171125):钛合金表面梯度改性层接触疲劳磨损行为及其对应组织演化(负责人,60万); 6. 国家自然科学基金项目(591035):离子束及溅射沉积粒子交互作用对膜基界面的影响(排名:2);
7. 国家自然科学基金项目(59671064):以膜基界面疲劳强度作为薄膜技术改进的判据(排名:4);
8. 中国-比利时合作项目(BIL99/11):Investigation of the potentialities of nanocomposite coatings produced by vacuum processes and electrochemical deposition as corrosion-wear resistant materials for industrial lications where organic lubricants he to be excluded in a near future(太原理工大学方负责人,360万比郎);
9. 教育部留学回国人员启动基金项目(教外司留2004-527号):钛合金表面耐磨-耐蚀Mo基合金扩散层性能研究(负责人,2万);
10. 山西省高等学校青年学术带头人项目:钛合金表面钼基改性层及其性能研究(负责人,10万);
11. 山西省自然科学基金项目(20001043) :载能离子束参数对膜基界面及膜层性能的影响(负责人,3万);
12. 山西省自然科学基金项目(20051049) :钛合金表面合金渗镀层组织性能研究(负责人,3万);
13. 山西省归国留学人员基金项目(2003-27):钛合金表面耐磨改性层研究(负责人,3万);
14. 山西省归国留学人员基金项目(2006-27):表面改性钛合金在特定介质中的摩擦学性能研究(负责人,6万);
15. 山西省中青年拔尖创新人才项目:表面改性钛合金及其相关性能研究(负责人,20万)。
16. 山西省归国留学人员基金项目(2011-038):表面抗菌不锈钢研究研究(负责人,10万)。
17. 山西省科技攻关项目(20110321051):等离子表面复合处理制备抗菌耐磨不锈钢及其应用研究(负责人,20万)。
化学问题
D 最外层电子数为8才是稳定结构
摘要元素钛(Ti是一种过渡金属,在过去很长一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。从20世纪40年代以后,钛及其亿合物被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、医疗以及石油化工等领域。科学家预言:21世纪金属钛将是冶金工业是最重要产品之一。
人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属元素是哪一种呢? 这种金属已被科学家预言为钛。这是因为钛具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀等优点。
一、钛的发现和性质
钛是1791年被英国牧师格累高尔发现的。1795年马丁,克拉普罗特在分析一种金红石时,认识到这种矿石是一种金属氧化物,并将这种金属命名为钛,由于钛很容易和常见的金属形成合金,在发现后很多年内,许多人企图从它的化合物中将它分离出来,都未获成功,直到1910年才由美国化学家亨特将很纯的TiCl4和金属Na一齐放进耐高压的钢缸中,将缸加热到红热,冷却后,洗去NaCl得到纯度高达99.9%的钛。
钛的年产量表
1910年
1947年
1948年
1955年
1957年
1962年
12年
0.2吨
2吨
10吨
1.7万吨
2万吨
10万吨
20万吨
进入70年代以来,钛的年产量仍以15%的速度稳步上升。例如英国,10年内对钛材料的需求量至少增长了800%。
钛外观似钢,具有银灰光译。钛的强度大,钛合金抗拉强度达180kg/mm3。钛的特性是度小(4.51g/cm3),硬度大,熔点高(1675℃),高纯度钛具有良好的可塑性,但当有杂质存在时变得脆而硬。在室温时钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸和硝酸作用,但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。钛很容易溶解于HF+HCl(H2SO4)中,钛最突出的性能是对海水的抗腐蚀性很强,有人将一块钛沉入海底,五年以后取上一看,上面粘附着许多小动物与海底植物,本身却一点也没有被锈蚀,依上亮光闪闪!
二、钛及其主要化合物的应用
钛具有超众的性能和储藏量大(在地壳中约占总重量的0.42%,在金属世界里排行第七,含钛的矿物多达70多种、在海水中含量是1ug/L,在海底结核中也含有大量的钛)的特点。目前钛的用途发展很快,已被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。
极细的钛粉,是火箭的好燃料;钛的抗腐蚀能力,比常用的不锈钢强15倍,使用寿命比不锈钢长10倍以上。在**的底片和正片制作中,需要使用多种强酸强碱等药物,它们对洗印设备腐蚀十分严重,洗印设备中的齿轮最多只能使用几个月,1980年西安**制片厂试用钛材,结果设备运转一年多时间,齿轮丝毫没有腐蚀。
钛在外科医疗手术上的应用,也非常引人入胜。目前,外科接骨是用不锈钢,使用不锈钢有一个缺点,就是接骨愈合之后,要把不锈钢片再取出来,这是件十分痛苦的事。不然,不锈钢会因生锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。在头损坏的地方,用钛片与钛螺丝钉,过了几个月,骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里,新的肌肉纤维就包在钛的薄片上,钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联,起到支撑和加固作用,所以,钛被人们赞誉为“亲生物金属”。现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。
在炼钢工业中,少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。
二氧比钛是一种宝贵的白色颜料,叫钛白。钛白兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能,它是世界上最白的物质之一,1克钛白可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。特别可贵的是钛白无毒。现在每年用做颜料的二氧化钛有几十万吨。
由于二氧化钛具有高熔点的性质,常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
如何开发海水中的铀,是个大难题,海水中含有40万吨铀,从1956年起,人们才找到一种最有希望的铀吸附剂—水合二氧化钛,从此研制了一套以二氧化钛为基础的海洋提铀技术,每克吸附剂已达到吸附1毫克铀的水平。
四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟。由于它具有这种特性,在军事上常用它作为人造烟雾剂。特别是在海洋上,水汽多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线。
钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时,会产生电流;一旦通电又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中,它受压便会产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱;相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波。
在用金色装饰工艺品和日用品中,由于它们的硬度低、容易刺破和磨损,不能耐久。当在这些物质的表面镀一层氮化钛时,外观几乎和黄金的镀层一模一样,而比黄金以及硬质合金更耐磨,这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。
有机钛聚合物,可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。
三、钛合金的应用
目前人类使用的四个系列的贮氢金属中,钛系是其中一种,也是比较便宜的一种,但目前人类还没有找到更理想的“贮氢金属”,一旦这个问题解决了,人们就可以用氢做燃料。
“钛飞机”可以减轻机体重量5吨,多载乘客100多名。在新型喷气发动机中,钛合金已占整个发动机重量的18~25%;在最新出现的超音速飞机上,钛的使用量几乎占到整个机体结构总重量的95%,所以,如果没有钛合金就很难发展目前的超音速飞机。
用钛制造的潜艇,不仅比钢制潜艇经久耐用,而且可以潜入更大的深度,钛潜艇可以下潜到4500米以下,这是钢制潜艇无法逾越的界限。用钛制造军舰、轮船,不用涂漆,在海水中航行几年也不会生锈。由于钛不是铁磁体物质,不会被磁水雷发现,这点在军事上特别重要,如果没有钛炼成的耐热钢,目前使用的常规武器和机枪的寿命也只能是最初的4.5秒。
利用钛和锆对空气的强大吸收力,可以除去空气,造成真空。用钛锆合金制成的真空泵,可以把空气抽到只剩下十亿分之一。
钛铌合金是理想的超导材料。清华大学利用光学干涉原理和离子氮化钛处理制成了画面清晰、层次分明的山川水墨画。
在目前使用的最常见的两种不锈钢中,铬镍钛18-8-1型(含铬18%、镍8%、钛1%)是工业上最常用的。
碳化钛(TiC)颇象碳化铁,具有金属光泽。可它比碳化铁具有更高的熔点和更高的硬度。所以,它有着实际应用价值。
用钛制器皿保存的食物,色、香、味经久不衰;钛制炊具既轻巧,又不会生锈,最合科学卫生。
用钛合金制成的高压容器,能够耐受2500个大气压的高压。
钛和镍组成的合金,被成为“记忆合金”。这种合金制成预先确定的形状,再经定型处理后,若受外力变形,只要稍微加热便可恢复原来的面貌。这种合金目前已在不少领域得到应用。如美国阿波罗号飞船上用的天线,就是这种记忆合金;上海第一医学院附属第九人民医院已将这种记忆合金用于妇女绝育手术中;另外还可用于仪表、电子装置等领域。
现在,对钛的广泛使用最大障碍是钛很难冶炼。因为钛的熔点很高,冶炼钛就要在更高的温度下进行,而在高温下钛的化学性质又变得很活泼,因此冶炼要在惰性气体保护下进行,还要不使用含氧材料,这就对冶炼设备、工艺提出了很高的要求。目前冶炼的钛70%左右用在制造飞机、导弹、宇宙飞船、人造卫星等方面。
目前人类对钛的应用仅仅是一个良好的开端,金属钛的前程无量,所以钛被授予“21世纪金属”的称号。
参考资料:
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