Għaliex Agħżel Ligi tat-Titanju

INTRODUZZJONI

It-titanju ġie rikonoxxut bħala element (Simbolu Ti; numru atomiku 22 u piż atomiku 47.9) għal mill-inqas 200 sena. Madankollu, il-produzzjoni kummerċjali tat-titanju ma bdietx qabel is-snin ħamsin. Dak iż-żmien, it-titanju kien rikonoxxut għall-importanza strateġika tiegħu bħala lightweight unika u b'saħħitha b'liga għolja li kienet metall strutturalment effiċjenti għal inġenji tal-ajru kritiċi u ta 'prestazzjoni għolja, bħalma huma magni bil-ġett u komponenti tal-ajruplani. Il-produzzjoni dinjija ta 'dan l-eżotiku oriġinarjament, il-metall tal-"Ispazju Spazjali" u l-ligi tiegħu minn dakinhar tkabbru għal aktar minn 50 miljun lira kull sena. Żieda fil-kapaċità tal-produzzjoni u l-effiċjenza tal-prodott tal-imtieħen tal-metall, teknoloġiji tal-manifattura mtejba u bażi tas-suq estiża ħafna naqqsu drastikament il-prezz tal-prodotti tat-titanju. Illum, ligi tat-titanju huma komuni u faċilment disponibbli b'metalli tal-inġinerija li jikkompetu direttament ma 'azzar li ma jissaddadx u speċjalità, liegi tar-ram, liegi u kompożiti bbażati fuq in-nikil.


Bħala d-disa 'element l-aktar abbundanti fil-Qoxra tad-Dinja u r-raba' metall strutturali l-aktar abbundanti, il-provvista dinjija attwali ta 'minerali tal-materja prima għall-produzzjoni tal-metall tat-titanju hija virtwalment illimitata. L-isponża dinamika mhux użata madwar id-dinja, il-kapaċità tat-tidwib u l-ipproċessar għat-titanju tista 'takkomoda t-tkabbir kontinwu f'applikazzjonijiet ġodda u ta' volum għoli. Minbarra l-karatteristiċi attraenti ta 'qawwa għolja għad-densità għall-użu ta' l-ajruspazju, ir-reżistenza eċċezzjonali ta 'korrużjoni tat-titanju derivata mill-film protettiv ta' ossidu motivat applikazzjoni estensiva f'ilma tal-baħar, baħar, salmura u servizz kimiku industrijali aggressiv f'dawn l-aħħar ħamsin sena. Illum, it-titanju u l-ligi tiegħu huma estensivament użati għall-applikazzjonijiet aerospazjali, industrijali u tal-konsumatur. Minbarra magni u inġenji tal-ajru, titanju jintuża wkoll fl-applikazzjonijiet li ġejjin: missili, vetturi spazjali, produzzjoni kimika u petrokimika, produzzjoni u pproċessar ta 'idrokarburi, ġenerazzjoni tal-enerġija, dessalazzjoni, ħażna ta' skart nukleari, kontroll tat-tniġġis, lissija ta ' applikazzjonijiet marittimi tal-baħar fond, u komponenti tal-bastimenti Navy fost oħrajn.


Propjetajiet mekkaniċi attraenti

It-titanju u l-ligi tiegħu juru taħlita unika ta 'proprjetajiet mekkaniċi u fiżiċi u reżistenza għall-korrużjoni li għamluhom mixtieqa għall-industrija aerospazjali, industrijali, kimika u tal-enerġija.


Ir-reżistenza għall-korrużjoni u l-erożjoni

Il-ligi tat-titanju juru reżistenza eċċezzjonali għal firxa vasta ta 'ambjenti kimiċi u kundizzjonijiet ipprovduti minn film irqiq inviżibbli iżda estremament protettiv ta' ossidu tal-wiċċ. Dan il-film, li huwa primarjament TiO2, huwa ferm tenaċi, aderenti, u kimikament stabbli. Jista 'jibdel mill-ġdid b'mod spontanju u mill-ewwel innifsu jekk dan ikun imħassar mekkanikament jekk ikun hemm traċċi żgħar ta' ossiġenu jew umdità fl-ambjent. It-titanju huwa magħruf għar-reżistenza għolja tiegħu għall-attakk lokalizzat u l-korrużjoni ta 'l-istress fil-kloruri ta' l-ilma. Ligi tat-titanju huma rikonoxxuti wkoll għar-reżistenza superjuri tagħhom


Proprjetajiet attraenti oħra

Id-densità relattivament baxxa tat-titanju, li hija ta '56% għal dik tal-azzar u nofs dik tan-nikel u tar-ram, tfisser darbtejn volum metriku kull piż u ħafna aktar kostijiet tal-prodott mitħna meta jintiżnu fuq metalli oħra fuq bażi dimensjonali. Flimkien ma 'saħħa akbar, dan ovvjament ifisser komponent ħafna eħfef u / jew iżgħar kemm għall-istrutturi statiċi kif ukoll għal dawk dinamiċi.


Ligi tat-titanju juru modulu baxx ta 'elastiċità li huwa bejn wieħed u ieħor nofs dak ta' azzar u ligi tan-nikil. Din l-elastiċità miżjuda (flessibilità) tfisser tnaqqis fil-liwjiet u stress ċikliku, li jagħmilha ideali għal molol, imniefaħ, impjanti tal-ġisem, attrezzaturi dentali, risers offshore dinamiċi, pajpijiet għat-tħaffir, u tagħmir sportiv varji. Ir-reattività inerenti tat-titanju (mhux tossika, mhux allerġenika u kompletament bijokompatibbli) mal-ġisem qanqlet l-użu wiesa 'tagħha f'apparati prostetiċi u dehbijiet. Li jirriżultaw mill-kombinazzjoni unika ta 'qawwa għolja, modulu baxx u densità baxxa, ligi tat-titanju huma intrinsikament aktar reżistenti għal xokk u ħsara ta' splużjoni minn ħafna materjali oħra ta 'inġinerija. Dawn il-ligi għandhom koeffiċjenti ta 'espansjoni termali li huma ferm inqas minn dawk ta' aluminju, ħadid, nikil u ligi tar-ram. Din l-espansibbilità baxxa tippermetti kompatibilità mtejba tal-interface ma 'materjali taċ-ċeramika u tal-ħġieġ u timminimizza l-effetti tal-għeruq u l-għeja matul iċ-ċikliżmu termali. It-titanju huwa essenzjalment mhuxmagnetiku u huwa ideali fejn l-interferenza elettromanjetika għandha tkun imminimizzata. Meta jiġi eradikat, it-titanju u l-isotopi tiegħu juru nofs ħajja radjoattiv estremament qasira u mhux se jibqgħu "sħun" għal aktar minn bosta sigħat.


Karatteristiċi tat-Trasferiment tas-Sħana

It-titanju kien materjal tat-trasferiment tas-sħana attraenti ħafna u stabbilit tajjeb fil-qoxra / tubu, pjanċa / frejm, u tipi oħra ta 'skambjaturi tas-sħana għat-tisħin u t-tkessiħ tal-fluwidu tal-proċess, speċjalment f' apparat li jkessaħ il-baħar. L-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana ta 'l-iskambjatur tista' tiġi ottimizzata minħabba l-attributi ta 'benefiċċju ta' titanju li ġejjin:


  • Reżistenza eċċezzjonali għall-korrużjoni u l-erożjoni tal-fluwidu

  • Film estremament rqiq tal-wiċċ ta 'ossidu konduttiv

  • Wiċċ iebes u lixx

  • Wiċċ li jippromwovi l-kondensazzjoni

  • Konduttività termali raġonevolment tajba

  • Saħħa tajba


Għalkemm it- titanju mhux illigat għandu konduttività termali inerenti taħt dik ta 'ramm jew aluminju, il-konduttività tagħha għadha bejn wieħed u ieħor 10-20% ogħla minn ligi ta' l-istainless steel tipiċi. Bil-qawwa tajba u l-kapaċità tagħha li tirreżisti għalkollox korrużjoni u erożjoni minn fluwidi turbolenti li joħorġu, il-ħitan tat-titanju jistgħu jitnaqqsu b'mod drammatiku biex jimminimizzaw ir-reżistenza tat-trasferiment tas-sħana (u l-ispiża). It-titanju bla xkiel, mhux imneħħi, diffiċli biex jaderixxi mal-uċuħ iżomm indafa għolja matul iż-żmien. Dan il-wiċċ jippromwovi kondensazzjoni li tinħall mill-fwar ta 'l-ilma, u b'hekk itejjeb ir-rati ta' kondensazzjoni fil-cooler / condensers meta mqabbel ma 'metalli oħra kif indikat.