Cenastop tytanuwynosi od 200 do 400 dolarów za kilogram, podczas gdy cena wojskowego stopu tytanu jest dwukrotnie wyższa. Czym więc jest tytan? Dlaczego jest tak drogi po stopowaniu?
Najpierw zrozummy źródło tytanu. Tytan pochodzi głównie z ilmenitu, rutylu i perowskitu. Jest to srebrzystobiały metal. Ze względu na aktywny charakter tytanu i wysokie wymagania dotyczące technologii wytapiania, ludzie od dawna 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 jako pierwsiczysty tytanwyprodukowano w 1910 roku, co zajęło ponad sto lat. Głównym powodem jest to, że tytan jest bardzo aktywny w wysokich temperaturach i łatwo łączy się z tlenem, azotem, węglem i innymi pierwiastkami. Wydobycie czystego tytanu wymaga bardzo trudnych warunków. Jednakże produkcja tytanu w Chinach wzrosła z 200 ton w ubiegłym stuleciu do 150 000 ton obecnie, co stanowi obecnie pierwsze miejsce na świecie. Gdzie więc wykorzystuje się głównie tytan, skoro jest tak drogi?
1. Rzemiosło tytanowe.Tytan ma dużą gęstość i jest odporny na korozję, szczególnie utleniający się i nadający się do barwienia. Ma doskonały efekt dekoracyjny i jest znacznie tańszy niż prawdziwe złoto, dlatego stosuje się go jako zamiennik prawdziwego złota w ceramice rzemieślniczej, zabytkowych budynkach i naprawach starożytnych budynków, tabliczkach znamionowych zewnętrznych itp.
2. Biżuteria tytanowa.Tytan rzeczywiście po cichu wkroczył w nasze życie. Trochę biżuterii wykonanej z czystego tytanu, którą teraz noszą dziewczyny. Największą cechą tego nowego rodzaju biżuterii jest zdrowie, bezpieczeństwo i ochrona środowiska. Nie wytwarza szkodliwych substancji dla ludzkiej skóry i ciała i nazywa się ją „zieloną biżuterią”.
3. Okulary tytanowe. Tytan ma większą odporność na odkształcenia niż stal, 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 niż zwykłe ramy metalowe, nie odkształcają się po długotrwałym użytkowaniu, a jakość jest bardziej gwarantowana.
4. W dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki, wiele stali stosowanych obecnie na lotniskowcach, rakietach i pociskach zostało zastąpionych stopami tytanu. Niektórzy przeprowadzali eksperymenty z wycinaniem blach stalowych i stopów tytanu, także ze względu na ich odporność na odkształcenia i niewielką wagę. Podczas procesu cięcia odkryto, że iskry wytwarzane przez tytan wydawały się nieco inne. Stalowa płyta była złota, a iskry stopu tytanu były białe. Dzieje się tak głównie z powodu małych cząstek wytwarzanych przez stop tytanu podczas procesu cięcia. Może samozapalić się w powietrzu i emitować jasne iskry, a temperatura tych iskier jest znacznie wyższa niż iskier z blachy stalowej, dlatego proszek tytanowy jest również stosowany jako paliwo rakietowe.
Według statystyk, co roku na świecie wykorzystuje się do nawigacji ponad 1000 ton tytanu. Oprócz tego, że tytan jest wykorzystywany jako materiał kosmiczny, wykorzystuje się go także do budowy łodzi podwodnych. Ktoś kiedyś zatopił tytan na dnie morza i po pięciu latach wydobycia stwierdził, że w ogóle nie był zardzewiały, ponieważ gęstość tytanu wynosi tylko 4,5 grama, a wytrzymałość na centymetr sześcienny jest najwyższa wśród metali i wytrzymuje ciśnienie 2500 atmosfer. Dlatego tytanowe łodzie podwodne mogą pływać na głębokim morzu do 4500 metrów, podczas gdy zwykłe stalowe łodzie podwodne mogą nurkować do 300 metrów.
Zastosowanie tytanu jest bogate i kolorowe, orazstopy tytanusą również szeroko stosowane w medycynie, m.in. w stomatologii, chirurgii plastycznej, zastawkach serca, sprzęcie medycznym itp. Jednak obecna cena wyrobów tytanowych na rynku jest ogólnie wysoka, co sprawia, że wielu konsumentów trzyma się ich z daleka. Co więc dokładnie powoduje tę sytuację?
Wydobycie i wykorzystanie zasobów tytanu jest bardzo trudne. Rozmieszczenie kopalni piasku ilmenitowego w moim kraju jest rozproszone, a koncentracja zasobów tytanu jest niska. Po latach wydobycia i użytkowania wydobyto wysokiej jakości zasoby na dużą skalę, ale ponieważ rozwój opiera się głównie na wydobyciu cywilnym, trudno jest stworzyć rozwój i wykorzystanie na dużą skalę.
Zapotrzebowanie na tytan jest bardzo duże. Jako nowy rodzaj materiału metalicznego tytan jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, budowlanym, oceanicznym, energetyce jądrowej i elektryczności. Wraz z ciągłą poprawą wszechstronnej siły narodowej mojego kraju, zużycie tytanu również wykazuje tendencję szybkiego wzrostu.
Niewystarczająca zdolność produkcyjna tytanu. Obecnie na świecie jest tylko kilka krajów uprzemysłowionych, które potrafią produkować tytan.
Obróbka tytanu jest trudna.
Od tytanu gąbczastego po wlewki tytanowe, a następnie płytki tytanowe, wymagane są dziesiątki procesów. Proces wytapiania tytanu różni się od procesu wytapiania stali. Konieczne jest kontrolowanie szybkości topnienia, napięcia i prądu oraz zapewnienie stabilności kompozycji. Ze względu na liczne i złożone procesy jest również trudny w obróbce.
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, który jest powszechnie stosowany w przemyśle lotniczym, wymaga dodania dużej ilości innych pierwiastków, aby poprawić swoje właściwości metalu.
Tytan silnie reaguje z halogenami, tlenem, siarką, węglem, azotem i innymi pierwiastkami w wysokich temperaturach. Dlatego wytapianie tytanu należy prowadzić w próżni lub w atmosferze obojętnej, aby uniknąć zanieczyszczenia.
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 nauki i technologii trudność produkcji może w przyszłości stopniowo maleć.
Czas publikacji: 02 stycznia 2025 r