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鈦和航空工業哪個好

發布時間:2022-10-03 20:19:08

❶ 高手指點:金屬鈦在航天器中的具體應用

鈦的強度大,純鈦抗拉強度最高可達180kg/mm2。有些鋼的強度高於鈦合金,但鈦合金的比強度(抗拉強度和密度之比)卻超過優質鋼。鈦合金有好的耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性,故多用作飛機發動機零件和火箭、導彈結構件。鈦合金還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器。現在已有用鈦合金製造自動步槍,迫擊炮座板及無後座力炮的發射管。在石油工業上主要作各種容器、反應器、熱交換器、蒸餾塔、管道、泵和閥等。鈦可用作電極和發電站的冷凝器以及環境污染控制裝置。鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應用。在醫療中,鈦可作人造骨頭和各種器具。鈦還是煉鋼的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的組元。鈦白粉是顏料和油漆的良好原料。碳化鈦,碳(氫)化鈦是新型硬質合金材料。氮化鈦顏色近於黃金,在裝飾方面應用廣泛。
鈦和鈦的合金大量用於航空工業,有"空間金屬"之稱;另外,在造船工業、化學工業、製造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。

❷ 航空與航天

(一)航空工業與鋁

乘飛機出門,今已成為國人常事。這是最快的旅行,以400~800千米/小時的航速,從山西到海南只需兩個小時,美國到上海2萬千米,一晝夜之內即可到達,日行萬里的神話已成為現實。

飛機主體由鋁合金構成。飛機製造需要輕且化學性能穩定的金屬,鐵的密度大,易腐蝕,當然排斥在外;銅比鋁更重,化學活潑性大於鋁,所以也被排斥在外。而只有鋁,經過與其他金屬合成,能生產出比原來性能更為穩定的鋁合金,最終成為飛機主體的金屬材料。

我國的鋁土礦產量位於世界第三位,而山西佔全國鋁土礦產量的近42%,獨占鰲頭。僅山西、河南兩省生產的鋁即可滿足我國之用。山西是產鋁大省。石炭系底部的鋁土岩遍布山西六七十個縣(有的埋得太深而無法可采)。呂梁、太行兩大山系的山頂常有鋁土礦分布,所以露天開采鋁土礦已很普遍。

山西的鋁土礦是奧陶紀石灰岩風化後殘留下來的。石灰岩俗稱青石,其主要成分是碳酸鈣,而鋁土礦的主要成分是三氧化二鋁,兩者似乎沒有成因關系。化學分析統計告訴我們,奧陶紀石灰岩中Al2O3含量平均近2%,而鋁土礦中Al2O3含量平均值達60%,即30份石灰岩中可提取一份鋁土礦。山西奧陶紀沉積後,地殼開始全面隆起,露出海面,遭受長達5000多萬年的風化剝蝕。這一風化剝蝕作用主要是化學溶解作用,它將石灰岩中易溶組分CaCO3、MgCO3都溶解、淋濾了,而將難溶組分Al2O3、Fe2O3等都殘留下來了,到石炭紀開始地殼又沉下水底,接受沉積時,鋁土礦就沉積在石炭紀的底部,形成了礦床。

鋁土礦中鋁的提取先要經過高溫煅燒,再入電解池中電解出金屬鋁,因此鋁的提煉屬於高耗能工業。今天,鋁土礦的開采和煉制已受到國家限制。

今天,人造纖維、塑膠材料日新月異、快速發展,飛機的蒙皮材料——金屬鋁逐漸被特種化纖或碳纖維所取代,它比鋁更輕、更牢固,更宜在航空工程上應用。鋁只能在飛機框架中使用,機身也只保留最外層薄薄的一層,裡面已用化纖作襯墊,來增加外皮的機械強度。所以,隨著科技的快速發展,鋁的應用量也將大大地減少。

(二)航天工業與鈦

世界上最快的運載工具是火箭、航天飛船。我國航天飛船已能載人飛行。高速飛行中,它與空氣摩擦將形成超過幾網路甚至上千度的高溫,一般鐵、銅、鋁金屬都將被熔化,而只有金屬鈦仍能保持固態,並具有足夠的強度,所以鈦被稱為航天金屬。

山西以前沒有鈦礦,我國盛產鈦的礦床在四川與雲南交界的攀枝花(市)一帶。攀枝花鐵礦是含鈦磁鐵礦,它是地幔中鐵鈦隨岩漿帶到地殼淺部形成的礦床,規模巨大,鐵礦品位也高,所以我國在20世紀60年代就開始興建這一大型礦山。但在煉鐵過程前的選礦過程中,鈦鐵晶石一直去不掉而影響鐵的質量。直到20世紀80年代中後期,才解決這一「有害」物質。這一「有害」成分被選礦分離出來後,立即成為金屬鈦的礦石,可從中提煉金屬鈦。

我國一度將這種重要的戰略物資出口到美國,充實到他們的儲備庫中,這和我國稀土元素無節制地出口國外一樣,眼前換來一些外匯,卻大大增強了它們的尖端工業(激光、微電子工業)。

近年來,隨著地勘經濟的復甦和投入的加大,山西省也發現了特大型的金紅石(成分為TiO2,含鈦礦物)礦,其儲量已躍居全國的首位,可作為航空航天工業所需的金屬鈦的重要礦產地。

(三)海陸空導航

到了航天階段,指南針已失去了用途,人們改用陀螺儀來確定方向。但在航空事業中,還是用磁針指向,不過主要用無線電定向,即國際上許多無線電導航站,它的坐標是固定的、公開的,利用幾個導航站方位相交來求飛機的空中經緯度、高度,以此在航圖上標出飛機位置,可知它在航線上還是已偏離航線。

大海中航行過去用六分儀,測量太陽的高度(與水平線的角度與方位),然後用航海鍾(過去高精度的時鍾)報出的時、分、秒,再對照全球經緯度表,就可查出此時船舶的坐標。進入無線通信時代,若求船舶的位置,只要已知各國廣播電台發射點的坐標,很容易從定向天線中測出船舶在海圖上的位置。到了電子手錶時代,時間誤差每天不到一秒。利用各國報時與手錶上的時差,用兩點定位差,即可大體算出船舶的位置(經緯度)。

今天,有了GPS定位儀,只要不在密林、深谷中,很容易獲得3~4顆以上的衛星(美國的)給出准確的經緯度坐標。目前,我國的北斗導航系統已在少數領域啟用,在不久的將來,我們可以應用自己的導航儀來求出個人所在的經緯度坐標。如今車載導航儀已普及,全國都有電子地圖,通過鍵盤操作,即可看出你目前行駛在哪條公路上,距你目的地有多遠。一旦你選錯了路線,導航儀會發出警告。只要電子地圖能夠更新及時,你可行駛全國,到任何陌生的城市去尋找你所需的目的地,而不用下車問人,也不需要各地的城市地圖。這都是高科技帶來的便利。

❸ 航空鋁鋰合金和鈦合金材料 哪個好 相同結構2者性能大概差多少 求科普基本概念 印象中鈦合金好一點

兩者的優點是不同的,前者更輕,後者更耐摩耐腐蝕,單純從強度上看,鈦合金更好。
1、鋁鋰合金是近十幾年來航空金屬材料中發展最快的一個領域。鋰是世界上最輕的金屬元素,把金屬鋰作為合金元素加到金屬鋁中,就形成了鋁鋰合金。加入金屬鋰之後,可以降低合金的比重,增加剛度,同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性。在鋁合金中每加入1%的Li,可使鋁合金密度降低3%,模量提高6%。據推算,如果採用先進鋁鋰合金取代傳統鋁合金製造波音飛機,重量可以減輕14.6%,燃料節省5.4%,飛機成本將下降2.1%,每架飛機每年的飛行費用將降低2.2%。因此,鋁鋰合金被認為是航空航天最理想的結構材料。
2、鈦合金是以鈦為基加入適量其他合金元素組成的合金,其強度高、耐蝕性好、耐熱性高。


❹ 用於航空工業和製造飛機的金屬

(1)鋅主要應用於電鍍和做干電池的電極,故填:鋅;
(2)銅具有良好的導電性,主要應用於製造導線和電纜,故填:銅;
(3)鈦主要應用於航空製造業,故填:鈦;
(4)鋁具有銀白色光澤;故填:鋁;
(5)生鐵和鋼都是鐵的合金.故填:鐵.

❺ 鈦的用途是什麼

應用於塗料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。

鈦白粉學名二氧化鈦(TiO2),是一種十分穩定的氧化物,具有優良的光學和顏料性能,主要用作白色無機顏料。它的無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料。


鈦產業鏈可以分為以下四個部分:

1、鈦鐵礦、金紅石等原始礦產的選礦,通過物理方法取得品位更高的精礦。

2、通過對精礦的再加工提純,製取高純度的二氧化鈦,用於鈦白粉行業。

3、通過對二氧化鈦的氧化、還原等工藝手段生成四氯化鈦,製取中間產品海綿鈦。

4、通過對海綿鈦的熔鑄加工,製取晶體結構緻密的鈦錠,用於生產鈦材及各種鈦合金。

❻ 作為飛機主要的材料之一,鈦合金有何優缺點

鈦合金具有質量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優點,故被廣泛應用在汽車工業中,應用鈦合金最多的是汽車發動機系統。利用鈦合金製造發動機零件有很多好處。[1]
鈦合金的密度低,可以降低運動零件的慣性質量,同時鈦氣門彈簧可以增加自由振動,減弱車身的振顫,提高發動機的轉速及輸出功率。
減小運動零件的慣性質量,從而使摩擦力減小,提高發動機的燃油效率。選擇鈦合金可以減輕相關零件的負載應力,縮小零件的尺寸,從而使發動機及整車的質量減輕。零部件慣性質量的降低,使得振動和雜訊減弱,改善發動機的性能。 鈦合金在其他部件上的應用可提高人員的舒適度和汽車的美觀等。在汽車工業上的應用,鈦合金在節能降耗方面起到了不可估量的作用。
鈦合金零部件盡管具有如此優越的性能,但距鈦及其合金普遍應用在汽車工業中還有很大的距離,原因包括價格昂貴、成形性不好及焊接性能差等問題。
阻礙鈦合金普遍應用於汽車工業的最主要原因還是成本過高。
無論是金屬最初的冶煉還是後續的加工,鈦合金的價格都遠遠高於其他金屬。汽車工業能夠接受的鈦制零件成本,用連桿鈦材8~13美元/kg,氣閥用鈦材13~20美元/kg,彈簧、發動機排氣系統及緊固件用鈦材希望在8美元/kg以下。是鋁板材的6~15倍,鋼板材的45~83倍。

❼ 金屬鈦(Ti)的合金具有耐高溫、耐腐蝕、強度高等性能,所以,鈦合金廣泛用於航空、航天工業及化學工業。

1)+4
2)FeCl3
3)4Mg+TiCl4=Ti+4MgCl

解釋:第一問鈦礦石主要成分為鈦酸亞鐵,所以鐵的化學價為+2,O的化學價一般都為-2,所以Ti就是+4。
第二問就是根據元素守恆定律,就得到FeCl3了。
第三問就是根據題中的語言,得到Mg+TiCl4=Ti+MgCl4,然後再將方程式配平就行了。

❽ 為什麼鈦可以廣泛用於航空工業,造船工業

以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。

研究范圍:
鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α+β型鈦合金。研究范圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍用和民用等。

應用:
鈦合金是一種新型結構材料,它具有優異的綜合性能,如密度小(~4.5g cm-3),比強度和比斷裂韌性高,疲勞強度和抗裂紋擴展能力好,低溫韌性良好,抗蝕性能優異,某些鈦合金的最高工作溫度為550ºC,預期可達700ºC。因此它在航空、航天、化工、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用,發展迅猛。輕合金、鋼等的(σ0.2/密度)與溫度的關系,鈦合金的比強高於其他輕金屬、鋼和鎳合金,並且這一優勢可以保持到500ºC左右,因此某些鈦合金適於製造燃氣輪機部件。鈦產量中約80%用於航空和宇航工業。例如美國的B-1轟炸機的機體結構材料中,鈦合金約佔21%,主要用於製造機身、機翼、蒙皮和承力構件。F-15戰斗機的機體結構材料,鈦合金用量達7000kg ,約占結構重量的34%。波音757客機的結構件,鈦合金約佔5%,用量達3640 kg。麥克唐納 道格拉斯(Mc-Donnell-Dounlas)公司生產的DC10飛機,鈦合金用量達5500kg,占結構重量的10%以上。在化學和一般工程領域的鈦用量:美國約占其產量的15%,歐洲約佔40%。由於鈦及其合金的優異抗蝕性能,良好的力學性能,以及合格的組織相容性,使它用於製作假體裝置等生物材料。

特點:
鈦金屬的密度較小,為4.5g/cm3,僅為鐵的60%,通常與鋁、鎂等被稱為輕金屬,其相應的鈦合金、鋁合金、鎂合金則稱為輕合金。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性,相繼對鈦合金材料進行研究開發,並且得到了實際應用。 鈦是二十世紀五十年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、易焊接等特點而被廣泛用於各個領域,尤其是強度高、易焊接性能有利於高爾夫桿頭的製造。
第一個實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al(鋁)-4V(礬)合金。Ti-6Al-4V合金在耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性方面均達到較好水平。Ti-6Al-4V合金使用量已佔全部鈦合金的75~85%。許多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。 目前,世界上已研製出的鈦合金有數百種,最著名的合金有二十至三十種,例如,有Ti-6Al-4V</SPAN>、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、Ti-811、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1100、BT9、BT20、IMI829、IMI834等;用於球桿製造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3(通常所說的β鈦),22-4,DAT51。
鈦合金可以分為α、α+β、β型合金及鈦鋁金屬間化合物(TixAl,此處x=1或3)四類。下表列出了四類典型鈦合金及特點。
類別

❾ 航空鋁合金和鈦合金哪個好

沒得比。非要比的話得看用途。航空鋁合金和鈦合金在航空航天領域都用得很普遍。明顯鈦合金各方面都優於航空鋁合金。鈦合金重量輕強度高,常用來做支撐結構件,例如飛機的「骨架」,航空鋁合金多數只能做裝飾件或受力小的結構部件,例如飛機蒙皮。而且簡單的區分優劣從材料價格上就可以,好得航空鋁合金三五十元一公斤,而最差的鈦合金都要一百多元一公斤。

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