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钛和航空工业哪个好

发布时间:2022-10-03 20:19:08

❶ 高手指点:金属钛在航天器中的具体应用

钛的强度大,纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,碳(氢)化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。
钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。

❷ 航空与航天

(一)航空工业与铝

乘飞机出门,今已成为国人常事。这是最快的旅行,以400~800千米/小时的航速,从山西到海南只需两个小时,美国到上海2万千米,一昼夜之内即可到达,日行万里的神话已成为现实。

飞机主体由铝合金构成。飞机制造需要轻且化学性能稳定的金属,铁的密度大,易腐蚀,当然排斥在外;铜比铝更重,化学活泼性大于铝,所以也被排斥在外。而只有铝,经过与其他金属合成,能生产出比原来性能更为稳定的铝合金,最终成为飞机主体的金属材料。

我国的铝土矿产量位于世界第三位,而山西占全国铝土矿产量的近42%,独占鳌头。仅山西、河南两省生产的铝即可满足我国之用。山西是产铝大省。石炭系底部的铝土岩遍布山西六七十个县(有的埋得太深而无法可采)。吕梁、太行两大山系的山顶常有铝土矿分布,所以露天开采铝土矿已很普遍。

山西的铝土矿是奥陶纪石灰岩风化后残留下来的。石灰岩俗称青石,其主要成分是碳酸钙,而铝土矿的主要成分是三氧化二铝,两者似乎没有成因关系。化学分析统计告诉我们,奥陶纪石灰岩中Al2O3含量平均近2%,而铝土矿中Al2O3含量平均值达60%,即30份石灰岩中可提取一份铝土矿。山西奥陶纪沉积后,地壳开始全面隆起,露出海面,遭受长达5000多万年的风化剥蚀。这一风化剥蚀作用主要是化学溶解作用,它将石灰岩中易溶组分CaCO3、MgCO3都溶解、淋滤了,而将难溶组分Al2O3、Fe2O3等都残留下来了,到石炭纪开始地壳又沉下水底,接受沉积时,铝土矿就沉积在石炭纪的底部,形成了矿床。

铝土矿中铝的提取先要经过高温煅烧,再入电解池中电解出金属铝,因此铝的提炼属于高耗能工业。今天,铝土矿的开采和炼制已受到国家限制。

今天,人造纤维、塑胶材料日新月异、快速发展,飞机的蒙皮材料——金属铝逐渐被特种化纤或碳纤维所取代,它比铝更轻、更牢固,更宜在航空工程上应用。铝只能在飞机框架中使用,机身也只保留最外层薄薄的一层,里面已用化纤作衬垫,来增加外皮的机械强度。所以,随着科技的快速发展,铝的应用量也将大大地减少。

(二)航天工业与钛

世界上最快的运载工具是火箭、航天飞船。我国航天飞船已能载人飞行。高速飞行中,它与空气摩擦将形成超过几网络甚至上千度的高温,一般铁、铜、铝金属都将被熔化,而只有金属钛仍能保持固态,并具有足够的强度,所以钛被称为航天金属。

山西以前没有钛矿,我国盛产钛的矿床在四川与云南交界的攀枝花(市)一带。攀枝花铁矿是含钛磁铁矿,它是地幔中铁钛随岩浆带到地壳浅部形成的矿床,规模巨大,铁矿品位也高,所以我国在20世纪60年代就开始兴建这一大型矿山。但在炼铁过程前的选矿过程中,钛铁晶石一直去不掉而影响铁的质量。直到20世纪80年代中后期,才解决这一“有害”物质。这一“有害”成分被选矿分离出来后,立即成为金属钛的矿石,可从中提炼金属钛。

我国一度将这种重要的战略物资出口到美国,充实到他们的储备库中,这和我国稀土元素无节制地出口国外一样,眼前换来一些外汇,却大大增强了它们的尖端工业(激光、微电子工业)。

近年来,随着地勘经济的复苏和投入的加大,山西省也发现了特大型的金红石(成分为TiO2,含钛矿物)矿,其储量已跃居全国的首位,可作为航空航天工业所需的金属钛的重要矿产地。

(三)海陆空导航

到了航天阶段,指南针已失去了用途,人们改用陀螺仪来确定方向。但在航空事业中,还是用磁针指向,不过主要用无线电定向,即国际上许多无线电导航站,它的坐标是固定的、公开的,利用几个导航站方位相交来求飞机的空中经纬度、高度,以此在航图上标出飞机位置,可知它在航线上还是已偏离航线。

大海中航行过去用六分仪,测量太阳的高度(与水平线的角度与方位),然后用航海钟(过去高精度的时钟)报出的时、分、秒,再对照全球经纬度表,就可查出此时船舶的坐标。进入无线通信时代,若求船舶的位置,只要已知各国广播电台发射点的坐标,很容易从定向天线中测出船舶在海图上的位置。到了电子手表时代,时间误差每天不到一秒。利用各国报时与手表上的时差,用两点定位差,即可大体算出船舶的位置(经纬度)。

今天,有了GPS定位仪,只要不在密林、深谷中,很容易获得3~4颗以上的卫星(美国的)给出准确的经纬度坐标。目前,我国的北斗导航系统已在少数领域启用,在不久的将来,我们可以应用自己的导航仪来求出个人所在的经纬度坐标。如今车载导航仪已普及,全国都有电子地图,通过键盘操作,即可看出你目前行驶在哪条公路上,距你目的地有多远。一旦你选错了路线,导航仪会发出警告。只要电子地图能够更新及时,你可行驶全国,到任何陌生的城市去寻找你所需的目的地,而不用下车问人,也不需要各地的城市地图。这都是高科技带来的便利。

❸ 航空铝锂合金和钛合金材料 哪个好 相同结构2者性能大概差多少 求科普基本概念 印象中钛合金好一点

两者的优点是不同的,前者更轻,后者更耐摩耐腐蚀,单纯从强度上看,钛合金更好。
1、铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最快的一个领域。锂是世界上最轻的金属元素,把金属锂作为合金元素加到金属铝中,就形成了铝锂合金。加入金属锂之后,可以降低合金的比重,增加刚度,同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。在铝合金中每加入1%的Li,可使铝合金密度降低3%,模量提高6%。据推算,如果采用先进铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机,重量可以减轻14.6%,燃料节省5.4%,飞机成本将下降2.1%,每架飞机每年的飞行费用将降低2.2%。因此,铝锂合金被认为是航空航天最理想的结构材料。
2、钛合金是以钛为基加入适量其他合金元素组成的合金,其强度高、耐蚀性好、耐热性高。


❹ 用于航空工业和制造飞机的金属

(1)锌主要应用于电镀和做干电池的电极,故填:锌;
(2)铜具有良好的导电性,主要应用于制造导线和电缆,故填:铜;
(3)钛主要应用于航空制造业,故填:钛;
(4)铝具有银白色光泽;故填:铝;
(5)生铁和钢都是铁的合金.故填:铁.

❺ 钛的用途是什么

应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

钛白粉学名二氧化钛(TiO2),是一种十分稳定的氧化物,具有优良的光学和颜料性能,主要用作白色无机颜料。它的无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。


钛产业链可以分为以下四个部分:

1、钛铁矿、金红石等原始矿产的选矿,通过物理方法取得品位更高的精矿。

2、通过对精矿的再加工提纯,制取高纯度的二氧化钛,用于钛白粉行业。

3、通过对二氧化钛的氧化、还原等工艺手段生成四氯化钛,制取中间产品海绵钛。

4、通过对海绵钛的熔铸加工,制取晶体结构致密的钛锭,用于生产钛材及各种钛合金。

❻ 作为飞机主要的材料之一,钛合金有何优缺点

钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点,故被广泛应用在汽车工业中,应用钛合金最多的是汽车发动机系统。利用钛合金制造发动机零件有很多好处。[1]
钛合金的密度低,可以降低运动零件的惯性质量,同时钛气门弹簧可以增加自由振动,减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率。
减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小,提高发动机的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力,缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻。零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱,改善发动机的性能。 钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等。在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用。
钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。
阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。
无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。

❼ 金属钛(Ti)的合金具有耐高温、耐腐蚀、强度高等性能,所以,钛合金广泛用于航空、航天工业及化学工业。

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

解释:第一问钛矿石主要成分为钛酸亚铁,所以铁的化学价为+2,O的化学价一般都为-2,所以Ti就是+4。
第二问就是根据元素守恒定律,就得到FeCl3了。
第三问就是根据题中的语言,得到Mg+TiCl4=Ti+MgCl4,然后再将方程式配平就行了。

❽ 为什么钛可以广泛用于航空工业,造船工业

以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

研究范围:
钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金。研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。

应用:
钛合金是一种新型结构材料,它具有优异的综合性能,如密度小(~4.5g cm-3),比强度和比断裂韧性高,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,低温韧性良好,抗蚀性能优异,某些钛合金的最高工作温度为550ºC,预期可达700ºC。因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用,发展迅猛。轻合金、钢等的(σ0.2/密度)与温度的关系,钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金,并且这一优势可以保持到500ºC左右,因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。钛产量中约80%用于航空和宇航工业。例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中,钛合金约占21%,主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。F-15战斗机的机体结构材料,钛合金用量达7000kg ,约占结构重量的34%。波音757客机的结构件,钛合金约占5%,用量达3640 kg。麦克唐纳 道格拉斯(Mc-Donnell-Dounlas)公司生产的DC10飞机,钛合金用量达5500kg,占结构重量的10%以上。在化学和一般工程领域的钛用量:美国约占其产量的15%,欧洲约占40%。由于钛及其合金的优异抗蚀性能,良好的力学性能,以及合格的组织相容性,使它用于制作假体装置等生物材料。

特点:
钛金属的密度较小,为4.5g/cm3,仅为铁的60%,通常与铝、镁等被称为轻金属,其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对钛合金材料进行研究开发,并且得到了实际应用。 钛是二十世纪五十年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域,尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al(铝)-4V(矾)合金。Ti-6Al-4V合金在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性方面均达到较好水平。Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的75~85%。许多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。 目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最着名的合金有二十至三十种,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;用于球杆制造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3(通常所说的β钛),22-4,DAT51。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物(TixAl,此处x=1或3)四类。下表列出了四类典型钛合金及特点。
类别

❾ 航空铝合金和钛合金哪个好

没得比。非要比的话得看用途。航空铝合金和钛合金在航空航天领域都用得很普遍。明显钛合金各方面都优于航空铝合金。钛合金重量轻强度高,常用来做支撑结构件,例如飞机的“骨架”,航空铝合金多数只能做装饰件或受力小的结构部件,例如飞机蒙皮。而且简单的区分优劣从材料价格上就可以,好得航空铝合金三五十元一公斤,而最差的钛合金都要一百多元一公斤。

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