钛及钛合金新工艺、新技术、新用途（1）

1、钛及钛合金性质简介

1.1 钛简介：

钛是一种新型材料，具有密度小、比强度高、耐热和抗腐蚀等优点。它的重量仅有铁的一半，但是其力学性能例如锤击、拉延等却和铜不分上下。一般来讲随着温度的降低，金属的抗击打性能会下降，但是钛却恰恰相反，温度越低，钛会变得越来越坚硬，并且在达到临界温度时会出现超导的现象。

1.2 钛合金简介：

钛合金和钛在某种程度上性质类似，具有密度小强度高的特点，此外其机械性能十分优异，抗腐蚀能力较强。而且其热强度高，明显优于铝合金，同时在低温和超低温下其力学性能变化不大。

2、钛的新工艺、新技术及新用途

2.1 钛的制备方法

虽然钛在自然界中含量相对丰富，但是因为其存在分散，且难以提取，所以钛也是一种稀有金属。目前来说钛的制备一共分为两大类 ：热还原法和熔盐电解法。

（1）热还原法制备钛

热还原法是在一定温度下，利用Li、Na、Mg、Ca及其氢化物等强还原剂，把钛从钛的化合物如TiCl 4 、TiO 2 、K 2 TiF 6 等中还原出来。根据钛化合物的不同，可将热还原法制备钛的技术分为三大类 ：

①钛的氯化物的氧化还原法，如Kroll法、Hunter法、Armstrong法和EMR法等 ;

②钛的氧化物的氧化还原法，如OS法、PRP工艺、MHR法等 ;

③钛酸盐的氧化还原法。

目前只有Kroll法和Hunter法能够成功应用在工业生产中。Kroll法是利用金属镁将氯化物中的钛置换出来，Hunter法是利用金属钠将氯化物中的钛置换出来。此外，美国芝加哥国际钛粉公司开发的Armstrong法，其制备方法类似于Hunter法，也是利用还原剂钠对金属钛进行提纯。美国已经开始利用这一方法进行工厂里面的预生产。

（2）熔盐电解法制备钛

1959年，Kroll预言在未来5-10年内熔盐电解将会取代Kroll法成为生产钛的主流方法。多年来国内外的科研机构和实验室总共开发了十几种熔盐电解法制备钛的新技术，它们按原料可分为以下三类 ：

①钛酸盐的电解法 ;

②钛的氯化物的电解法 ;

③钛的氧化物的电解法，包括有FFC剑桥法、MER工艺、USTB法、QIT工艺、SOM法和离子液体电解法等。

2.2 钛的新用途

从20世纪40年代以来，钛的用途发展很快，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。最新的研究中发现，人体中含有一定的钛元素，钛元素会刺激吞噬细胞，可以加强免疫作用，因此不少实验室正致力于生物钛的开发和应用。

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