1.前言
鈦是一種化學(xué)元素,化學(xué)符號(hào)Ti,原子序數(shù)22,是一種銀白色的過(guò)渡金屬,其特征為重量輕、強(qiáng)度高、具金屬光澤,亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、王水及氯氣)。由于具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿,以及高強(qiáng)度、低密度,被美譽(yù)為“太空金屬”。
鈦被認(rèn)為是一種稀有金屬,這是由于在自然界中其存在分散并難于提取,但其相對(duì)豐度在所有元素中居第十位。
2.鈦的應(yīng)用
2.1鈦及其合金
2.1.1體育用品
由于鈦合金制作體育用品的絕佳材料。例如用Ti-6Al-4V合金制作的高爾夫球頭,在美國(guó)、日本和歐洲深受體育愛(ài)好者的歡迎,每年用于鈦高爾夫球具制造的鈦材量高達(dá)6000多噸。此外,網(wǎng)球拍、羽毛球拍、滑雪杖、雪鏟、登山冰杖、登山釘、雪撬、擊劍防護(hù)面罩、釣魚(yú)桿、自行車(chē)等體育用品也廣泛使用到鈦合金。
2.1.2日用品
眼鏡架:鈦制作眼鏡架的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、不變色、質(zhì)輕單架只有10-20g重,因此很受消費(fèi)者歡迎。目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的眼鏡架有純鈦制品,Ti-Ni超彈性制品以及其它鈦合金制品。據(jù)報(bào)道,日本每年用于鈦制眼鏡架就消費(fèi)上百?lài)嶁伈摹?/div>
手表:用鈦制作表殼的手表市場(chǎng)上已有銷(xiāo)售。目前世界上已有幾十家表廠生產(chǎn)這種手表。其中有全鈦表殼、鈦-鎢合金表殼等等,還有供運(yùn)動(dòng)員和潛水員使用的特制鈦手表。
其它鈦日用品:如刀、勺、叉、盤(pán)等餐具。照相機(jī)、手提包、保溫瓶、印鑒、耳環(huán)、手鐲、戒指、項(xiàng)鏈、領(lǐng)帶別針、胸針等飾品及胸罩等用品。
2.1.3醫(yī)療行業(yè)
由于鈦的生物相容性(無(wú)毒及不被人體排斥),鈦在醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)用。在骨頭損壞的地方,用鈦片和鈦螺絲釘釘好,過(guò)幾個(gè)月,骨頭就會(huì)重新生長(zhǎng)在鈦片的小孔和鈦螺絲釘?shù)穆菁y里,新的肌肉就包在鈦的薄片上,這鈦的“骨頭”猶如真的骨頭一樣,因此,鈦被稱(chēng)為“親生物金屬”。包括外科用具及植入物,例如替換髖骨框及球關(guān)節(jié),最長(zhǎng)可用20年,鈦制的牙科植入物能在原位上逗留30年。
此外鈦被制成圖像導(dǎo)引手術(shù)用的外科器具,還有輪椅、丁形拐杖及其他需要高強(qiáng)度低重量的產(chǎn)品。
2.1.4建筑行業(yè)
備受關(guān)注的中國(guó)國(guó)家大劇院曲面屋頂全部采用鈦金屬板制作,是建筑用鈦的典型案例,這個(gè)穹頂用掉約100噸鈦材。據(jù)有關(guān)資料介紹,鈦材在屋面、窗框、屋檐、山墻、防雨墻屏障、圍欄、外部裝飾壁板、內(nèi)裝飾材、以及紀(jì)念碑、墓志銘、名牌、廂屋、化妝柱和空氣調(diào)節(jié)器等方面都有應(yīng)用。
2.2二氧化鈦
二氧化鈦是鈦的氧化物,是雪白的粉末,也是世界上最白的東西,1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍,因此是調(diào)制白油漆的最好顏料。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白并且不透明,效果比其他物質(zhì)大10倍,因此,鈔票紙和美術(shù)品用紙就要加二氧化鈦。
鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域:涂料、塑料、油墨、造紙,其中涂料占60%,塑料占20%、造紙占14%,其它(含化妝品、化纖、電子、陶瓷等領(lǐng)域)占6%。鈦白粉在橡膠行業(yè)中既作為著色劑,又具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉,在日光照射下,耐日曬,不開(kāi)裂、不變色,伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉,主要用于汽車(chē)輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等,一般以銳鈦型為主。但用于汽車(chē)輪胎生產(chǎn)量,常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品,以增強(qiáng)抗臭氧和抗紫外線能力。
鈦白粉在化妝品中應(yīng)用也日趨廣泛。由于鈦白粉無(wú)毒,遠(yuǎn)比鉛白優(yōu)越,各種香粉幾乎都用鈦白粉來(lái)代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5%-8%的鈦白粉就可以得到永久白色,使香料更滑膩,有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺(jué)。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用鈦白粉。
此外,由于食品級(jí)鈦白粉是無(wú)毒、無(wú)味、白色粉末狀,重金屬含量低,可作為食品添加劑。
2.3鈦的其它應(yīng)用
此外鈦還具有記憶功能、超導(dǎo)和貯氫功能。例如鈦-鎳合金在一定環(huán)境溫度下具有單向、雙向和全方位的記憶效應(yīng),被公認(rèn)是最佳記憶合金;鈮-鈦合金在溫度低于臨界溫度時(shí),呈現(xiàn)出零電阻和完全抗磁性,是輸送能量的最佳材料;鈦-鐵合金具有吸氫的特性,可以把大量的氫安全的貯存起來(lái),在一定環(huán)境中又把氫放出來(lái)。這在氫氣分離、氫氣凈化、氫氣貯存及運(yùn)輸、制造以氫為能源的熱泵和蓄電池等方面應(yīng)用很有前途。
3.結(jié)論
鈦的特性及其應(yīng)用日益受到人們的重視,在日常生活中有已經(jīng)得到了不同程度的應(yīng)用,鈦已成為衡量國(guó)家生活水平高低的指標(biāo)之一,隨著人們生活水平的提高,鈦的應(yīng)用前景將更加廣泛。
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