关于钛的6个残酷事实

西班牙毕尔巴鄂的古根海姆博物馆"width=
弗兰克·盖里(Frank Gehry)在西班牙毕尔巴鄂设计的古根海姆博物馆由钛和玻璃制成。蒂姆·格雷厄姆/盖蒂图片社

钛以希腊神话中巨大的泰坦命名,是地球上最坚固的金属。虽然它不是稀有金属,但它很贵开采和生产的成本.你可能听说过钛高尔夫球杆或钛潜艇但你知道白色蛋糕糖衣里也有钛吗?以下是关于这种以坚韧著称的金属的六个很酷的事实。

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1.这种“神一般”的金属直到20世纪才被锻造出来

早在1791年,英国业余矿物学家兼教堂牧师威廉·格雷戈(William Gregor)在康沃尔镇附近的一条小溪里挖到了一些奇怪的黑沙子。有些沙子是有磁性的,格里高尔断定那是氧化铁,但其他的物质是一个谜。这肯定是另一种氧化物,但不是皇家地质学会的记录。

德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗斯在1795年重新发现了这种奇特的氧化物,并赋予它神话色彩名称:氧化钛在希腊神话中,奥林匹斯神先于奥林匹斯神

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尽管纯钛是在18世纪晚期被发现的,但直到1910年,为通用电气工作的美国化学家马修·亨特(Matthew Hunter)才从氧化物中分离出纯钛,他想出了如何在一个密封的“炸弹”中,通过高温高压将这种银色金属从氧化物中分离出来。18新利最新登入

2.它非常轻,非常结实

钛合金(钛和其他金属的混合物)是地球上强度重量比最高的金属。纯钛和钢一样坚固,但比钢轻45%。

钛令人印象深刻的强度重量比使钛合金成为飞机发动机和机体、火箭、导弹的首选材料——任何需要金属组件尽可能坚韧和轻量化的应用。

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空客A380世界上最大的客机,包括77吨(70公吨)主要用在巨大的发动机上。

多亏了20世纪30年代的一项冶金创新,即“诺克斯工艺”,商业锻造钛的研究在20世纪40年代和50年代全面展开。第一次应用是军用飞机和潜艇(美国和俄罗斯的),然后是20世纪60年代的商用飞机。

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3.钛不生锈

腐蚀是一种随着时间慢慢破坏大多数金属的电化学过程。当金属接触到氧气时,无论是在空气中还是在水下,氧气都会夺取电子,形成我们所说的金属“氧化物”。最常见的腐蚀性氧化物之一是氧化铁,又名铁锈。

但并不是所有的氧化物都使底层金属受到腐蚀。当钛与氧气接触时,会在其表面形成一层薄薄的二氧化钛(TiO2)。这一氧化层实际上可以保护下面的钛免受大多数酸、碱、污染和盐水的腐蚀。

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钛的天然抗腐蚀性能使它不仅是飞机的理想材料,而且是暴露在高腐蚀性盐水中的海底部件的理想材料。船舶的螺旋桨几乎都是由钛制成的,船上的压舱物和管道系统以及暴露在海水中的船上硬件也是如此。

4.钛存在于人体各个部位,从头到脚

这层薄薄的二氧化钛保护钛不受腐蚀,也使它成为植入人体最安全的材料。钛是完全“生物相容性”的,这意味着它无毒、无过敏性,甚至可以与人体组织和骨骼融合。

钛是手术材料的选择用于骨和关节植入物,颅板,牙科植入物的根,人工眼睛和人工耳朵的支架,心脏瓣膜,脊柱融合,甚至尿道狭窄。研究表明18新利最新登入钛植入物触发人体免疫系统直接在钛表面生长骨骼,这一过程被称为骨整合。

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钛之所以成为髋关节置换术和骨折固定钉的首选,还有一个原因是钛具有著名的高强度重量比,这使得植入物重量轻,而且它具有与人骨相同的弹性。

5.它在高尔夫球杆和其他运动器材中摇摆

随着纯钛的价格在20世纪后期下降,制造商开始寻找这种神奇金属的更多商业应用。钛的轻质强度使其非常适合体育用品。

最早的钛合金高尔夫球杆在20世纪90年代中期上市,包括一款来自卡拉威的巨大司机,被称为Great Big Bertha。与钢杆或木杆相比,这种球杆价格昂贵,但它们的成功促使其他运动制造商开始涉足钛。

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现在,你可以在任何重量、强度和耐用性都至关重要的运动设备中找到钛:网球拍、长曲棍球棒、滑雪板、自行车架、棒球棒、远足和登山设备、露营装备,甚至专业赛马用的马蹄铁

6.白色油漆(和蛋糕糖衣)中含有钛

只有5%每年生产的630万吨(570万公吨)钛被锻造成金属。绝大多数被转化为二氧化钛,这种材料可以天然保护钛不受腐蚀。二氧化钛在世界范围内被用作无毒的美白颜料,用于油漆、化妆品、药品和食品,包括白色蛋糕糖霜

白色涂料过去是用含铅颜料染色的,但一旦人们知道铅对健康的影响,二氧化钛就取代了它。新利国际网站品牌官网事实证明,钛基颜料有一些很酷的特性。

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房屋油漆工选择钛基白色涂料,因为它们具有抗腐蚀性,使用寿命更长。氧化钛具有极强的屈光性,使其具有自然光泽比钻石还要大并产生特别明亮的白色阴影。氧化钛也反射红外光,这就是为什么钛基涂料总是用于太阳天文台的外部,以分散红外光,使图像模糊。

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