Waarom zijn titaniumlegeringen zo duur?

Ken jij? De prijs van een titaniumlegering bedraagt ​​200 yuan per kilogram, terwijl de prijs van een militaire titaniumlegering tussen de 500-1,000 yuan ligt. Wat is titanium precies? Waarom zijn legeringen zo duur?
Laten we de oorsprong van titanium begrijpen. Titanium is voornamelijk afkomstig van ilmeniet, rutiel en perovskiet. Het is een zilverwit metaal. Vanwege de actieve aard van titanium en de hoge eisen die aan het smeltproces worden gesteld, zijn mensen lange tijd niet in staat geweest een grote hoeveelheid titanium te produceren, daarom wordt het ook geclassificeerd als een "zeldzaam" metaal.
In feite ontdekten mensen titanium in 1791, maar het duurde meer dan honderd jaar voordat puur titanium voor het eerst werd geproduceerd in 1910. De belangrijkste reden is dat titanium zeer actief is bij hoge temperaturen en gemakkelijk kan worden gecombineerd met zuurstof, stikstof , koolstof en andere elementen. Er zijn zeer zware omstandigheden nodig om puur titanium te extraheren. De Chinese titaniumproductie is echter gegroeid van 200 ton in de afgelopen eeuw naar 150,000 ton nu, en staat daarmee op de eerste plaats ter wereld. Dus waar wordt titanium zo duur voornamelijk gebruikt?

1. Titaniumhandwerk. Titanium heeft een hoge dichtheid en soortelijk gewicht, is corrosiebestendig, kan vooral worden geoxideerd en heeft een uitstekend decoratief effect. De prijs is veel goedkoper dan echt goud, dus het wordt gebruikt ter vervanging van echt goud in ambachtelijk keramiek, antieke gebouwen en reparaties aan oude gebouwen, naamplaatjes en plaquettes voor buiten, enz.

2. Titanium sieraden, titanium is eigenlijk stilletjes in ons leven gekomen. Meisjes dragen nu sieraden gemaakt van puur titanium. Het grootste kenmerk van dit nieuwe type sieraden is gezondheid, veiligheid en milieubescherming. Het produceert geen schadelijke stoffen voor de menselijke huid en het lichaam. Het wordt "groene sieraden" genoemd.

3. Titaniumbril. Het vermogen van titanium om vervorming te weerstaan ​​is groter dan dat van staal, maar het gewicht is slechts de helft van hetzelfde volume staal. Titanium brillen zien er niet anders uit dan gewone metalen brillen, maar zijn eigenlijk licht en comfortabel, met een warme en soepele aanraking, zonder het koude gevoel van andere metalen brillen. Titaniummonturen zijn veel lichter dan gewone metalen frames, vervormen niet na langdurig gebruik en zijn van betere kwaliteit.
4. Op lucht- en ruimtevaartgebied is veel staal op de huidige vliegdekschepen, raketten en raketten vervangen door titaniumlegeringen. Sommige mensen hebben snij-experimenten gedaan met stalen platen en titaniumlegeringen vanwege hun weerstand tegen vervorming en hun lichte gewicht. Tijdens het snijproces ontdekte ik dat de vonken die door titanium werden gegenereerd een beetje anders leken. De stalen plaat was goudkleurig, maar de vonken van de titaniumlegering waren wit. Dit komt voornamelijk door de kleine deeltjes die vrijkomen tijdens het snijproces van titaniumlegeringen. Het kan spontaan ontbranden in de lucht en heldere vonken afgeven, en de temperatuur van deze vonken is veel hoger dan de vonktemperatuur van stalen platen, dus titaniumpoeder wordt ook gebruikt als raketbrandstof.

Volgens statistieken wordt er elk jaar meer dan 1,000 ton titanium gebruikt voor de navigatie in de wereld. Naast dat titanium wordt gebruikt als ruimtemateriaal, wordt het ook gebruikt om onderzeeërs te maken. Iemand heeft ooit titanium naar de bodem van de zee laten zinken. Toen het vijf jaar later werd verwijderd, bleek dat er helemaal geen roest was, omdat titanium een ​​dichtheid heeft van slechts 4,5 gram, en de sterkte per kubieke centimeter de hoogste is van alle metalen en bestand is tegen een atmosferische druk van 2500. Daarom kunnen titaniumonderzeeërs in diepe zeeën tot 4.500 meter diep varen, terwijl gewone stalen onderzeeërs tot 300 meter kunnen duiken.

De toepassingen van titanium zijn rijk en gevarieerd, en titaniumlegeringen worden ook veel gebruikt in de geneeskunde, waaronder de tandheelkunde, plastische chirurgie, hartkleppen, medische apparaten, enz. De huidige prijs van titaniumproducten op de markt is echter over het algemeen hoog, wat ontmoedigt veel consumenten. Wat veroorzaakt deze situatie precies?

一. De winning en het gebruik van titaniumbronnen is erg moeilijk. De ilmenietplacers van mijn land zijn verspreid en de concentratie van titaniumbronnen is laag. Na jaren van mijnbouw en gebruik zijn er hulpbronnen van goede kwaliteit en op grote schaal gewonnen. Omdat het grootste deel van de ontwikkeling echter gebaseerd is op particuliere mijnbouw, is het moeilijk om grootschalige ontwikkeling en gebruik te realiseren.
2. De vraag naar titaniummaterialen is erg groot. Als nieuw type metaalmateriaal wordt titanium op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de bouw, de scheepvaart, kernenergie en elektrische energie. Met de voortdurende verbetering van de alomvattende nationale kracht van mijn land heeft de consumptie van titaniummaterialen ook een snelle groeitrend laten zien.
3. Onvoldoende productiecapaciteit van titaniummaterialen. Momenteel zijn er slechts een paar geïndustrialiseerde landen in de wereld die titaniummaterialen kunnen produceren.

4. Titaniummaterialen zijn moeilijk te verwerken.
1. Van titaniumspons tot titaniumstaaf en vervolgens tot titaniumplaat, er zijn tientallen processen vereist. Het smeltproces van titanium is anders dan dat van staal. Het vereist controle van de smeltsnelheid, spanning en stroom, en het garanderen van de stabiliteit van de ingrediënten. Door de talrijke en complexe processen is het bovendien lastig te verwerken.
2. Zuiver titanium is zacht en over het algemeen niet geschikt voor gebruik als titaniumproducten. Daarom moeten andere elementen worden toegevoegd om de metaaleigenschappen te verbeteren. Titanium-64, dat veel wordt gebruikt in de luchtvaartindustrie, vereist bijvoorbeeld de toevoeging van een groot aantal andere elementen om de metallische eigenschappen ervan te verbeteren.
3. Titanium reageert bij hoge temperaturen sterk met halogeen, zuurstof, zwavel, koolstof, stikstof en andere elementen. Daarom moet het smelten van titanium worden uitgevoerd in een vacuüm of in een inerte atmosfeer om verontreiniging te voorkomen.
4. Titanium is een actief metaal, maar de thermische geleidbaarheid is slecht, waardoor het moeilijk is om met andere materialen te lassen.
Samenvattend zijn er veel factoren die de prijs van titaniumlegeringen beïnvloeden, waaronder culturele waarde, vraag, productieproblemen, enz. Door de voortdurende ontwikkeling van de technologie kunnen de productieproblemen in de toekomst echter geleidelijk afnemen.