Eigenschaften und Anwendungen von Titan

Eigenschaften und Anwendungen von Titan

Titan ist ein silberweißes Metall mit einem Schmelzpunkt von 1668 °C. Im Vergleich zu anderen Metallen hat Titan mehr und bessere Eigenschaften, daher wird es in verschiedenen Szenarien verwendet. Werfen wir also in diesem Artikel einen Blick auf die Eigenschaften und Anwendungen von Titan .

Eigenschaften und Anwendungen von Titan

1. Geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit

Die Dichte von Titanmetall beträgt 4,51 g/cm³, das ist höher als bei Aluminium, aber niedriger als bei Stahl, Kupfer , und nickel , aber seine spezifische Festigkeit ist höher als bei Aluminiumlegierungen und hochfestem legiertem Stahl. Die hohe spezifische Festigkeit weist darauf hin, dass das Metall leicht und hochfest ist, sodass Titan ein leichtes und hochfestes Metallstrukturmaterial ist.

Die hohe spezifische Festigkeit von Titan macht es weit verbreitet in der Entwicklung von Spitzentechnologien wie Luft- und Raumfahrt, Raketen und Waffen eingesetzt. Außerdem Titan und Titanlegierungen werden auch in schnell rotierenden Generatorschutzringen, großen Dampfturbinenschaufeln, High-End-Fahrrädern, Golfschlägern und Hochsprungstangen verwendet.

2. Niedriger Elastizitätsmodul

Der Elastizitätsmodul von Titan beträgt 106,4GMPa bei Raumtemperatur, was 57% des Stahls entspricht. Dies weist darauf hin, dass die Fähigkeit von Titan, normalen Belastungen standzuhalten, geringer ist als die von Stahl, sodass die Verwendung von Titan begrenzt ist und es nicht für starre Strukturteile geeignet ist.

Der Elastizitätsmodul von Titan nimmt mit steigender Temperatur ab. Titan wird unter der Bedingung verwendet, dass die Umgebungstemperatur höher als 300 ist, wird der Elastizitätsmodul stark reduziert.

3. Niedrige Wärmeleitfähigkeit

Der Wärmeübertragungsmechanismus von Titan ist hauptsächlich die elektronische Wärmeleitung, gefolgt von der Gitterwärmeleitung. Den tatsächlichen Testergebnissen zufolge beträgt die Wärmeleitfähigkeit von Titan 0,1507J, was einem Fünftel von kohlenstoffarmem Stahl entspricht, und einem Fünftel von Kupfer, das Edelstahl ähnelt.

4. Seine Zugfestigkeit liegt nahe seiner Streckgrenze.

Titan hat ein hohes Streckgrenzenverhältnis (Zugfestigkeit/Streckgrenze), was zu einer geringen plastischen Verformung während der Umformung führt. Darüber hinaus ist das Verhältnis der Streckgrenze von Titan zum Elastizitätsmodul größer, so dass die Elastizität von Titan während des Formens größer ist.

5. Nicht magnetisch, nicht giftig

Titan ist ein nicht magnetisches Metall und wird in einem großen Magnetfeld nicht magnetisiert. Titan-Herzschrittmacher werden von Gewittern nicht beeinträchtigt und sind gut mit menschlichem Gewebe und Blut kompatibel, sodass sie von der medizinischen Gemeinschaft angenommen werden.

6. Starke Anti-Dämpfungsleistung

Nachdem metallisches Titan mechanischen und elektrischen Schwingungen ausgesetzt ist, ist seine Schwingungsabklingzeit im Vergleich zu Stahl und Kupfer am längsten. Diese Leistung von Titan kann als Stimmgabel, als Vibrationselement für einen medizinischen Ultraschall-Pulverisierer und als Vibrationsfilm für akustische Lautsprecher verwendet werden.

7. Gute Hitzebeständigkeit

Die neue Titanlegierung kann bei 600°C oder höher lange verwendet werden. Mit der Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie werden hitzebeständige Titanlegierungen in Teilen wie den Startscheiben, Schaufeln, dem hinteren Rumpf, den Führungen und den Einlasskurven verwendet.

8. Gute Kältebeständigkeit

Tieftemperatur-Titanlegierungen, dargestellt durch TA7 (Ti-5Al-2.5Sn) , TC4 (Ti-6Al-4V ) undTi-2,5Zr-1,5Mo , usw., deren Festigkeit mit abnehmender Temperatur zunimmt, die plastische Änderung jedoch nicht groß ist. Sie behalten eine gute Duktilität und Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und vermeiden die Kaltsprödigkeit von Metallen. Daher sind sie ideale Materialien für kryogene Behälter, Lagertanks und andere Geräte.

9. Starke Getter-Leistung

Titan ist ein chemisch sehr aktives Metall, das bei hohen Temperaturen mit vielen Elementen und Verbindungen reagieren kann. Titan-Getter bezieht sich hauptsächlich auf die Reaktion mit Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff bei hohen Temperaturen.

10. Starke Korrosionsbeständigkeit

Titan ist ein sehr aktives Metall. Sein Gleichgewichtspotential ist sehr gering und die thermodynamische Korrosionsneigung im Medium hoch. Tatsächlich ist Titan jedoch in vielen Medien sehr stabil. Titan ist beispielsweise in oxidierenden, neutralen und schwach reduzierenden Medien korrosionsbeständig.

Das liegt daran, dass Titan eine große Affinität zu Sauerstoff hat. An der Luft oder in einem sauerstoffhaltigen Medium bildet sich auf der Titanoberfläche ein dichter, stark haftender und inerter Oxidfilm, der die Titanmatrix vor Korrosion schützt. Selbst durch mechanischen Verschleiß heilt es sich schnell selbst oder regeneriert sich wieder, was zeigt, dass Titan ein stark zur Passivierung neigendes Metall ist.

Schlussfolgerung 

Vielen Dank für das Lesen unseres Artikels und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, die Eigenschaften und Anwendungen von Titan besser zu verstehen. Wenn Sie mehr über Titan erfahren möchten und Titanlegierungen , wir möchten Ihnen raten, Advanced Refractory Metals . zu besuchen (ARM) für weitere Informationen.

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