钛合金的应用

钛合金的应用钛在地壳中的含量丰富，排在第十位，是20世纪50年代发展起来的一种新型结构金属，现在已经被广泛用于各个领域。形状记忆合金是指在特定记忆温度以上可以恢复以前形状的合金。钛合金就是一种形状记忆合金。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。例如：①人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。②军用飞机的液压系统中的低温配合连接件。由于直升飞机高震动和高噪声使用受到限制，其噪声和震动的来源主要是叶片涡流干扰，以及叶片型线的微小偏差。这就需要一种平衡叶片螺距的装置，使各叶片能精确地在同一平面旋转。③叶片的轨迹控制器。它是用一个小的双管形状记忆合金驱动器控制叶片边缘轨迹上的小翼片的位置，使其震动降到最低。④还可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线，人们利用形状记忆合金在高温环境下制做好天线，再在低温下把它压缩成一个小铁球，使它的体积缩小到原来的千分之一，这样很容易运上月球，太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状，按照需求向地球发回宝贵的宇宙信息。此外，钛合金具有密度小，强度高，机械性能好，韧性和耐腐蚀的特点。因此钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。在日常生活中，钛合金也有广泛的应用。Ⅰ.防烫伤阀。在家庭生活中，已开发的形状记忆阀可用来防止洗涤槽中、浴盆和浴室的热水意外烫伤；这些阀门也可用于旅馆和其他适宜的地方。如果水龙头流出的水温达到可能烫伤人的温度(大约48℃)时，形状记忆合金驱动阀门关闭，直到水温降到安全温度，阀门才重新打开。Ⅱ.眼镜框架在眼镜框架的鼻梁和耳部装配TiNi合金可使人感到舒适。TiNi合金所具有的柔韧和耐磨损性使它们广泛用于改变眼镜时尚界。用超弹性TiNi合金丝做眼镜框架，即使镜片热膨胀，该形状记忆合金丝也能靠超弹性的恒定力夹牢镜片。这些超弹性合金制造的眼镜框架的变形能力很大，而普通的眼镜框则不能做到。Ⅲ.移动电话天线和火灾检查阀门。使用超弹性TiNi金属丝做蜂窝状电话天线是形状记忆合金的另一个应用。过去使用不锈钢天线，由于弯曲常常出现损坏问题。使用TiNi形状记忆合金丝移动电话天线，具有高抗破坏性受到人们普遍欢迎。因此常用来制作蜂窝状电话天线和火灾检查阀门。火灾中，当局部地方升温时阀门会自动关闭，防止了危险气体进入。这种特殊结构设计的优点是，它具有检查阀门的操作，然后又能复位到安全状态；这种火灾检查阀门在半导体制造业中得到使用，在半导体制造的扩散过程中使用了有毒的气体；这种火灾检查阀也可在化学和石油工厂应用。Ⅳ.烤瓷牙。钛合金与陶瓷的结合力很好，钛合金烤瓷牙具有不易崩瓷、经久耐用的特点，钛合金的生物相容性好，通常不会引起周围组织变色。烤瓷牙整形的实用性很好，也就是烤瓷有较强的咀嚼功能。金属与瓷粉在高温下熔融结合后，具有极高的强度，足以承受口腔内的咀嚼力，具备和真牙一样的咬合功能。Ⅴ.球拍。钛合金密度小，做出来的球拍相对其它材质的球拍较轻。钛被誉为是“21世纪金属”、“未来钢铁”，这足以显现出钛及其合金在各个领域上发挥的重要作用。目前人类对钛的应用仅仅是一个良好的开端，金属钛的前程无量。