钛的历史

Posted 2022-12-24 金属

篇首语：一个有信念者所开发出的力量，大于个只有兴趣者。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了钛的历史相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

钛的历史

钛的发展历史

从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。而钛真正得到利用，认识其本来的真面目，则是20世纪40年代以后的事情了。

第一种发现的钛矿石是一种黑色沙子叫做钛铁砂，是由Reverend William Gregor在康沃尔于1791年发现的。他分析了它并推断其是由铁和一种未知金属的氧化物组成，并报告给了康沃尔的皇家地质学会。

在1795年，德国柏林的科学家Martin Heinrich Klaproth研究了一种来自匈牙利的叫做Schörl的红色矿石。这是金红石（TiO2）的一种形式，而且Klaproth意识到它一种以前未知元素的氧化物，他命名为titanium（钛）。当他被告知Gregor的发现时，他研究了钛铁砂并确认了它也包含钛。

直到1910年，工作于美国通用电气的M. A. Hunter才制造出了纯净的钛金属，由加热四氯化钛和钠金属实现。

1947年，人们才开始在工厂里冶炼钛。当年，产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年，年产量达到了 20万吨。钛的屈服强度比钢铁要高，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的屈服强度却比铝大2倍。钛的比强度高于铝和钢，比模量与铝、钢十分接近。在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。据统计，世界上每年用于宇宙航行的钛，已达一千吨以上。极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。

钛在高温下极易和空气发生反应，但熔点高达1668℃。在常温下，钛不怕王水和稀硝酸腐蚀，但不耐5%以上硫酸腐蚀和7%盐酸腐蚀。钛不怕常温海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。

人们开始用钛来制造潜艇——钛潜艇。由于钛非常结实，能承受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行。

钛的发展历史是怎样的

直到1910年，工作于美国通用电气的M. A. Hunter才制造出了纯净的钛金属，由加热4氯化钛和钠金属实现。

1947年，人们才开始在工厂里冶炼钛。当年，产量只有2吨。

1955年产量激增到2万吨。1972年，年产量达到了 20万吨。

钛的屈服强度比钢铁要高，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的屈服强度却比铝大2倍。钛的比强度高于铝和钢，比模量与铝、钢十分接近。

在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。据统计，世界上每年用于宇宙航行的钛，已达一千吨以上。

极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。

关于钛元素的一些资料

钛 titanium 一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，原子量47。

88，属周期系ⅣB族。发现 1791年英国化学家兼矿物学家W。

格雷哥尔首先在钛铁矿中发现钛的氧化物。1795年德意志科学家M。

H。克拉普罗特在研究金红石矿石时再次发现钛，并命名为titanium，它来源于希腊神话中大地之子Titans之名，以表示金属钛所具有的天然强度。

1910年美国冶金家M。A。

亨特用金属钠还原四氯化钛，制得金属钛。存在钛在地壳中的含量为0。

6%，占第9位。钛广泛存在于许多岩石中，特别是砂石和粘土中。

石油、煤炭、天然水、植物、动物机体和骨骼、火山灰烬、深海污泥以及陨石中也都含钛。含钛量较大的矿物有金红石TiO 、钛铁矿FeTiO 、钙钛矿CaTiO 、榍石CaTiSiO 和钒钛铁矿等，其中以钛铁矿和金红石经济价值较高。

钛铁矿中含钛32%，金红石含钛量比钛铁矿高，但它常与其他矿石相掺杂，而且分布也没有钛铁矿广。钛在自然界中有5种稳定同位素：钛46、钛47、钛48、钛49、钛50。

物理性质钛为银灰色金属（见彩图[金属钛]），质软，有延展性；熔点1660℃。沸点3287℃，密度4。

5克/厘米（20℃）。杂质的存在会改变钛的熔点。

通常，碳、氧、氮等杂质会使其熔点升高，铁、锰、铬、铜等金属杂质会使其熔点降低。金属钛有两种晶形：钛为六方密堆积结构（常温）；β钛为立方体心结构（882~1670℃）。

钛有顺磁性，导电和导热性较差。钛能与大多数金属和许多非金属形成合金，金属钛中加入其他金属可以增加钛的强度，例如，含7%锰的钛合金的抗拉强度能增加一倍。

化学性质氧化态有-1、+2、+3、+4。钛具有优异的抗腐蚀性。

常温下，金属钛表面容易形成一层保护性氧化膜，不受王水、硝酸、潮湿氯气、稀硫酸、稀盐酸和稀碱溶液的侵蚀。钛对海水的抗腐蚀能力特别强。

氢氟酸、磷酸和中等浓度的碱溶液对钛有侵蚀作用。低温时，钛在空气中稳定，随着温度上升，氧化速率也随之增加。

在250℃左右，钛的表面即失去光泽，形成蓝至金黄色的氧化物薄层；温度再升高，氧化层增厚，颜色变为黄棕色；温度高达1200℃时，氧化过程加速。钛在高温下能与大多数非金属单质直接化合，如与氧、氮、氢、碳、硫和卤素等。

此外，钛能溶于热浓盐酸，形成 Ti（离子，也能与热的硝酸生成TiO H O。在发烟硝酸中，钛易被侵蚀。

在强热下，[kg2] 钛还能使水蒸气分解。钛的 +4价化合物最稳定，如二氧化钛和四卤化钛；在一般情况下，+2、+3价的化合物都不稳定，易被氧化为+4价钛还可与联吡啶（C H N）形成氧化态为0和-1的配位化合物，例如Li[Ti(dipy) ] 3。

5C H8O和Ti(dipy) ,dipy为联吡啶。制法工业上，先将钛铁矿或金红石在碳存在下加热，通氯气，使二氧化钛转化为挥发性的四氯化钛： 2TiO +3C+4Cl ─→2TiCl +2CO+CO 把蒸出的四氯化钛冷凝提纯，然后在氩气氛中用金属钠或金属镁高温还原四氯化钛，即得金属钛。

克罗尔法用镁作还原剂，在常压下以熔融的镁还原四氯化钛： [951-02] 反应在氩气氛中进行，当镁消耗到60%左右时，可将熔融的氯化镁从反应器中放出，使四氯化钛蒸气与留下的金属镁继续反应。此法制得的钛呈海绵状，中间混杂有氯化镁，可在粉碎后用稀酸浸提法或高真空蒸馏法除去。

应用钛具有密度小、耐高温、耐腐蚀等特性，钛合金强度高，大量用于制造军用超音速飞机的结构部件，喷气发动机的压缩部件，飞机机架的构件、机壳、隔火墙、铆钉，空运装备的结构部件，军事设施和军事舰艇的装甲板、上层结构部件、热交换管、开关，以及螺旋桨的叶片等。在民用工业中，钛及其合金可用于制造各种泵、阀门、过滤设备的金属丝网和各种机器零件。

粉末状钛可在电子管制造工艺中用作除氧剂。元素符号Ti，银白色金属，在元素周期表中属ⅣB族，原子序数22，原子量47。

90，钛为密排六方晶体，常见化合价为+4、+3。 1947年以后成为重要的结构材料。

也有把它归入轻金属的。 1791年英国格雷戈尔（W。

Gregor）在研究钛铁矿时，认为其中含有一种新的金属元素。1795年奥地利科学家克拉普罗特（M。

H。Klaproth）在研究金红石时，发现了这一新元素，并以希腊神话人物Titans（提坦神）命名。

1910年美国人亨特（M。A。

Hunter）用金属钠还原四氯化钛制得较纯的金属钛。卢森堡科学家克劳尔（W。

J。Kroll）1932年用钙还原四氯化钛制得钛；1940年又在氩气保护下用镁还原四氯化钛制得钛，此方法是70年代工业生产方法的基础。

钛在自然界分布极广，地壳中钛含量为4400克/吨，居第九位，比常见金属铜、铅和锌的总量还多已发现含钛1%以上的矿物有80多种，工业上使用的仅有两种：金红石（TiO ）和钛铁矿（FeTiO ）金红石含[kg02] TiO 品位高，但储量有限。钛铁矿储量丰富，将逐渐成为钛工业的主要原料，但含TiO 低，必须进行富集。

钛铁矿分岩矿和砂矿两种。岩矿主要产于中国、加拿大、美国、苏联、挪威等国；砂矿主要产于澳大利亚、南非、印度、斯里兰卡和中国。

中国四川攀枝花以西地区有丰富的钛矿资源，为岩矿；广东、广西、福建的海滨钛铁矿为砂矿。性质和用途钛的化学性质同硅和锆。

金属材料发展史

人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的。

历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力，决定着社会的形态和人类生活的质量。

历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志：如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代…… 100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。1万年以前，人类对石器进行加工，使之成为器皿和精致的工具，从而进入新石器时代。

现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器，在六千多年前已经冶炼出黄铜，在四千多年前已有简单的青铜工具，在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁，比欧洲要早一千八百多年以上。

18世纪，钢铁工业的发展，成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶，现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现，使人类真正进入了钢铁时代。

与此同时，铜、铅、锌也大量得到应用，铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶，金属材料在材料工业中一直占有主导地位。

20世纪中叶以后，科学技术迅猛发展，作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世，并得到广泛应用仅半个世纪时间，高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱，并在年产量的体积上已超过了钢，成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。

其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。

50年代，合成化工原料和特殊制备工艺的发展，使陶瓷材料产生了一个飞跃，出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变，许多新型功能陶瓷形成了产业，满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料，无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系，金属材料的制备方法和形成机理，结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。

对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。

金属基复合材料（MMC）因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体，以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物，其共同点是具有连续的金属基体。

目前，特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经达到了极限。因此，研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。

1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料（主要为MMC）市场，年平均增长率16%，远高于高性能合金的年增长率1.6%。

我想知道有关钛的一切

仔细读一读吧 1 钛的发现认识钛是一种银白色的金属，早在1791年，英国科学家威廉姆·格里戈尔在英国密那汉郊区找到这种神奇的元素时，首先发现了这种新元素。

过了4年，德国化学家克拉普洛特又从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中，发现了这种元素，便以希腊神话中的英雄来命名。钛的意思是“地球的儿子”。

钛的外形很像钢铁，但远比钢铁坚硬，且体重只有铁的一半。在常温下，钛可以安然无恙地“躺”在各种强酸、强碱中；就连最凶猛的酸------ 王水，也不能腐蚀它。

有人曾把一块钛片扔进大海，经过5年以后取出来，仍然闪闪发亮，没有半点锈斑。俗话说：“真金不怕火炼”。

可是钛的熔点比黄金还高出600多摄氏度。正因为钛的本领非凡，所以有著广泛用途。

现在，钛是制造飞机、坦克、军舰、潜艇不可缺少的金属。在太空船和导弹中，也大量用钛代替钢铁。

钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛，也是非常坚硬的化合物，它们的耐热本领甚至还比钛高1倍。这样坚硬而耐热的材料，可以代替超级钢，制造高速切削刀具。

钛的许多特殊性能，还在化工、超声波和超导技术中得到应用。然而，钛有个最大的缺点，就是提炼比较困难。

这主要是因为钛在高温下可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。所以人们曾把钛当作“稀有金属”，其实，钛的含量约占地壳重量的6‰，比铜、锡、锰、锌的总和还要多10多倍。

在世界上，我国钛的储藏量最多，四川的攀枝花，钛的储藏量占全国90%以上，是世界上罕见的大钛矿。 2 钛的介绍（I）钛是一种很特别的金属，质地非常轻盈，却又十分坚韧和耐腐蚀，它不会像银会变黑，在常温下终身保持本身的色调。

钛的熔点与铂金相差不多，因此常用于航天.军工精密部件。加上电流和化学处理后，会产生不同的颜色。

钛如同它的名字一样是一种具有英雄气概的金属，银亮，轻盈，坚牢。在化学上，大名鼎鼎的强腐蚀剂“王水”能够吞噬白银、黄金，以至把号称“不锈”的不锈钢侵蚀，变得锈迹斑驳，面目全非。

然而，“王水”对钛却无可奈何。在“王水”中浸泡了几年的钛，依旧锃亮，光彩照人！有优异的抗酸碱腐蚀性；若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。

常温时钛在空气中稳定；因为钛具有密度小、耐高温、耐腐蚀等优良的特性，钛合金强度高，它密度小，强度大，密度是钢铁的一半而强度和钢铁差不多；钛既耐高温，又耐低温。在-253℃~500℃这样宽的温度范围内都能保持高强度。

这些优点正是太空金属所必备的。钛的合金是制做火箭发动机的壳体及人造卫星、宇宙飞船的好材料。

钛有“太空金属”之称。由于钛有这些优点，所以50年代以来，一跃成为突出的稀有金属。

钛是一种纯性金属，正因为钛金属的“纯”，故物质和它接触的时候，不会产生化学反应。也就是说，因为钛的耐腐蚀性、稳定性高，使它在和人长期接触以后也不影响其本质，所以不会造成人的过敏，它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属。

钛又被人们称为“亲生物金属”。钛在医学上有着独特的用途。

在骨头损伤处，用钛片和钛螺丝钉固定好，过几个月，骨头就会长在钛片上和螺丝钉的螺纹里。新的肌肉就包在钛片上，这种“钛骨”就如真的骨头一样，甚至可以用钛制人造骨头来代替人骨治疗骨折。

由于钛的以上特性，它特有的银灰色调不论是高抛光.丝光.亚光都有很好的表现，是除贵金属铂，金以外最合适的首饰金属，在国外现代首饰设计中经常使用。但由于钛的加工技术要求很高，用普通设备很难浇铸成型，用普通工具又很难将它焊接起来，所以很难形成生产规模。

因此，在国内首饰市场很难见到它的踪影，市场上俗称钛金。钛金属具有未来性的特质，皆能增显气质，同时历久弥新，质地轻盈却格外坚固，是国际上流行的首饰用材。

至于款型设计上，极简干净的切割，高度的设计性与低调的前卫风格，备受年轻白领的推崇。 2 (II)元素钛简介应用元素钛是一种过渡金属，在过去很长一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。

从20世纪40年代以后，钛及其亿合物被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、医疗以及石油化工等领域。科学家预言：21世纪金属钛将是冶金工业是最重要产品之一。

人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属元素是哪一种呢？这种金属已被科学家预言为钛。这是因为钛具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀等优点。

钛是1791年被英国牧师格累高尔发现的。1795年马丁，克拉普罗特在分析一种金红石时，认识到这种矿石是一种金属氧化物，并将这种金属命名为钛，由于钛很容易和常见的金属形成合金，在发现后很多年内，许多人企图从它的化合物中将它分离出来，都未获成功，直到1910年才由美国化学家亨特将很纯的TiCl4和金属Na一齐放进耐高压的钢缸中，将缸加热到红热，冷却后，洗去NaCl得到纯度高达99.9%的钛。

钛外观似钢，具有银灰光译。钛的强度大，钛合金抗拉强度达180kg/mm3。

钛的特性是度小（4.51g/cm3），硬度大，熔点高（1675℃），高纯度钛具有良好的。

钛是什么

元素钛是一种过渡金属，在过去很长一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。

钛外观似钢，具有银灰光译。钛的强度大，钛合金抗拉强度达180kg/mm3。

钛的特性是度小（4.51g/cm3），硬度大，熔点高（1675℃），高纯度钛具有良好的可塑性，但当有杂质存在时变得脆而硬。在室温时钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸和硝酸作用，但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。

钛很容易溶解于HF+HCl(H2SO4)中，钛最突出的性能是对海水的抗腐蚀性很强，有人将一块钛沉入海底，五年以后取上一看，上面粘附着许多小动物与海底植物，本身却一点也没有被锈蚀，依上亮光闪闪！钛具有超众的性能和储藏量大（在地壳中约占总重量的0.42%，在金属世界里排行第七，含钛的矿物多达70多种、在海水中含量是1ug/L，在海底结核中也含有大量的钛）的特点。目前钛的用途发展很快，已被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。

极细的钛粉，是火箭的好燃料；钛的抗腐蚀能力，比常用的不锈钢强15倍，使用寿命比不锈钢长10倍以上。在电影的底片和正片制作中，需要使用多种强酸强碱等药物，它们对洗印设备腐蚀十分严重，洗印设备中的齿轮最多只能使用几个月，1980年西安电影制片厂试用钛材，结果设备运转一年多时间，齿轮丝毫没有腐蚀。

钛在外科医疗手术上的应用，也非常引人入胜。目前，外科接骨是用不锈钢，使用不锈钢有一个缺点，就是接骨愈合之后，要把不锈钢片再取出来，这是件十分痛苦的事。

不然，不锈钢会因生锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。

在头损坏的地方，用钛片与钛螺丝钉，过了几个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里，新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联，起到支撑和加固作用，所以，钛被人们赞誉为“亲生物金属”。现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。

在炼钢工业中，少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。二氧比钛是一种宝贵的白色颜料，叫钛白。

钛白兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能，它是世界上最白的物质之一，1克钛白可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。特别可贵的是钛白无毒。

现在每年用做颜料的二氧化钛有几十万吨。由于二氧化钛具有高熔点的性质，常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

如何开发海水中的铀资源，是个大难题，海水中含有40万吨铀，从1956年起，人们才找到一种最有希望的铀吸附剂—水合二氧化钛，从此研制了一套以二氧化钛为基础的海洋提铀技术，每克吸附剂已达到吸附1毫克铀的水平。四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟。

由于它具有这种特性，在军事上常用它作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水汽多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住了敌人的视线。

钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时，会产生电流；一旦通电又会改变形状。

把钛酸钡放在超声波中，它受压便会产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱；相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。在用金色装饰工艺品和日用品中，由于它们的硬度低、容易刺破和磨损，不能耐久。

当在这些物质的表面镀一层氮化钛时，外观几乎和黄金的镀层一模一样，而比黄金以及硬质合金更耐磨，这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。有机钛聚合物，可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。

目前人类使用的四个系列的贮氢金属中，钛系是其中一种，也是比较便宜的一种，但目前人类还没有找到更理想的“贮氢金属”，一旦这个问题解决了，人们就可以用氢做燃料。 “钛飞机”可以减轻机体重量5吨，多载乘客100多名。

在新型喷气发动机中，钛合金已占整个发动机重量的18~25%；在最新出现的超音速飞机上，钛的使用量几乎占到整个机体结构总重量的95%，所以，如果没有钛合金就很难发展目前的超音速飞机。用钛制造的潜艇，不仅比钢制潜艇经久耐用，而且可以潜入更大的深度，钛潜艇可以下潜到4500米。

什么是钛合金

钛合金 p 概念定义：以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。

钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点，是较为理想的航天工程结构材料。研究范围：钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金，或α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金。

研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。（一）发展过程 50年代初~70年代初需求动力：为满足航空工业对材料的需求，钛合金受到重视并得以发展，技术基础主要是冶金学和工艺学。

主要特点：该阶段的特点是从材料的探索研究逐步转向应用。主要材料有Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等，主要用于航空发动机、航天用压力容器、发动机壳体等。

典型成果和产品：典型材料：Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn 70年代~90年代需求动力：钛合金应用领域的扩大，使钛工业得到迅速发展，新工艺和新技术推动钛合金成形工艺的发展。主要特点：该阶段的特点：（1）钛在航空航天工业应用量不断增加，在其它行业如海洋工程、化工、电力、冶金、医疗等方面的应用也日趋增多，成为第三金属。

（2）新型钛合金不断问世，如高强钛合金、耐热钛合金等。（3）采用新工艺技术如超塑成形、快速凝固技术和等温锻造等。

（4）为扩大应用而重视降低成本问题。典型成果和产品：典型材料： Ti-1100, Ti-1023, IMI834, Timetal62S, SP-700等（二）现有水平及发展趋势钛合金是航空航天工业应用较广的一种金属材料，按用途可分为结构钛合金和高温钛合金（使用温度>400℃）。

结构钛合金以Ti-6Al-4V为代表，该合金已广泛用于飞机、导弹上，并已由次承力结构件转为主结构件。为适应更高强度和韧性的要求（如强度提高至1275~1373MPa，比强度提高至29~33，弹性模量提高至196GPa），近年研制了许多新型钛合金，如美国的Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al;Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr（β-C）,Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-0.23Si,Ti-4.5Al-1.5Cr；英国的Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si(IMI500)、日本的SPF00、CR800、SP700和前苏联的BT22等。

其中Ti-15-333铸件和β-C可取代沉淀硬化不锈钢和镍基合金，Ti-6-22-22在美国先进战术战斗机（ATF）的样机F-22A中的用量占22%（重量）。日本的SP700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)，不仅强度高，而且在755℃达超塑性，延伸率可达2000%，成形性好，加工成本低，可取代Ti-6Al-4V，已用于航天构件。

高温钛合金近年来取得一定进展，在该领域中，美国和英国占据优势。但两国采用的开发方法和侧重点则截然不同。

英国采用的是以α相固溶强化为提高蠕变强度的必要手段而无需β相共存的方法，侧重于研究近α型合金，即开发以提高蠕变强度为主的Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si（使用温度400℃）、Ti-11Sn-2.25Al-5Zr-1Mo-0.2Si(IMI679，使用温度450℃)、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si(IMI685)合金和以改善疲劳强度为主的Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si(IMI829)和Ti-5.5Al-4.5Sn-4Zr-0.4Mo-0.8Nb-0.4Si(IMI834)。美国则采用通过牺牲疲劳强度来提高蠕变强度的方法，侧重研究钼含量较高的合金，如Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(6242，使用温度470℃)、6242S（使用温度500℃）合金。

随后，又研究开发了Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si合金（Ti-1100），其使用温度提高到600℃。最近美国又研制了Timetal21S(Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si)（又称β21S），使用温度704℃，可用于制造高温导管及压力管，被优选为美国国家空天飞机（NASP）机体用金属基复合材料的基体材料。

目前，这些新型高温钛合金均尚未进入实用化阶段。目前高强度钛合金超塑性成形技术发展很快，其发展趋势是气压成形等温锻造和真空成形法。

美国在钛合金的研制和应用方面，一直处于领先水平，据统计在美国的航空工业中，钛的消费比例为70%，美国在钛合金的成形方面，主要采用了超塑性条件下的等温锻造和板材成形。为降低成本，扩大应用，美国推出新牌号的合金，如Timetal62S(Ti-6Al-2Fe-0.1Si)，以铁代钒在成本上优于Ti-6Al-V，而且性能与之相当。

前苏联钛工业已有35年以上的历史，它的发展过程平稳，没有大的起伏。生产了大量的与Ti-6Al-4V及Ti-5Al-2.5Sn类似的合金以及一系列高温高强合金，并研究了特种耐蚀钛合金，如4200、4210、4207等，在航天工业中，前苏联广泛采用超塑性条件下钛合金的气压成形工艺。

英国在耐热钛合金的研究和应用方面同美国各占优势，但其侧重研究近α型合金，即大力开发以提高蠕变强度为重点的合金，如Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si、Ti-11Sn-2.25Al-5Zr-1Mo-0.2Si(IMI879)、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si(IMI685)等，其中IMI685在欧洲已获得广泛应用。近年来，日本在钛合金的研究方面也取得了较大进展，如为降低成本开发了SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)合金，该合金的成形性能优于Ti-6Al-4V。

日本采用低应变率的超塑性真空成形工艺。（三）主要研究机构美国钛金属公司（American Titanium Metal pany），主攻技术及工程：钛合金苏联全苏轻合金研究所（ВИЛС），主攻技术及工程：主攻技术：钛合金 ========================================= 铝合金是纯铝。

什么是钛合金

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素，有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。

氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度，对钛合金有显著强化效果，但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小，钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

钛是什么

钛元素发现于18世纪末，1791年英国化学爱好者W.格雷戈尔（Gregor）在矿物中发现一种未知新元素。1795年德国化学家M.H.克拉普鲁斯（Klaproth）在研究金红石（TiO2）时发现了该元素，他用希腊神话中大地之子泰坦（Titan）的名字来命名（中文按它原文名称的译音，定名为钛）。在古希腊，“泰坦精神”就是勇往直前的同义词，用titanium的名字来命名表示金属钛所具有的天然强度。

钛（Ti）---银灰色金属，比重4.5，熔点1668°C。钛是一种很特别的金属，质地非常轻盈，却又十分坚韧和耐腐蚀，它不会像银会变黑，在常温下终身保持本身的色调。钛的熔点与铂金相差不多，因此常用于航天.军工精密部件。加上电流和化学处理后，会产生不同的颜色。

由于钛的以上特性，它特有的银灰色调不论是高抛光.丝光.亚光都有很好的表现，是除贵金属铂，金以外最合适的首饰金属，在国外现代首饰设计中经常使用，是国际上流行的首饰用材。至于款型设计上，极简干净的切割，高度的设计性与低调的前卫风格，备受年轻白领的推崇。但由于钛的加工技术要求很高，用普通设备很难浇铸成型，用普通工具又很难将它焊接起来，所以很难形成生产规模。因此，在国内首饰市场很难见到它的踪影。

目前国内有许多称为钛钢首饰，用的材料不是钛，是不锈钢，为吸引人称为钛钢，有些甚至称为钛合金首饰，其实是不含钛的不锈钢首饰。

镀钛的历史和近代的创始人是谁？只要关于镀钛的,都想了解一下

镀钛

也叫

不锈钢钛

特点

膜层能在室外环境下长年不褪色

原理

借用惰性气体的辉光放电

1.PVD镀膜

2.PVD镀膜是物理蒸汽沉积。不锈钢镀膜，也叫不锈钢钛/锆镀膜，就是在一个真空容器内，在不锈钢表面形成钛/锆化合物的离子膜层，膜层能在室外环境下长年不褪色

3.工作原理

4. 在高温，真空钛金炉内，钛、锆金属。借用惰性气体的辉光放电使金属或合金蒸气离子化，离子经电场加速而沉积带负电荷的不锈钢板上，从而形成色泽丰富艳丽的金属膜

5.色泽永恒的PVD镀膜

6.PVD镀膜不同与传统的电镀等方式，因为其独特的性能，高硬度，防磨檫，不剥落，不褪色，高度防腐，并且不受紫外线影响，因此，PVD镀膜不锈钢是作为一种独特的装饰材料被广泛应用于各种装饰领域

7.独特性能

8.在烈日下，潮湿及一般的城市环境中保持不褪色

9.在紫外线下不会脱皮，不剥落，不掉色

10.可以在各种纹路，图案表面上镀许多颜色

11.PVD镀膜颜色范围

12.金色，黄铜色，玫瑰金色，银白色，黑色，古铜色，紫铜色，蓝色等

13.表面特征

14. 外观：纯金属膜，凝重而华丽的金属光泽

15. 抗腐蚀和氧化性：不褪色，不易划伤

16. 通用性：室内外主要的表面装饰工艺

17. 良好的可塑性：在弯曲90度以上，不易断裂或脱皮及表面檫伤

18. 耐抗性：硬度系数超过80RC

19. 耐久性：表面抛光可维持20年以上

20. 经济性：节约（减少）了一般镀铜（金）板所需清洁磨光的时间和花费，使用一块软布和玻璃清洁剂就可以

21. 抗破坏性：笔迹和图迹易消除

22. 环境适应性：防止有害物质的放射

『铝型材表面镀钛工艺』

铝型材镀钛金工艺，

属于镀膜技术，

它是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和

电镀工艺步骤，

预镀工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学

处理

;

电镀工艺的镀液成分包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、

光亮剂，本工艺具有简单、实用、效果佳等优点，本工艺制得的钛金铝型材其膜

层硬度

≈

1500

、同等条件下比镀

22K

金耐磨

150

倍，可加工成各种形态的金

色、彩色，黑色等光亮的多种系列铝型材产品。

铝型材镀钛金工艺，包括选材、抛光、化学除油、清水冲洗、活化、真空镀

钛工艺步骤，其特征在于它还包括：

、

预镀工艺，

该工艺是将活化后并经清水冲洗的钛金铝型材置于由食盐、

、

盐酸和水组成的液体中进行化学处理，

处理温度为常温，

处理时间至液体发生激

烈化学反应为止

;

、电镀工艺，该工艺中镀液成份包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫

酸钠、糖精、光亮剂，工艺条件：电流

3-4A /dm2

阴极移动、

5-7A/dm2

空气搅

拌，镀液温度

50-60

℃，

值

3.9-4.2

，电镀时间

分钟。