鈦行業發展史
分類:行業新聞 發布時間:2026-02-04 11:45:23 瀏覽量:
鈦是一種新金屬,由于它具有一系列優異特性,被廣泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器皿等工業生產中,它被譽為現代金屬。金屬鈦生產從1948年至今有半個世紀的歷史,它是伴隨著航空和航天工業從而發展起來的新興工業。它的發展經受了數次大起大落,這是因為鈦與飛機制造業有關的緣故。但總的說來,鈦發展的速度是很快的,它超過了任何一種其他有色金屬的發展速度。|
1791年英國牧師W.格雷戈爾(Gregor)在黑磁鐵礦中發覺了一種新的金屬元素。1795年德國化學家M.H克拉普魯斯(Klaproth)在研究紅石時也發現了該元素,并以希臘神Titans命名之。1910年美國科學家M.A.亨特(Hunter)首次用鈉還遠TiCi:制得了純鈦。1940年盧森堡科學家W.J克勞爾(Kroll)用鎂還原TiCi:制得了純鈦。從今,鎂還原法(又稱為克勞爾法)和鈉還原法(有稱為亨特法)成為生產海綿鈦的工業方法。美國在1948年用鎂還原法制出2T海綿鈦,從今達到了工業生產規模。隨后,英國、日本、前蘇聯和中國也相繼進入工業化生產,其中主要的產鈦大國為前蘇聯、日本和美國。
從發覺鈦元素到制得純品,歷時一百多年。而鈦真正得到利用,熟悉其原來的真面目,則是本世紀40年月以后的事情了。
地理表面十公里厚的地層中,含鈦達到千分之六,比銅多61倍。任憑總地上抓其一把泥土,其中都含有千分之幾的鈦,時間上儲量超過一千萬噸的鈦礦并不稀罕。
海灘上有億噸的砂石,鈦和鋯這兩種比砂石重的礦物,就混雜在砂石中,經過海水千百萬年晝夜不停是淘洗,把比較重的鈦鐵礦和鋯英砂礦沖在一起,在漫長的海岸邊,形成了一片一片的鈦礦層和鋯礦層。這種礦層是一種黑色的砂子,通常有幾厘米到幾十厘米厚。
鈦沒有磁性,用鈦建筑的核潛艇不必擔憂磁性水雷的攻擊。
1947年人們才開頭在工廠里冶煉鈦,當年,產量只有2噸。1955年產量激增到2萬噸。1972年,年產量達到20萬噸。鈦的硬度與鋼鐵差不多,而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半,鈦雖然稍稍比鋁重一點,它的硬度卻比鋁大2倍。現在,在宇宙火箭和導彈中,就大量用鈦代替鋼鐵。據統計,目前世界上每年用于宇宙航行的鈦,已達一千噸以上極細的鈦粉,還是火箭的好燃料,所以鈦被譽為宇宙金屬,空間金屬。
鈦的耐熱性很好,熔點高達1725°C。在常溫下,太刻意安然無恙的躺在各種強酸強堿的溶液中。就連最兇狠的酸--王水,也不能腐蝕它。鈦不怕海水,有人曾把一塊鈦沉入海底,五年以后取上來一看,上面粘了很多小動物與海底植物,卻一點也沒有生銹,依舊亮閃閃到的。
現在,人民開頭用鈦來制造潛艇---鈦潛艇。由于鈦特別牢固,能承受狠高的壓力,這種潛艇可以在深達4500米的深海中航行。
鈦耐腐蝕,所以在化學工業上常常要用到它。過去化學反應器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那劇烈的腐蝕劑--熱硝酸,每隔半年這種部件就要統統換掉,現在用鈦來制造這些部件,雖然成本比不銹鋼的貴一些,但是它可以連續不斷的使用五年,計算起來反而合算得多。
鈦的最大缺點就是難于提煉。主要是因為鈦在高溫化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他很多元素化合。因此不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心的防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至在冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦灰從氧化鋁里奪取氧。現在人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體---氦氣和氬氣中相作用,來提煉鈦。
人們利用鈦在高溫下化合能力極強的特點,在煉鋼的時候,氮很簡單溶解在鋼水里,當鋼錠冷卻的時候,鋼錠中就形成氣泡,影響鋼 的質量,所以煉鋼工人往水里加進金屬鈦,使它與氮化合,變成爐渣--氮化鈦,浮在鋼水表面,這樣鋼水就比較純潔了。
當超音速飛機飛行時,它的機翼的溫度可以達到500°c。如用比較耐熱的鋁合金制造機翼,一到二三百度也會吃不消,必須有一種又輕、又韌、有耐高溫的材料來代替鋁合金乙鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經受得住零下一百多度的考驗,在這種低溫下,鈦照舊有很好的韌性而不發脆。
利用鈦和鋯對空氣的強大汲取力,可以除去空氣,造成真空。比方利用鈦制成的真空泵,可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。
鈦的氧化物--二氧化鈦,是潔白的粉末,是最好的白色顏料,俗稱鈦白粉。以前,人們開采鈦礦,主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白粉的粘附力強,不易起化學變化,永久是潔白的。特殊珍貴的是太白粉無毒。它的熔點很高,被用來制造耐火玻璃,釉料,琺瑯,陶土,耐高溫的實驗器皿等。
二氧化鈦是世界上最白的東西,一克二氧化鈦可以把450多平方米的面積涂得潔白,它比常用的白顏料--鋅鋇白海要白5倍,因此是調制白油漆的最好顏料。時間上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白并且不透明,效果比其他物質大10倍,因此鈔票紙和美術品用紙就要加入二氧化鈦。此外,為了是塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時也要添加二氧化鈦,在橡膠工業上,二氧化鈦海被用作為白色橡膠的填料。
四氯化鈦是種好玩的液體,它有股刺鼻的氣味,在濕空氣中便會大冒白煙---它水解了,變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在軍事上,人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣,作為人造煙霧劑。特殊是在海洋上,水氣多,一放四氯化鈦,濃煙就像一道白色的長城,攔住了敵人的視線。在農業上人們利用四氯化鈦來防霜。
鈦酸鋇晶體有這樣的特性:當它受壓力而轉變外形的時候,會產生電流,一通電又會轉變外形。于是,人們就把鈦酸鋇放在超聲波中,它受壓便產生電流,由它所產生的電流的大小可以測知超聲波的強弱。相反,用高頻電流通過它,則可以產生超聲波。現在幾乎全部的超聲波儀器中,都要用到鈦酸鋇。除此之外,鈦酸鋇改由很多用途。例如:鐵路工人把它放到鐵軌下面,來測量火車通過的壓力;醫生用它制成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器,是鋒利的水下眼睛,它布置能夠看到魚群,而且海可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。
冶煉鈦時,要經過復雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,在放到密封的不銹鋼灌中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的,還必須把它們在電爐中熔化成液體,才能鑄成鈦錠,單制造這種電爐又談何簡單!除了電爐的空氣必須抽潔凈外,更傷腦經的是簡直找不到盛裝液體鈦的坩堝,因為一般的耐火材料不含有氧化物,而其中的氧就會被液態鈦奪走。后來人們最終創造了一種“水冷同坩堝”的電爐。這種電爐只要中央一部分區域很熱,其余部分都是冷的,鈦在電爐中熔化后,流到用水冷卻的同坩堝壁上,立刻形成鈦錠。用這種方法已加能夠生產幾噸重的鈦塊,但它的成本 就可想而知了。
進入90年月后,由于軍用鈦量減弱和俄羅斯等一些國家拋售庫存海綿鈦,使前幾年市場疲軟。1995年鈦的市場開頭回升,主要由于B777等民用飛機和高爾夫球桿等民用鈦量大幅度增加,2011年鈦的需求量達到一個新的高點。專家預估今后幾年內鈦的需求量將大幅度增長。目前阻礙鈦應用的主要原因是價格貴。可以預料,隨著科學技術的進步和鈦生工藝的不斷完善、擴大企業的生產能力和提高管理水平、進一步降低鈦制品的成本,必定會開拓出更廣泛的鈦市場
1791年英國牧師W.格雷戈爾(Gregor)在黑磁鐵礦中發覺了一種新的金屬元素。1795年德國化學家M.H克拉普魯斯(Klaproth)在研究紅石時也發現了該元素,并以希臘神Titans命名之。1910年美國科學家M.A.亨特(Hunter)首次用鈉還遠TiCi:制得了純鈦。1940年盧森堡科學家W.J克勞爾(Kroll)用鎂還原TiCi:制得了純鈦。從今,鎂還原法(又稱為克勞爾法)和鈉還原法(有稱為亨特法)成為生產海綿鈦的工業方法。美國在1948年用鎂還原法制出2T海綿鈦,從今達到了工業生產規模。隨后,英國、日本、前蘇聯和中國也相繼進入工業化生產,其中主要的產鈦大國為前蘇聯、日本和美國。
從發覺鈦元素到制得純品,歷時一百多年。而鈦真正得到利用,熟悉其原來的真面目,則是本世紀40年月以后的事情了。
地理表面十公里厚的地層中,含鈦達到千分之六,比銅多61倍。任憑總地上抓其一把泥土,其中都含有千分之幾的鈦,時間上儲量超過一千萬噸的鈦礦并不稀罕。
海灘上有億噸的砂石,鈦和鋯這兩種比砂石重的礦物,就混雜在砂石中,經過海水千百萬年晝夜不停是淘洗,把比較重的鈦鐵礦和鋯英砂礦沖在一起,在漫長的海岸邊,形成了一片一片的鈦礦層和鋯礦層。這種礦層是一種黑色的砂子,通常有幾厘米到幾十厘米厚。
鈦沒有磁性,用鈦建筑的核潛艇不必擔憂磁性水雷的攻擊。
1947年人們才開頭在工廠里冶煉鈦,當年,產量只有2噸。1955年產量激增到2萬噸。1972年,年產量達到20萬噸。鈦的硬度與鋼鐵差不多,而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半,鈦雖然稍稍比鋁重一點,它的硬度卻比鋁大2倍。現在,在宇宙火箭和導彈中,就大量用鈦代替鋼鐵。據統計,目前世界上每年用于宇宙航行的鈦,已達一千噸以上極細的鈦粉,還是火箭的好燃料,所以鈦被譽為宇宙金屬,空間金屬。
鈦的耐熱性很好,熔點高達1725°C。在常溫下,太刻意安然無恙的躺在各種強酸強堿的溶液中。就連最兇狠的酸--王水,也不能腐蝕它。鈦不怕海水,有人曾把一塊鈦沉入海底,五年以后取上來一看,上面粘了很多小動物與海底植物,卻一點也沒有生銹,依舊亮閃閃到的。
現在,人民開頭用鈦來制造潛艇---鈦潛艇。由于鈦特別牢固,能承受狠高的壓力,這種潛艇可以在深達4500米的深海中航行。
鈦耐腐蝕,所以在化學工業上常常要用到它。過去化學反應器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那劇烈的腐蝕劑--熱硝酸,每隔半年這種部件就要統統換掉,現在用鈦來制造這些部件,雖然成本比不銹鋼的貴一些,但是它可以連續不斷的使用五年,計算起來反而合算得多。
鈦的最大缺點就是難于提煉。主要是因為鈦在高溫化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他很多元素化合。因此不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心的防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至在冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦灰從氧化鋁里奪取氧。現在人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體---氦氣和氬氣中相作用,來提煉鈦。
人們利用鈦在高溫下化合能力極強的特點,在煉鋼的時候,氮很簡單溶解在鋼水里,當鋼錠冷卻的時候,鋼錠中就形成氣泡,影響鋼 的質量,所以煉鋼工人往水里加進金屬鈦,使它與氮化合,變成爐渣--氮化鈦,浮在鋼水表面,這樣鋼水就比較純潔了。
當超音速飛機飛行時,它的機翼的溫度可以達到500°c。如用比較耐熱的鋁合金制造機翼,一到二三百度也會吃不消,必須有一種又輕、又韌、有耐高溫的材料來代替鋁合金乙鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經受得住零下一百多度的考驗,在這種低溫下,鈦照舊有很好的韌性而不發脆。
利用鈦和鋯對空氣的強大汲取力,可以除去空氣,造成真空。比方利用鈦制成的真空泵,可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。
鈦的氧化物--二氧化鈦,是潔白的粉末,是最好的白色顏料,俗稱鈦白粉。以前,人們開采鈦礦,主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白粉的粘附力強,不易起化學變化,永久是潔白的。特殊珍貴的是太白粉無毒。它的熔點很高,被用來制造耐火玻璃,釉料,琺瑯,陶土,耐高溫的實驗器皿等。
二氧化鈦是世界上最白的東西,一克二氧化鈦可以把450多平方米的面積涂得潔白,它比常用的白顏料--鋅鋇白海要白5倍,因此是調制白油漆的最好顏料。時間上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白并且不透明,效果比其他物質大10倍,因此鈔票紙和美術品用紙就要加入二氧化鈦。此外,為了是塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時也要添加二氧化鈦,在橡膠工業上,二氧化鈦海被用作為白色橡膠的填料。
四氯化鈦是種好玩的液體,它有股刺鼻的氣味,在濕空氣中便會大冒白煙---它水解了,變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在軍事上,人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣,作為人造煙霧劑。特殊是在海洋上,水氣多,一放四氯化鈦,濃煙就像一道白色的長城,攔住了敵人的視線。在農業上人們利用四氯化鈦來防霜。
鈦酸鋇晶體有這樣的特性:當它受壓力而轉變外形的時候,會產生電流,一通電又會轉變外形。于是,人們就把鈦酸鋇放在超聲波中,它受壓便產生電流,由它所產生的電流的大小可以測知超聲波的強弱。相反,用高頻電流通過它,則可以產生超聲波。現在幾乎全部的超聲波儀器中,都要用到鈦酸鋇。除此之外,鈦酸鋇改由很多用途。例如:鐵路工人把它放到鐵軌下面,來測量火車通過的壓力;醫生用它制成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器,是鋒利的水下眼睛,它布置能夠看到魚群,而且海可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。
冶煉鈦時,要經過復雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,在放到密封的不銹鋼灌中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的,還必須把它們在電爐中熔化成液體,才能鑄成鈦錠,單制造這種電爐又談何簡單!除了電爐的空氣必須抽潔凈外,更傷腦經的是簡直找不到盛裝液體鈦的坩堝,因為一般的耐火材料不含有氧化物,而其中的氧就會被液態鈦奪走。后來人們最終創造了一種“水冷同坩堝”的電爐。這種電爐只要中央一部分區域很熱,其余部分都是冷的,鈦在電爐中熔化后,流到用水冷卻的同坩堝壁上,立刻形成鈦錠。用這種方法已加能夠生產幾噸重的鈦塊,但它的成本 就可想而知了。
進入90年月后,由于軍用鈦量減弱和俄羅斯等一些國家拋售庫存海綿鈦,使前幾年市場疲軟。1995年鈦的市場開頭回升,主要由于B777等民用飛機和高爾夫球桿等民用鈦量大幅度增加,2011年鈦的需求量達到一個新的高點。專家預估今后幾年內鈦的需求量將大幅度增長。目前阻礙鈦應用的主要原因是價格貴。可以預料,隨著科學技術的進步和鈦生工藝的不斷完善、擴大企業的生產能力和提高管理水平、進一步降低鈦制品的成本,必定會開拓出更廣泛的鈦市場
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