Губчатый титан – это пористое металлическое титановое твердое вещество губчатой формы, произведенное методом металлотермического восстановления, являющееся ключевым сырьем для титановых материалов, титанового порошка и титановых сплавов. Его чистота достигает 99,1%~99,7%, в основном пол...
Губчатый титан — это пористое металлическое титановое твердое вещество губчатой формы, произведенное методом металлотермического восстановления, являющееся ключевым сырьем для титановых материалов, титанового порошка и титановых сплавов. Его чистота достигает 99,1%~99,7%, в основном получается путем реакции тетрахлорида титана с магнием или натрием.
Ниже приведены его ключевые характеристики и классификация применений:
Ключевые характеристики
1.Физическая форма
Рыхлая пористая губчатая структура, светло-серые гранулы или куски, обладают большой удельной поверхностью (способствует последующей плавке и обработке).
2.Химический состав
Содержание титана ≥99,1%, содержит небольшое количество кислорода (0,06%~0,20%), азота, железа и других примесей. По чистоте подразделяется на 7 классов от уровня 0A (высший) до 5-го.
3.Механические свойств
Твердость по Бринеллю 100~157, плотность 4,51 г/см³ (всего 57% от стали), сочетает характеристики низкой плотности и высокой прочности.
Производственный процесс (основной метод Кролла)
1.Хлорирование и очистка
Титановая руда (рутил/ильменит) реагирует с хлором и углеродом с образованием грубого тетрахлорида титана (TiCl₄), который затем очищается дистилляцией:
\ce{TiO2 + 2Cl2 + C -> TiCl4 + CO2}
2.Магниетермическое восстановление
Чистый TiCl₄ реагирует с расплавленным магнием в аргоне при 800~850°C, образуя губчатый титан и хлорид магния:
\ce{TiCl4 + 2Mg -> Ti + 2MgCl2}
3.Вакуумная дистилляция
Отделение остаточного MgCl₂, получение конечного пористого губчатого титана.
Ключевые области применения
Отрасль | Применение | Преимущества характеристик |
Аэрокосмическая | Конструкционные элементы самолетов, компоненты двигателей | Удельная прочность в 1,5 раза выше алюминиевых сплавов, снижение веса на 10%~15% |
Медицинские имплантаты | Искусственные суставы, зубные имплантаты | Превосходная биосовместимость (частота отторжения <1,5%) |
Химическое оборудование | Реакторы, коррозионностойкие трубопроводы | Устойчивость к 30% соляной кислоте (скорость коррозии <0,1 мм/год) |
Новая энергетика | Биполярные пластины топливных элементов, теплообменники опреснения морской воды | Устойчивость к биологическому обрастанию, срок службы увеличен в 3 раза |
Особые меры предосторожности
1.Нельзя использовать напрямую:Требуется переплавка в дуговой печи в титановые слитки перед обработкой;
2.Требования к хранению: Герметичное хранение в аргоне для предотвращения окисления, избегать поглощения влаги.
На долю производственных мощностей Китая приходится более 60% мировых, продукция высокого класса 0A в основном поставляется для военной и аэрокосмической отраслей.