【扩大钛应用】亮丽健康的钛民用生活品

2022年06月13日 9:18 21344次浏览 来源:   分类: 钛应用   作者:

1795年,奥地利科学家克拉普罗特(M.A.Klaproth)在研究金红石时,发现了一种新元素,以希腊神话人物蒂希安(Titans)命名,这就是“钛”名称的来源。1910年,美国化学家享特(M.A.Hunter)以钠还原四氯化钛制得较纯的钛;1932年,卢森堡科学家克罗尔(W.J.Kroll)用钨还原四氯化钛获得钛;1940年,克罗尔又在氩保护下用镁还原四氯化钛制得钛,奠定了20世纪70年代以来工业制钛的基础。

钛在高温下易与氧、氮、氢、水汽、氦、一氧化碳、二氧化碳等物质发生化学反应,因此,钛可作为良好的吸气剂。钛的表面能生成致密的氧化膜,有保护作用,因此,钛在海水、碱性溶液、硝酸、含水氯中有很强的抗腐蚀能力,在浓度小于5%的稀盐酸和稀硫酸中,也有一定的抗腐蚀能力。氢化钛很脆,易磨成粉,钛在一定温度范围内吸氢,升高温度又放出来,成为一种良好的储氢材料。

钛的物理性能与其杂质含量及种类密切相关,含有杂质氧、氮、碳会增加其硬度,铁还会降低其抗蚀性,因此,工业用钛对其杂质含量有着严格要求。

钛作为民用生活品的优点

钛是一种亲生物金属,是制造民用生活品的优秀材料,虽然银也可以用于制作民用生活品,但银的价格比钛高,且综合性能远不如钛。

钛在制造民用生活品方面有较多优点:

亲生物性。钛与人体骨骼接近,与人体组织具有良好的生物相容性,无任何毒副作用。当下,全球外科的植入钛合金年增长率高达约15%。

无重金属污染。工业纯钛的钛含量都大于99%,仅含微量的Fe、C等,不含对人体有害的Hg、Cr、As、Cd等重金属,其他重金属的含量均低至国家标准的1/3,甚至1/10。因此,钛成为制造锅、热水器和壶、杯等民用生活品的上乘材料,也是制备儿童生活用品的优秀材料。

抑菌功能明显。钛表面的氧化膜可抑制细菌繁殖与生长,有害细菌在钛容器中很难生存。中国和日本的一些钛业公司开发的钛筷子、水杯、运动壶、茶杯、酒杯等民用生活品,深受消费者喜爱。

轻便易携带。钛的密度为4.51g/cm3,比不锈钢的(7.8g/cm3)小,因此,相同体积的钛比不锈钢轻得多,钛水壶及其他用品由于质量轻、体积小而受到户外运动爱好者的青睐。

不易变形。钛的熔点高达1667℃,可在600℃的高温下长期使用且不会变形,不会发生疲劳破坏,不会产生氧化脱落。

优异的抗腐蚀性和综合性能。钛的抗蚀性、力学性能和工艺性能较好,在化工、制药、制碱等生产中,钛作为耐腐蚀材料,可用于代替不锈钢、镍合金和其他稀有金属。使用钛制工业设备对增加产量、提高产品质量、延长设备使用期限、降低生产成本、防止污染、保护环境、改善劳动条件和提高生产率均有着十分重要的意义。

2021年,中国钛制锅具约1000万只,每只钛材用量约1kg,即冷轧钛带用量达1万吨;钛制水具(杯、壶)约1100万只,若每只水具钛材用量0.3kg,则钛材总用量约3300吨。其他钛用品如碗筷、刀叉、运动及户外用品等无法估算。

责任编辑:杨一鸣

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