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【擴大鈦應用】亮麗健康的鈦民用生活品

放大字體  縮小字體 發布日期:2022-06-13  來源:中國有色網  瀏覽次數:0

1795年,奧地利科學家克拉普羅特(M.A.Klaproth)在研究金紅石時,發現了一種新元素,以希臘神話人物蒂希安(Titans)命名,這就是“鈦”名稱的來源。1910年,美國化學家享特(M.A.Hunter)以鈉還原四氯化鈦制得較純的鈦;1932年,盧森堡科學家克羅爾(W.J.Kroll)用鎢還原四氯化鈦獲得鈦;1940年,克羅爾又在氬保護下用鎂還原四氯化鈦制得鈦,奠定了20世紀70年代以來工業制鈦的基礎。

鈦在高溫下易與氧、氮、氫、水汽、氦、一氧化碳、二氧化碳等物質發生化學反應,因此,鈦可作為良好的吸氣劑。鈦的表面能生成致密的氧化膜,有保護作用,因此,鈦在海水、堿性溶液、硝酸、含水氯中有很強的抗腐蝕能力,在濃度小于5%的稀鹽酸和稀硫酸中,也有一定的抗腐蝕能力。氫化鈦很脆,易磨成粉,鈦在一定溫度范圍內吸氫,升高溫度又放出來,成為一種良好的儲氫材料。

鈦的物理性能與其雜質含量及種類密切相關,含有雜質氧、氮、碳會增加其硬度,鐵還會降低其抗蝕性,因此,工業用鈦對其雜質含量有著嚴格要求。

鈦作為民用生活品的優點

鈦是一種親生物金屬,是制造民用生活品的優秀材料,雖然銀也可以用于制作民用生活品,但銀的價格比鈦高,且綜合性能遠不如鈦。

鈦在制造民用生活品方面有較多優點:

親生物性。鈦與人體骨骼接近,與人體組織具有良好的生物相容性,無任何毒副作用。當下,全球外科的植入鈦合金年增長率高達約15%。

無重金屬污染。工業純鈦的鈦含量都大于99%,僅含微量的Fe、C等,不含對人體有害的Hg、Cr、As、Cd等重金屬,其他重金屬的含量均低至國家標準的1/3,甚至1/10。因此,鈦成為制造鍋、熱水器和壺、杯等民用生活品的上乘材料,也是制備兒童生活用品的優秀材料。

抑菌功能明顯。鈦表面的氧化膜可抑制細菌繁殖與生長,有害細菌在鈦容器中很難生存。中國和日本的一些鈦業公司開發的鈦筷子、水杯、運動壺、茶杯、酒杯等民用生活品,深受消費者喜愛。

輕便易攜帶。鈦的密度為4.51g/cm3,比不銹鋼的(7.8g/cm3)小,因此,相同體積的鈦比不銹鋼輕得多,鈦水壺及其他用品由于質量輕、體積小而受到戶外運動愛好者的青睞。

不易變形。鈦的熔點高達1667℃,可在600℃的高溫下長期使用且不會變形,不會發生疲勞破壞,不會產生氧化脫落。

優異的抗腐蝕性和綜合性能。鈦的抗蝕性、力學性能和工藝性能較好,在化工、制藥、制堿等生產中,鈦作為耐腐蝕材料,可用于代替不銹鋼、鎳合金和其他稀有金屬。使用鈦制工業設備對增加產量、提高產品質量、延長設備使用期限、降低生產成本、防止污染、保護環境、改善勞動條件和提高生產率均有著十分重要的意義。

2021年,中國鈦制鍋具約1000萬只,每只鈦材用量約1kg,即冷軋鈦帶用量達1萬噸;鈦制水具(杯、壺)約1100萬只,若每只水具鈦材用量0.3kg,則鈦材總用量約3300噸。其他鈦用品如碗筷、刀叉、運動及戶外用品等無法估算。

 

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