1. Nuevos procesos, tecnologías y nuevos usos del titanio
1.1 Métodos de preparación de titanio
Aunque el titanio es de naturaleza relativamente abundante, es un metal raro porque está dispersado y difícil de extraer. En la actualidad, la preparación de titanio se divide en dos categorías:método de reducción térmica yMétodo de electrólisis de sal fundida.
(1) Preparación de titanio por método de reducción térmica El método de reducción térmica es reducir el titanio de los compuestos de titanio como TiCl 4, TiO 2, K 2 TIF 6, etc. a una cierta temperatura utilizando agentes reductores fuertes como Li, Na, Mg, CA y sus hidridios. Dependiendo del compuesto de titanio, el método de reducción térmica para preparar titanio se puede dividir en tres categorías:
① Método redox del cloruro de titanio, como el método Kroll, el método Hunter, el método Armstrong y el método EMR;
② Método redox del óxido de titanio, como el método OS, el proceso PRP, el método MHR;
③ Método redox de titanato.
Actualmente, solo el método Kroll y el método Hunter se pueden aplicar con éxito en la producción industrial. El método Kroll utiliza magnesio para reemplazar el titanio en cloruro, mientras que el método Hunter usa sodio para reemplazar el titanio en cloruro. Además, el método Armstrong desarrollado por Chicago International Titanium Powder Company en los Estados Unidos es similar al método Hunter en el sentido de que también utiliza el sodio como agente reductor para purificar el titanio. Estados Unidos ha comenzado a utilizar este método para la preproducción en fábricas.
(2) Preparación de titanio por electrólisis de sal fundida en 1959, Kroll predijo que la electrólisis de sal fundida reemplazaría el método Kroll y se convertiría en el método principal para producir titanio en los próximos años 5-10. Con los años, las instituciones y laboratorios de investigación científica en el hogar y en el extranjero han desarrollado un total de más de una docena de nuevas tecnologías para preparar el titanio mediante electrólisis de sal fundida.
Se pueden dividir en las siguientes tres categorías de acuerdo con las materias primas:
① Electrólisis de titanatos;
② electrólisis de cloruros de titanio;
③ Electrólisis de óxidos de titanio, incluido el método FFC Cambridge, el proceso MER, el proceso USTB, el proceso QIT, el método SOM y el método de electrólisis de líquido iónico.
1.2 Nuevos usos del titanio
Desde la década de 1940, el uso de titanio se ha desarrollado rápidamente y se ha utilizado ampliamente enaviones, cohetes, misiles, satélites artificiales, naves espaciales, barcos, industria militar, tratamiento médico, industria petroquímica y otros campos. La última investigación ha encontrado que el cuerpo humano contiene una cierta cantidad de titanio, que puede estimular los fagocitos y mejorar la inmunidad. Por lo tanto, muchos laboratorios están comprometidos con el desarrollo y la aplicación de titanio biológico.
2. Nuevos procesos, tecnologías y nuevos usos de las aleaciones de titanio
2.1 Métodos de preparación de aleaciones de titanio
El procesamiento tradicional de las aleaciones de titanio generalmente adopta la tecnología de fusión y fundición. Las últimas tecnologías de procesamiento se dividen en las siguientes categorías:(1) tecnología de formación cercana a la red; (2) tecnología de soldadura por fricción de alambre; (3) tecnología de formación superplástica; (4) Tecnología de simulación por computadora de preparación de materiales y proceso de procesamiento.
La tecnología de formación cercana a la red incluye formación de láser, fundición de precisión, falsificación de troqueles de precisión, metalurgia en polvo, moldeo por inyección y otros métodos. La metalurgia en polvo es un nuevo proceso que utiliza titanio en polvo o aleación de titanio en polvo como materia prima, a través de la formación y la sinterización, para fabricar piezas de titanio.
1. Para producir polvo, el método de aleación mecánica generalmente se usa, utilizando un molino de bolas para impactar fuertemente, moler y revolver las materias primas.
2. La aleación que se ha formado en polvo se presiona y se forma. Hay dos métodos apremiantes, a saber, la formación de presión y la formación sin presión. El propósito de este paso es obtener una cierta forma y tamaño del embrión prensado, y hacer que tenga una cierta densidad y resistencia.
3. Después de que el blanco se somete a la sinterización de plasma de descarga, los troqueles superiores e inferiores y los electrodos energizados se usan para aplicar una fuente de alimentación de sinterización específica y una presión de presión al polvo sinterizado, y los materiales de titanio de alto rendimiento se obtienen a través de la activación de la descarga, la deformación termoplástica y el enfriamiento.
4. La aleación de titanio después de la sinterización de plasma se procesa posteriormente, generalmente tratamiento térmico o procesamiento de plástico.
2.2 usos de aleaciones de titanio
Las aleaciones de titanio se usaron ampliamente en el campo aeroespacial en los primeros días, se usaron principalmente para hacer motores de aeronaves o componentes neumáticos. En la actualidad, las aleaciones de titanio se han utilizado en dispositivos civiles, de fábrica o domésticos. El nuevo desarrollo de aleaciones de titanio se concentra principalmente en los siguientes cinco aspectos.
(1) Las aleaciones de aleaciones de titanio médico tienen baja densidad y buena biocompatibilidad, lo que los convierte en materiales médicos ideales que pueden implantarse en el cuerpo humano.
(2) Las aleaciones de aleaciones de titanio-retardante de llama que pueden resistir la combustión bajo cierta presión, temperatura y caudal de aire son aleaciones de titanio-retardante de llama. Estados Unidos, Rusia y China han desarrollado sucesivamente nuevas aleaciones de titanio de retardantes de llama. Entre ellos, Estados Unidos usa estas aleaciones de titanio-retardante de llama en los motores. Debido a que estas aleaciones de titanio no son sensibles a la combustión, pueden mejorar en gran medida la estabilidad del motor.
(3) La aleación de titanio de tipo de alta resistencia y alta tensión tiene las características de alta resistencia, buena soldabilidad y un excelente rendimiento de procesamiento en caliente y frío. Y sus propiedades mecánicas mejoran en gran medida después del tratamiento con envejecimiento de la solución.
(4) Compuesto de titanio de aluminio de titanio El compuesto de aluminio de titanio tiene un buen rendimiento de temperatura, buena resistencia a la oxidación y resistencia a la fluencia en comparación con las aleaciones generales de titanio, y su densidad es menor que la de las aleaciones generales de titanio.
(5) La aleación de titanio de alta temperatura combina un método de solidificación rápida con el método de metalurgia de polvo, y utiliza materiales compuestos reforzados por fibra o partículas para preparar aleaciones de titanio con excelentes características mecánicas de alta temperatura. El límite de temperatura de servicio de la aleación de titanio a alta temperatura es mucho más alto que el de la aleación de titanio ordinaria.
(6) Aleación de níquel de titanio La aleación compuesta de titanio y níquel se llama "aleación de memoria". Esta aleación se convierte en una forma predeterminada y luego después de dar forma al tratamiento. Si está deformado por la fuerza externa, se puede restaurar a su apariencia original mediante un calentamiento ligeramente. Esta aleación se puede usar en varios campos, como instrumentación, dispositivos electrónicos, etc.
