【行业】钛合金专题-航空引领钛产业发展(41页)
钛因其优良特性而被誉为“未来金属”。钛是一种银灰色的过渡金属,最常见的化合物为二氧化钛(钛白粉)。钛在常温下会迅速形成一层致密的氧化膜,这让它具有良好的抗腐蚀能力,常温下几乎不与酸、碱、氯化物发生反应。钛的熔点高达 1660℃,这让其具有良好的耐高温属性,在高温也能保持一定的强度。钛在具有高强度的同时密度仅有 4.54g/cm3,因此它的比强度高于多数其他金属结构材料。钛是安全无毒的金属,生理上对人体几乎都是惰性的,因此其具有良好的生物相容性。钛具有诸多的良好属性使其具有广泛的应用前景。
目前大规模工业生产钛的方式为 Kroll法。钛的冶炼方式主要为金属热还原法和熔盐电解两种。金属热还原法指利用还原性较强的金属来还原钛氧化物、钛氯化物等来制备金属钛;熔盐电解法是以碱金属的氯化物作为电解质,以含钛化合物为原料通电进行电解制备金属钛。目前工业上主要使用金属热还原法,主要有镁热还原法(Kroll 法)和钠热还原法( Hunter 法、Armstrony 法)两类。镁热还原法为 20 世纪 40 年代 Kroll 发明,1948 年美国杜邦公司开始使用这种方法生产海绵钛。20 世纪中期Hunter 工艺开始进行商业化生产,Hunter 法生产的钛纯度要高于 Kroll法,但成本更高。由于钠热还原法成本较高,目前工业上广泛使用为 Kroll法。
钛产品主要应用于化工、航空等多个领域。钛的应用分为化工和金属两条路径,化工路径最终产品为钛白粉,金属路径最终产品为各类钛材。根据中国化工制造网,全球 90%的钛被用来生产钛白粉,钛白粉可以提供优异的白度、遮盖和耐候性,因此其作为白色无机颜料被广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤等行业。钛材包含钛及钛合金,其中钛合金是以钛为基含有其他合金元素和杂质的合金。合金元素的添加具有提高钛合金的弹性模量、热强度,以及改善合金的加工塑性、降低变形抗力等效果。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会,2021 年我国钛材的消费主要集中在化工、航空航天、电力、冶金、医药等领域。


