制備金屬钛的工藝流程?、钛的新工藝、新技術及新用途，現在小編就來說說關于制備金屬钛的工藝流程?下面内容希望能幫助到你，我們來一起看看吧!

制備金屬钛的工藝流程

、钛的新工藝、新技術及新用途

2.1 钛的制備方法

雖然钛在自然界中含量相對豐富，但是因為其存在分散，且難以提取，所以钛也是一種稀有金屬。目前來說钛的制備一共分為兩大類 ：熱還原法和熔鹽電解法。

(1)熱還原法制備钛

熱還原法是在一定溫度下，利用Li、Na、Mg、Ca及其氫化物等強還原劑，把钛從钛的化合物如TiCl 4 、TiO 2 、K 2 TiF 6 等中還原出來。根據钛化合物的不同，可将熱還原法制備钛的技術分為三大類 ：

①钛的氯化物的氧化還原法，如Kroll法、Hunter法、Armstrong法和EMR法等 ;

②钛的氧化物的氧化還原法，如OS法、PRP工藝、MHR法等 ;

③钛酸鹽的氧化還原法。

目前隻有Kroll法和Hunter法能夠成功應用在工業生産中。Kroll法是利用金屬鎂将氯化物中的钛置換出來，Hunter法是利用金屬鈉将氯化物中的钛置換出來。此外，美國芝加哥國際钛粉公司開發的Armstrong法，其制備方法類似于Hunter法，也是利用還原劑鈉對金屬钛進行提純。美國已經開始利用這一方法進行工廠裡面的預生産。

(2)熔鹽電解法制備钛

1959年，Kroll預言在未來5-10年内熔鹽電解将會取代Kroll法成為生産钛的主流方法。多年來國内外的科研機構和實驗室總共開發了十幾種熔鹽電解法制備钛的新技術，它們按原料可分為以下三類 ：

①钛酸鹽的電解法 ;

②钛的氯化物的電解法 ;

③钛的氧化物的電解法，包括有FFC劍橋法、MER工藝、USTB法、QIT工藝、SOM法和離子液體電解法等。

2.2 钛的新用途

從20世紀40年代以來，钛的用途發展很快，被廣泛應用于飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫療以及石油化工等領域。最新的研究中發現，人體中含有一定的钛元素，钛元素會刺激吞噬細胞，可以加強免疫作用，因此不少實驗室正緻力于生物钛的開發和應用。

3、钛合金的新工藝、新技術及新用途

3.1 钛合金的制備方法

钛合金傳統的加工一般采用熔煉和鑄造技術，最新的加工技術分為以下幾種：

(1)近淨成型技術 ;

(2)線摩擦焊接技術 ;

(3)超塑性成型技術 ;

(4)材料制備及加工過程的計算機模拟技術。

近淨成型技術包括激光成型、精密鑄造、精密模鍛、粉末冶金、噴射成型等方法。粉末冶金法是利用钛粉或钛合金粉作為原料，經過成型和燒結，從而制造钛零部件的新工藝。首先是生産粉末，一般采用機械合金化的方法，利用球磨機對原料進行強烈的撞擊、研磨和攪拌。然後對已經形成粉末的合金進行壓制成型，有兩種壓制方法，分别是加壓成型和無壓成型。這一步的目的是為了制得一定形狀和尺寸的壓胚，并且使其具有一定的密度和強度。然後在對制成的胚料進行放電等離子燒結，利用上、下模沖及通電電極将特定燒結電源和壓制壓力施加于燒結粉末，經放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能钛材料。然後對經過等離子燒結的钛合金進行後續的處理，一般是熱處理或者塑性加工。

3.2 钛合金的新用途

钛合金早期廣泛應用于航空航天領域，主要用在制作飛機發動機或者氣壓部件。後來随着技術的不斷深入發展，钛合金已經進入尋常百姓的生活中，在工廠或者家用器件上也有钛合金的身影。現在個國家和機構都在争相研制新的钛合金，使其具有低成本高性能的特點，近些年钛合金的新發展主要集中在以下五個方面。

(1)醫用钛合金

钛合金密度小且生物相容性好，是理想的醫用材料，甚至可以植入人體，以前在醫學領域中應用的钛合金含有釩和鋁，會對人體造成危害。但是在近期，日本學者已經開發出了新型钛合金，具有良好的生物相容性，但是目前這種合金尚未大批量生産，相信在不久的将來，此類優質合金能夠廣泛的應用于日常生活中。

(2)阻燃钛合金

在一定壓力、溫度和空氣流速下能夠抗燃燒的钛基合金是阻然钛合金。美國，俄羅斯和中國都相繼研發出了新的阻然钛合金，其中美國将這些阻然钛合金應用在發動機上，因為這些钛合金對燃燒不敏感，所以可以大大提高發動機的穩定性。

(3)高強高韌β型

β型钛合金具有強度高，焊接性好，冷熱加工性能優良的特點。研究人員利用這一規律，制備出的β型钛合金的特點十分明顯 ：靈熱加工性能良好，塑性好，焊接性能好。且通過固溶——時效處理之後其機械性能有較大提高。目前日本和俄羅斯均制備出了此類钛合金。

(4)钛鋁化合物

钛鋁化合物相比一般的钛合金來講具有高溫性能好，抗氧化抗蠕變性能好，且密度小于一般的钛合金。這些優異的特點注定了钛鋁化合物會掀起新的合金熱潮。目前美國已經合成了這種新的钛鋁化合物合金，并且正在批量生産之中。

(5)高溫钛合金

将快速凝固方法和粉末冶金法相結合，利用纖維或顆粒增強的複合材料制備出來的钛合金具有優異的高溫力學特征。高溫钛合金的使用溫度極限遠遠高于普通钛合金。目前美國已經制備出了新型高溫钛合金。

(6)钛鎳合金

钛和鎳組成的合金，被成為“記憶合金”，這種合金制成預先确定的形狀，再經定型處理後，若受外力變形，隻要稍微加熱便可恢複原來的面貌。這種合金可用于儀器儀表、電子裝置等各種領域。

4、結語

钛擁有許多金屬無法比拟的優點，随着社會的進步、科技的發展，钛及钛合金的應用将更加廣泛，人類對钛和钛合金的需求将日益增大，而生産成本高是限制钛及钛合金推廣使用的主要原因之一。因此，開發與應用低成本、大規模及生态環保的連續化生産工藝，才能使钛及钛合金得到更加廣泛的應用。

來源：有色技術平台。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!