在能源工业中已知用钛作发电装置的冷凝器和热交换器,近年来在地热井地热开发方面,钛也大展风采,充分显示了自身的抗蚀能力 。在地热卤水的高温腐蚀性环境中用作动力蒸汽涡轮,其他材料皆因寿命短而不得不被钛取而代之 。用钛的优点在于能提高采热的生产率和地热井的寿命 。20世纪90年代开始美国在南加州Salton Sea地区打了一口温度高达300℃的地热井,至令已使用Ti-6Al-4V-0.1Ru合金热轧无缝管227吨 。估计今后十年内世界各地地热开发的用钛量可能达到2400吨 。我国西藏地区的羊八井电站如采用钛材,其面貌将大为改观 。
海洋油气钻探与地热开发主要使用Ti-6Al-4VELI、Ti-3Al-2.5V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-3Al-2.5V-0.1Ru及含钼Ti-38644(Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo)等合金 。船用紧固件使用Ti-5111(Ti-5Al-1Sn-1Zr-1V-0.8Mo)合金 。我国为适应海洋工程的需要,也开发了Ti75、Ti31和Ti631等合金 。
据统计一台20万千瓦火力发电机组用钛量为90吨,一座核电站用钛量为80~100吨 。可见能源与腐蚀等方面的用钛量不容漠视 。
高尔夫球、生物材料和汽车制造是钛材三个极有希望的新的应用领域 。
在运动与休闲领域,高尔夫球具用量的增长颇富戏剧性,1993年钛尚未进入这一领域,1997年用钛量一下增长到4000吨 。原因是用钛作球棒强度高、质地轻、击球距离平均提高20~30码(1码=0.9144米)或15% 。钛球棒的出现使美国1998年内增加了448个新球场 。球员的数目达到2500万人(接近于全世界的一半) 。1994年只卖出500个球棒,1995年一下增到19万个,而到1997竟猛增到172万个 。钛在休闲运动领域大有用武之地,诸如在滑雪板、雪橇、冰斧、冰爪等爬山设施等方面 。
钛有极佳的生物相容性、低的膨胀系数、高度耐用性及无磁性,是极佳的骨骼支撑材料 。作为植入的髋关节其重量约为不锈钢的一半,并且骨组织在生长时还可直接粘牢在钛植人体上 。膝关节、义齿再造等也使用钛合金 。据统计,全世界每年医学植人的用钛量在600-1000吨之间 。所用钛材除Ti-6Al--4VELI(超低间隙氧)外,还开发了无铝(免除对肾和肺的毒害)Timetal 21SRx(Ti-2.75Nb-15.2Mo-0.34Fe-0.18Si-0.250)与Timetal 21S(Ti-2.9Nb-14-9Mo-0.09Fe-2.9Al-0.22Si-0.140)、Ti-6Al-7Nb等钛合金 。
低成本钛的生产及钛粉末加工技术的发展,已有可能将钛的应用延伸到汽车行业 。用钛制造的弹簧已开始在一级方程式赛车上、竞赛用摩托车以及最高级的法拉利汽车上应用 。估计不久在轻型汽车的发动机阀门、连杆、悬簧、排放系统及紧固件上将获得应用 。估计钛大举进入汽车市场将从日本和美国开始 。美国每年能够生产1600万辆轿车和轻型卡车,日本本田公司1998年下半年已先期将钛阀门用于Altezza家庭轿车 。
2.钛白的应用
钛白主要用于涂料、塑料、造纸、合成纤维、印刷油墨、橡胶、搪瓷等方面,为其他白色涂料所不及 。超微细钛白和水及有机溶剂组成的钛溶胶已成为独立的新品种,应用于化妆品、透镜表面涂饰剂、油墨与涂料添加剂,其应用领域仍在扩大 。美国是全球钛白的最大生产国和消费国,1998年的产量为136万吨,表观消费量为113万吨,产值高达30亿美元 。我国的产量和用量则小得多 。美国钛白的消费,50%为颜料、油漆、清漆,23%为造纸,23%为塑料,9%为其他用途 。
3.其他应用
用钛铁矿精矿制成的钛铁(TiFe)是制造不锈钢时使用的脱氧剂和稳定剂,钛铁贮氢阳极在贮氢电池制造中与稀土贮氢材料在性能上各有千秋,而成本则相对要低,在贮氢、运输、催化、燃料电池等方面与稀土将有一搏 。Ti—Ni形状记忆合金更是医用和军工不可或缺的高新技术材料 。至于电子陶瓷功能材料钛酸钡、钛酸锶、钛化合物催化剂以及有机钛耐热漆和钛环氧涂料等的用途更是不胜枚举 。
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