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时代的金属--钛

时间:2013-11-13  归属:地理杂谈

  如果说钢是 19 世纪中叶轰动世界的金属,铝是 20 世纪初期轰动世界的金属,镁是 20 世纪中叶轰动世界的金属,那么,下一个轰动世界的新金属将是钛--人称“我们时代的金属”。

  钛对于我们来说是比较陌生的。因为我们真正认识它的本来面目只是近些年的事情。钛是一种不寻常的金属,它兼有质量轻、强度大、耐热耐冷、耐腐蚀和原料丰富五大优点。

  如钛的比重比钢轻近一半,但强度却比不锈钢高 3.5 倍,比铝高近 20倍,在-253℃~500℃的温度范围内,它能镇定自如,仍保持其高强度。我们在分类时往往把钛算做“稀有”金属,这的的确确有点名不副实。它在地壳里含量占地壳的 1‰。这个数字告诉我们,它的储量比银的蕴藏量多几万倍,比锡高上百倍,铜的蕴藏量也只有它的几十分之一。我们随便从一把泥土,其中都含有千分之几的钛。你看,钛能算“稀有金属”吗!

  钛由于有上述极为独特的优点,因而在目前,尤其是未来有着极为广泛的用途,故又有“未来的金属”之称。

  如果我问你,飞机是用什么金属制造的?你会毫不犹豫地回答,是铝镁合金呗。是的,铝镁合金是制造飞机的主要材料。但随着航空工业的发展,飞机的飞行速度也越来越快。特别是当飞机的飞行速度达到音速二三倍时,飞机表面与空气摩擦产生的高温可达摄氏四五百度。这时铝镁合金便难以承受,就必须由钛合金来取而代之了。因此,钛和钛合金便

  成为制造飞机、枪炮、船舰等现代武器不可缺少的材料。如果我们用钛制造坦克的履带,可使坦克重量减轻 40%,这对提高坦克的机动能力来说,真是太有用了。

  除了飞机之外,钛在宇宙空间还大显神通。现在,钛及钛合金主要用来制造火箭、导弹发动机的外壳,燃料和氧化剂的储箱以及宇宙飞船的船舱、骨架等等,可使导弹、火箭、宇宙飞船的体重减轻数百公斤。这不但能很好地改善它们的飞行性能,而且可以节省大量昂贵的高级燃料,降低制造和发射费用。所以,人们又把钛称做“空间金属”。

  钛还有极高的抗腐蚀能力,有人曾经把一块钛片扔到海里,5 年之后捞出来一看,钛片照样闪闪发光。由此,钛及钛合金便又成为制造军舰、潜艇、船舶部件的材料。用钛制造的潜水艇,不仅经得起海水常年累月的腐蚀,而且由于重量大大的减轻,可比不锈钢制造的潜水艇潜水深度增加 80%。

  不怕酸碱腐蚀的钛及钛合金,还被人们广泛应用于石油化工、冶金、制药、造纸、纺织、漂白、食品、电镀等工业部门,让其大显身手。

  钛还有一个“怪脾气”,就是非常乐意和氧、氮结合在一起。不过,它和氧、氮的结合,对我们来说有时并没有什么好处。这是因为钛只要和氧、氮一接触,那怕是吸收了千分之几的氧和氮,就会变成毫无价值的东西。钛的这一特性给我们提炼钛增加了相当的困难。但我们也可以把坏事变好事。比如,我们让钛粉和氧气迅速结合并燃烧,便能够产生强烈的高温和光辉。我们不止一次地看过节日夜晚绚丽多彩的焰火吧?这里就有钛的一份功劳。我们还可以根据这个原理,制造军事上常用的信号弹。我们还可以利用钛对空气的强大吸收力,除去空气,造成真空,这对电子计算机、原子能等工业来说,有着极为重大的意义。

  钛还可以应用于医疗上。人的骨头坏了,用钛片、钛螺丝钉修补,几个月后,骨头就重新生长在钛片的小孔和螺丝钉的螺纹里,新的肌肉就包在钛片上。这样,骨头就和真的一个样子。据推测,用这种材料制成的人工关节可连续使用 140 年。

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