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在航空工業中有一種神秘的金屬常被用於制造飛機結構發動機部件等

2024-03-01科學

在航空工業中有一種神秘的金屬,常被用於制造飛機結構、發動機部件等,

因此獲得太空金屬之名的美譽,整體呈銀白色,以高強度重量比、耐腐蝕性和化石相容性而聞名,也常被用於制造醫療植入物,如人工關節、牙科種植體等,

它就是化學符號為Ti的鈦,在稀有金屬中位居第十位,鈦的發現可以追溯到1791年由英國化學家威廉·格雷戈首次發現。他在一座鋯石礦山中發現了一種黑色的礦石,將其稱為「馬格尼石」。

後來,馬格尼石被確認為一種新的元素,並被命名為「鈦」。不過在19世紀初,鈦的研究受到了限制,它難以提純並且在自然界中很少被發現,當時要從各種含鈦礦物中提煉鈦的過程既費工又昂貴;

不能像對其他金屬地用碳去還原鈦,因為鈦與碳加熱時會生成碳化鈦。歷史上最早能提煉鈦的是1910年才能制備出99.9%的純鈦,至於發展直到20世紀,隨著冶金技術的發展,鈦的提純和生產才開始成為可能

。在20世紀早期,鈦開始被用於軍事套用,例如制造飛機引擎的零部件和導彈結構。其高強度和耐腐蝕性使其成為理想的選擇,那麽你們知道鈦加工難度嗎,與大多數金屬不同,鈦的導熱性較差,這給加工操作帶來了獨特的挑戰。

其導熱率低,導致加工過程中產生的熱量無法充分散發,而是保留在工件和切削刀具之間,可能導致刀具過早磨損,增加營運成本,特別是對於鋼制刀具,因為這些材料隨著溫度升高而失去硬度和強度,

從而增加刀具磨損,同時鈦的塑性變形能力較差,需要較大的加工力才能實作形狀改變。這使得在加工過程中可能出現過度加工或切削不足的情況,影響加工精度和表面質素。也由於鈦的反應性和導熱性,常規的切削潤滑劑在鈦加工中可能不夠有效。

因此,需要選擇適合鈦加工的特殊切削潤滑劑,以確保切削過程的順利進行。不過現在鈦的加工方式有很多,比如機加工、化學加工、熱加工、粉末冶金和激光加工等