鈦的案例
鈦及鈦合金的焊接(一)
本文說盡闡述了鈦及鈦合金的材料特點及焊接性、并針對鈦及鈦合金焊接中易產生氧化、裂紋、氣孔籌焊接缺陷，進行了焊接性試驗。能過對鈦及鈦合金焊接工藝規范的不斷摸索，以及對試驗過程出現的問題的合理分析，總結出鈦及鈦合金焊接工藝特點及操作要領。
一、鈦及鈦的分類及特點
國產工業純鈦有TA1、TA2、TA3三種，其區別在于含氫氧氮雜質的含量不同，這些雜質使工業純鈦強化，但是塑性顯著降低。工業純鈦盡管強度不高，但塑性及韌性優良，尤其是具有良好的低溫沖擊韌性；同時具有良好的抗腐蝕性能。所以，這種材料多用于化學工業、石油工業等，實際上多用于350℃以下的工作條件。
根據鈦合金退火狀態的室溫組織，可將鈦合金分為三種類型：
α型鈦合金、(α+β)型鈦合金及β型鈦合金。
α型鈦合金中，應用較多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。這種合金室溫下，其強度可達到931N/mm2，而且在高溫下（500℃以下）性能穩定，可焊性良好。
β型鈦合金在我國的應用量較少，其使用范圍有待進一步擴大。
二、鈦及鈦合金的焊接性
鈦及鈦合金的焊接性能，具有許多顯著特點，這些焊接特點是由于鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。
1.氣體及雜質污染對焊接性能的影響
在常溫下，鈦及鈦合金是比較穩定的。但試驗表時，在焊接過程中，液態熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用，而且在固態下，這些氣體已與其發生作用。隨著溫度的升高，鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升，大約在250℃左右開始吸收氫，從400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，這些氣體被吸收后，將會直接引起焊接接頭脆化，是影響焊接質量的極為重要的因素。
展開 鈦及鈦合金新工藝、新技術、新用途介紹
1、鈦及鈦合金性質簡介
1.1 鈦簡介：
鈦是一種新型材料，具有密度小、比強度高、耐熱和抗腐蝕等優點。它的重量僅有鐵的一半，但是其力學性能例如錘擊、拉延等卻和銅不分上下。一般來講隨著溫度的降低，金屬的抗擊打性能會下降，但是鈦卻恰恰相反，溫度越低，鈦會變得越來越堅硬，并且在達到臨界溫度時會出現超導的現象。
1.2 鈦合金簡介：
鈦合金和鈦在某種程度上性質類似，具有密度小強度高的特點，此外其機械性能十分優異，抗腐蝕能力較強。而且其熱強度高，明顯優于鋁合金，同時在低溫和超低溫下其力學性能變化不大。
2、鈦的新工藝、新技術及新用途
2.1 鈦的制備方法
雖然鈦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，所以鈦也是一種稀有金屬。目前來說鈦的制備一共分為兩大類 ：熱還原法和熔鹽電解法。
(1)熱還原法制備鈦
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，把鈦從鈦的化合物如TiCl 4 、TiO 2 、K 2 TiF 6 等中還原出來。根據鈦化合物的不同，可將熱還原法制備鈦的技術分為三大類 ：
①鈦的氯化物的氧化還原法，如Kroll法、Hunter法、Armstrong法和EMR法等 ;
②鈦的氧化物的氧化還原法，如OS法、PRP工藝、MHR法等 ;
③鈦酸鹽的氧化還原法。
目前只有Kroll法和Hunter法能夠成功應用在工業生產中。Kroll法是利用金屬鎂將氯化物中的鈦置換出來，Hunter法是利用金屬鈉將氯化物中的鈦置換出來。此外，美國芝加哥國際鈦粉公司開發的Armstrong法，其制備方法類似于Hunter法，也是利用還原劑鈉對金屬鈦進行提純。美國已經開始利用這一方法進行工廠里面的預生產。
展開 鈦及鈦合金新工藝、新技術、新用途介紹
1、鈦及鈦合金性質簡介
1.1 鈦簡介：
鈦是一種新型材料，具有密度小、比強度高、耐熱和抗腐蝕等優點。它的重量僅有鐵的一半，但是其力學性能例如錘擊、拉延等卻和銅不分上下。一般來講隨著溫度的降低，金屬的抗擊打性能會下降，但是鈦卻恰恰相反，溫度越低，鈦會變得越來越堅硬，并且在達到臨界溫度時會出現超導的現象。
1.2 鈦合金簡介：
鈦合金和鈦在某種程度上性質類似，具有密度小強度高的特點，此外其機械性能十分優異，抗腐蝕能力較強。而且其熱強度高，明顯優于鋁合金，同時在低溫和超低溫下其力學性能變化不大。
2、鈦的新工藝、新技術及新用途
2.1 鈦的制備方法
雖然鈦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，所以鈦也是一種稀有金屬。目前來說鈦的制備一共分為兩大類 ：熱還原法和熔鹽電解法。
(1)熱還原法制備鈦
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，把鈦從鈦的化合物如TiCl 4 、TiO 2 、K 2 TiF 6 等中還原出來。根據鈦化合物的不同，可將熱還原法制備鈦的技術分為三大類 ：
①鈦的氯化物的氧化還原法，如Kroll法、Hunter法、Armstrong法和EMR法等 ;
②鈦的氧化物的氧化還原法，如OS法、PRP工藝、MHR法等 ;
③鈦酸鹽的氧化還原法。
目前只有Kroll法和Hunter法能夠成功應用在工業生產中。Kroll法是利用金屬鎂將氯化物中的鈦置換出來，Hunter法是利用金屬鈉將氯化物中的鈦置換出來。此外，美國芝加哥國際鈦粉公司開發的Armstrong法，其制備方法類似于Hunter法，也是利用還原劑鈉對金屬鈦進行提純。美國已經開始利用這一方法進行工廠里面的預生產。
展開 鈦與鈦合金沖壓成形研究進展及應用現狀
鈦是在地殼中分布最廣的元素之一，約占地殼總重量的0.6%。在金屬中僅次于鋁、鐵、鎂，居第四位。鈦與鈦合金具有以下優良特性：比強度高，與一般的高強度結構鋼和高溫合金相當，但是其密度只有鋼的57%左右；耐腐蝕性強，鈦是一種化學活性很高的金屬，在常溫下金屬表面容易形成一層穩定性高、附著力強的氧化物或氮化物組成的鈍化膜；低溫性能好，在低溫和超低溫的條件下，能夠保持高強度的同時，仍然具有足夠的低溫韌性和延展性；生物相容性好，彈性模量低，無磁性，無毒性等。鈦與鈦合金具有以上諸多特點，沖壓成形件廣泛應用于航空航天、海洋和生物醫療等領域。本文綜述了鈦與鈦合金沖壓成形的研究進展和應用現狀，以期為鈦與鈦合金的沖壓成形工藝研究和應用推廣提供參考。
不同類型鈦合金的沖壓成形能力
按照亞穩狀態下的相組織和β穩定元素含量對鈦合金進行分類，鈦合金分為α型、α+β型和β型三大類。
α型鈦合金通常室溫下只含有α相，α相屬于密排六方（HCP）結構，這一結構決定了其在室溫變形的特點，與體心立方結構不同，密排六方結構滑移系較少，而且隨著c軸與a軸比值而變化。純鈦的c/a為1.578，主滑移系為，為柱面滑移，此外還有，滑移系，在這些滑移系中完全獨立的滑移系只有4個，達不到米塞斯條件所要求的塑性變形必須的5個滑移系。但是，由于塑性變形過程中，孿晶{1122}、{1121}和的作用，導致α型鈦合金的變形能力較強，因此，α型鈦合金適合室溫沖壓成形，這類鈦合金包括TA1，TA2，TA3等。
α+β型鈦合金，退火組織為α+β相（初生α相+殘余β相），β相含量一般為5%～40%。α+β型鈦合金中同時加入了α穩定元素和β穩定元素，使α相和β相都得到強化。
展開 
【綜述】鈦及鈦合金在汽車輕量化研發領域的前景及實際應用
鈦及鈦合金作為結構功能性材料，是汽車實現輕量化和高性能、高功能的理想選材。隨著鈦工業的發展，鈦材終將在汽車領域占據重要地位。汽車用鈦市場潛力不容小覷。
一、鈦合金的優點
鈦合金具有優異的綜合性能，密度小，比強度高。鈦的密度為4.51g/cm3，介于鋁(2.7g/cm3)和鐵(7.6g/cm3)之間。鈦合金的比強度高于鋁合金和鋼，韌性也與鋼鐵相當。鈦及鈦合金抗蝕性能好，優于不銹鋼，特別是在海洋大氣環境中抵抗氯離子的侵蝕和微氧化氣氛下耐蝕性好，鈦合金的工作溫度較寬，低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性，而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右，其耐熱性明顯高于鋁合金和鎂合金。同時具有良好的加工性、焊接性能。
二、鈦合金在汽車上的應用
盡管鈦合金已廣泛應用于航空航天、石油化工以及艦船工業上，但是在汽車工業中的應用卻發展緩慢。從1956年美國通用公司研制成功第一輛全鈦汽車開始，鈦制汽車零部件直到20世紀80年代才達到批量生產的水平，90年代隨著豪華汽車、跑車、賽車需求量的逐年增加，鈦制零部件才得到了飛快發展。
鈦在汽車上的用途主要分兩大類：
第一類是用來減少內燃機往復運動件的質量（對于往復運動的內燃機零件來講，即使減少幾克質量都是重要的）；
第二類是用來減少汽車總質量。根據設計和材料特性，新一代汽車上鈦主要分布在發動機元件和底盤部件上。在發動機系統，鈦可制作閥門、閥簧、閥簧承座和連桿等部件；在底盤部件主要為彈簧、排氣系統、半軸和緊固件等。
目前鈦合金零部件有以下幾種比較常用↓↓↓
1、發動機連桿
鈦合金是連桿用材料的理想選擇。
展開 鈦及鈦合金的焊接(二)
焊接接頭裂紋問題
鈦及鈦合金焊接時，焊接接頭產生熱裂紋的可能性很小，這是因為鈦及鈦合金中S、P、C等雜質含量很少，由S、P形成的低熔點共晶不易出現在晶界上，加之有效結晶溫度區間窄小，鈦及鈦合金凝固時收縮量小，焊縫金屬不會產生熱裂紋。
鈦及鈦合金焊按時，熱影響區可出現冷裂紋，其特征是裂紋產生在焊后數小時甚至更長時間稱作延遲裂紋。經研究表明這種裂紋與焊接過程中氫的擴散有關。焊接過程中氫由高溫熔池向較低溫的熱影響區擴散，氫含量的提高使該區析出TiH2量增加，增大熱影響區脆性，另外由于氫化物析出時體積膨脹引起較大的組織應力，再加上氫原子向該區的高應力部位擴散及聚集，以致形成裂紋。防止這種延遲裂紋產生的辦法，主要是減少焊接接頭氫的來源。
3.焊縫中的氣孔問題
鈦及鈦合金焊接時，氣孔是經常碰到的問題。形成氣孔的根本原因是由于氫影響的結果。焊縫金屬形成氣孔主要影響到接頭的疲勞強度。
防止產生氣孔的工藝措施主要有：
（1）、保護氖氣要純，純度應不低于99.99%
（2）、徹底清除焊件表面、焊絲表面上的氧化皮油污等有機物。
（3）、對熔池施以良好的氣體保護，控制好氬氣的流量及流速，防止產生紊流現象，影響保護效果。
（4）、正確選擇焊接工藝參數，增加深池停留時間使用權于氣泡逸出，可有效地減少氣孔。
三、鈦板手工鎢板氬弧焊焊接試驗
鈦及鈦合金焊接生產中應用最多是鎢極氬弧焊，真空充氬焊接方法應用也很普遍。氬弧焊的電弧在氬氣流的保護與冷卻作用下，電弧熱量較為集中，電流密度高，熱影響區小，焊接質量較高。
1.鈦及鈦合金焊接時，當溫度高于500℃~700℃時，很容易吸收空氣中的氣、氫和氮，嚴重影響焊接質量。
展開 基于分子鈍化的二維/三維鈣鈦礦本體異質結實現穩定高效甲脒基鈣鈦礦太陽電池制備
研究發現，二維Ruddlesden-Popper型鈣鈦礦的引入，可以優化鈣鈦礦的成膜過程，增大鈣鈦礦的晶粒尺寸；少量鹵素離子摻雜有助于晶體沿外平面方向生長，促進電荷沿垂直方向的傳輸；同時帶有路易斯堿功能基團的半導體有機小分子的引入，可以進一步鈍化鈣鈦礦內部缺陷，提升鈣鈦礦載流子遷移率。此外，分子鈍化后的二維/三維鈣鈦礦薄膜展現出良好的耐濕性和空氣穩定性，在40%的濕度環境下存放60天仍維持其原有效率的87%。此項研究工作創新性地實現了分子鈍化與二維/三維鈣鈦礦本體異質結的融合，為制備無Cs+/MA+摻雜的高效穩定甲脒基鈣鈦礦太陽電池提供了新的思路和方法，有望為推動鈣鈦礦太陽電池走向商業應用做出貢獻。
展開 如何使用深熔氬弧（K tig）焊接鈦及鈦合金
鈦合金焊接應用
鈦合金K TIG深熔氬弧焊接的材料范圍在3毫米和16毫米之間。在此厚度范圍內，1G和2G位置均可實現完全穿透式對接焊接，單道次焊接，以及鈦合金縱縫和環縫焊接，鈦合金壓力容器，管道和罐體非常適合應用這一工藝。熔深是K TIG深熔氬弧焊對焊接生產率產生巨大影響的關鍵，實現全焊透而不需要邊緣坡口的能力可節省大量時間和資源，降低成本并增加利潤。相比之下，傳統的TIG焊接工藝需要復雜的V型或J型槽制備工藝，其中在槽制備過程中將金屬母材去除再填充昂貴的焊絲，并且為了確保一致性，必須由昂貴的機器制備。
由于傳統鎢極氬弧焊熔深局限性，在焊接鈦合金中厚板時需要多層多道施焊，不僅消耗大量的昂貴焊絲和保護氣體，焊接效率也非常低。
鈦合金因焊接時很容易扭曲而聞名，K TIG深熔氬弧焊一次完全穿透材料的焊接能力意味著收縮和變形顯著減少，這對于管道焊接尤其有益。
K TIG深熔氬弧焊是自動焊接工藝， 自動化的要求非常簡單：穩定一致的行駛速度和堅固的操作架。 K TIG深熔氬弧焊系統可以與客戶現有設備如操作機，滾輪架，變位機，拼板機以及機器人進行整合，節省投資成本
在鈦合金焊接中使用這種工藝的其他好處包括：
組對準備和設置，在生產制造環境中很難實現對接零間隙和錯邊。K TIG深熔氬弧焊有能力在板厚15%的錯邊和間隙的情況下維持穩定的熔池，這是其他小孔焊接工藝（例如等離子弧焊接和激光焊接）無法比擬的。
清洗， K-TIG的清洗要求是氬弧焊接的典型要求。 在鈦合金中，吹掃氣體對于確保清潔根部焊道是必需的， 當用K-TIG焊接鈦合金時，我們建議用100％氬氣吹掃。
保護氣體， 用深熔氬弧焊對鈦合金進行焊接的首選保護氣體用100％氬氣焊接。
耗材，比如焊絲和氣體。
展開 大連睿藍科技有限公司精細水切割機 專注鈦合金工業加工
專注鈦合金工業加工
水切割作為一種冷切割加工方式，無熱反應及受熱變形的特點，對于鈦合金加工可謂是“一物降一物”的最恰當切屑方式，今天我就來帶大家了解一下關于睿藍科技精細水刀在鈦合金產品的專注和不斷深耕歷程。
2020年，睿藍科技創始人MT. Andy劉畢業于蘭州大學，攜手蘭大及吉林大學共同將水刀技術率先應用于工業領域，且在鈦合金、有色金屬、汽車玻璃等材料設立專項研發方向。
2021年第一臺為鈦合金產品定制化的專用水刀切割機在大連誕生，切割厚度0~200mm,切割精度±0.08mm，基本解決平面切割無需修復的加工效果。
2022年首次對于航空領域的鈦合金材料進行切割加工，研發出新型噴嘴，完美解決了零部件在平面加工過程中同時可開孔等復雜的加工工藝，一次成型，并成為航空某部指定加工單位。
2023年MT. Andy劉在大連成立了大連睿藍科技有限公司，與吉林大學聯合建立了鈦合金材料研究室，在鈦合金的水刀切割加工上，研發出三軸、四軸、五軸、三維、管切、封頭切、炮彈切割等前沿技術和加工工藝，成為中國精細化水刀行業鈦合金加工的引領者。
2024年睿藍科技研發制造了全球最大加工床身的鈦合金板材精細水切割機，有效加工尺寸為5X16M,實現單板和多板的同時切割。并全球獨創鈦合金板材一次成型三維坡口技術，節約固有加工時間40%，綜合成本節約50%。公司與蘭大共同研發一款應用于綠硅鈦合金研磨的砂輪片，為全國首創。
2025年睿藍科技在制一臺全球最大的鈦合金管板一體機，實現智能控制系統無人看守，集成模塊化，有效加工長度可達20M， 應用于超大鈦合金管件的加工。
大連睿藍科技有限公司業已成為全球精密水切割系統的頂級制造商，專注于工業數控水切割系統的設計與制造，代表著數控水切割行業最先進的技術，期待著您的到來與洽談。
展開 結構重建的CsPbI2Br鈣鈦礦用于高穩定和平方厘米級的全無機鈣鈦礦太陽能電池
【引言】
目前有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的能量轉換效率（PCE）已經高達23.3%，已經達到或超過產業化所需的要求。與此同時，無機銫-鹵化鉛PSC的研究也受到了廣泛的關注，目前報道的CsPbI3和CsPbI2Br 無機PSCs的PCE也分別超過了17%和16%。基于無機鈣鈦礦太陽電池進一步開發的全無機PSC由于其各功能層均具有優異的熱穩定性，有望從根本上解決傳統有機-無機雜化PSC的熱不穩定問題，從而顯示出更具競爭力的發展前景。新型全無機功能層材料及器件結構不斷被開發，器件的PCE也得到了節節攀升，小面積PSC已經能夠獲得超過13%的PCE，然而要實現這種光伏技術的工業化生產還需要進一步的提升其物相穩定性和大面積均勻性。在物相穩定性方面，無機鈣鈦礦材料從黑相（α相）到黃相（δ相）的相變被廣泛認為是無機PSC退化的主要原因。因此，需要制備α相穩定的銫-鹵化鉛鈣鈦礦薄膜，以實現全無機PSC的效率和穩定性的進一步提升。
【成果簡介】
近日，暨南大學和上海光源、華南理工大學合作，將InCl3引入無機CsPbI2Br鈣鈦礦晶格結構中發展了一種In3+和Cl-的共摻雜策略，從而成功獲得了α相純凈且穩定的鈣鈦礦薄膜，其與CsPbI2Br鈣鈦礦的共摻雜誘導的結構重建有關。研究中，所制備的全無機PSC不僅PCE有所提升，并且在空氣環境中表現出更優的濕度穩定性和熱穩定性。進一步地，通過輻射加熱方法，對于小面積（0.09 cm2）和平方厘米（1.00 cm2）的全無機InCl3:CsPbI2Br PSC，分別獲得13.74%和11.4%的最高PCE。
展開 鈦對灰鑄鐵件質量的影響
灰鑄鐵在高碳當量（4.10％CE以上）條件下，微量的鈦能夠提高鑄鐵件的力學性能并改善鑄件不同斷面的均勻性。本文研究了在中低碳當量（3.65％～3.85％CE）條件下，不同鈦量對灰鑄鐵件組織、力學性能和致密性等質量的影響。試驗結果表明：鈦促進了鑄鐵件D型石墨的形成；當D型石墨達到一定比例時，尤其是Si/C較高的情況下，其力學性能增加明顯；隨著鈦、鋁量的增加，灰鑄鐵件的致密性下降，縮松概率增加。
在鑄鐵件的生產過程中，伴隨著生鐵和廢鋼等金屬爐料的大量使用，鈦或多或少進入了鐵液之中。大量研究資料指出灰鑄鐵中加入鈦后，大部分鈦化合物存在于金屬基體中，但仍有一部分鈦的氮化物或碳氮化物存在于鐵素體與石墨界面層內。硬度為3200 HV或更高的鈦化合物大大降低鑄鐵的切削加工性能。另外過高的鈦量（0.096％）在切削鑄件時產生熱裂紋。但是添加鈦的D型石墨鑄鐵件具有良好的抗氧化性、抗生長和抗熱疲勞性能，在500～700 ℃工況下，與常用CrMoCu鑄鐵相比，使用壽命可提高3倍。在球墨鑄鐵中鈦作為干擾元素被嚴格禁止。但在部分蠕墨鑄鐵中，鈦作為擴大蠕化處理范圍的有益元素添加到蠕化劑中。在高碳當量條件下，微鈦合金化能夠提高灰鑄鐵件的強度與硬度，改善鑄件的斷面均勻性。微量的鈦還可中和鑄鐵中過多的氮氣，用來減少裂隙狀氮氣孔的發生頻率。鈦在鑄鐵中的作用有利有弊，本文中通過試驗研究了不同造型條件下，鈦對中低碳當量灰鑄鐵件石墨形態和力學性能的影響，并定量分析了不同鈦含量對灰鑄鐵件致密性的影響。
1 試驗條件與方法
由于鈦可增加高碳當量灰鑄鐵件的力學性能，本試驗選擇中低碳當量的灰鑄鐵件作為對象，研究不同砂型條件下鑄件組織的變化。試驗采用250kg中頻感應爐熔煉，爐料配比：Z14生鐵40％，回爐料30％，廢鋼30％，一部分增碳劑和鉻、銅合金。
展開 
鈦及鈦合金金相制備及微觀組織欣賞
在過去五十年里，鈦及其合金變得越來越重要，因為它們密度低，比強度高，耐蝕性以及力學性能。在消極的方面，這種合金生產起來太貴。鈦，像鐵一樣，有同素異形體，在熱處理與鋼有許多相似之處。而且，考慮到合金元素對對合金穩定性的貢獻，包括低溫相，α相，或者高溫相，β相，合金元素的影響也采用相似的方式進行評估。
就像鋼一樣，Ti及其合金在于它們穩定的室溫相，α合金，α-β合金以及β合金，但也有另外兩類：近α和近β合金。鈦及其合金的金相比鋼更難制備。它們的研磨和拋光速率更低。激烈的切割或研磨在α合金中通常會引入變形孿晶。
鑒于可能會改變氫化物的含量或形態，鈦及其合金樣品最好采用冷鑲而不是熱鑲。鈦合金在制備過程中污漬或劃痕是相當難除去的，尤其是純鈦。
前期的機械研磨過程時間相當漫長，在最后一兩步中需要引入拋光液。文中對一些拋光液進行了總結。獲得相當好的拋光表面這個問題已經引起了相當大的興趣在電解拋光過程中。
鈦及鈦全金機械拋光方法一直依賴這些古老的程序直到進入20世紀70年代和80年代。可能首個刊發的現代方法是在Springer和Ahmed在1984年。
這就是三步流程，假設平面研磨步驟可以用320號粒度SiC砂紙，這可能不總是可行。如果試樣切片采用硅片切割，或采用適當粘結強度的磨料刀片，以最小的損傷產生一個平滑的表面，隨后可以使用320號粒度SiC砂紙。如果產生損傷更大的粗糙表面，比如使用了電源鋼鋸，那么研磨就必須使用粗糙度更大的砂紙。程序如下：
■ 濕法研磨采用320#砂紙，研磨2-3分鐘，獲得沒有切割破壞痕跡的樣品平面。
■ 粗拋采用9μm METADI? 牌金剛石拋光膏，在帶孔的TEXMET?牌的拋光布上，熱水10-15分鐘，采用蒸餾水作為潤滑劑。
展開 航空運輸飛機的材料為什么非得要用鈦合金？
一、鈦的簡介
1948年美國杜邦公司才用鎂法成噸生產海綿鈦——這標志著海綿鈦即鈦工業化生產的開始。而鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。
鈦在地殼中含量較豐富，含量排第九位，遠高于銅、鋅、錫等常見金屬。鈦廣泛存在于許多巖石中，特別是砂石和粘土中。
二、鈦的特性
強度高：是鋁合金的1.3倍，鎂合金的1.6倍，不銹鋼的3.5倍，金屬材料中的冠軍。
熱強度高：使用溫度比鋁合金高幾百度，可在450～500℃的溫度下長期工作。
抗蝕性好：耐酸、耐堿、耐大氣腐蝕，對點蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強。
低溫性能好：間隙元素極低的鈦合金TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。
化學活性大：高溫時化學活性很高，輕易與空氣中的氫、氧等氣體雜質發生化學反應，生成硬化層。
導熱系數小、彈性模量小：導熱系數約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50％。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2。
三、鈦合金的分類及用途
鈦合金按用途可分為：耐熱合金、高強合金、耐蝕合金(鈦-鉬，鈦-鈀合金等)、低溫合金以及特殊功能合金(鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金)等。
盡管鈦及其合金應用的歷史不長，但由于它那超眾的性能，已經獲得了多個光榮稱號。首先榮獲的稱號就是“空間金屬”。它重量輕、強度大又耐高溫，特別適于制造飛機和各種航天器。目前世界上生產的鈦及鈦合金，大約有四分之三都用于航空航天工業。許多原來用鋁合金的部件，都改用了鈦合金。
四、鈦合金的航空應用
鈦合金主要用于飛機及發動機的制造材料，如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、發動機罩、排氣裝置等零件以及飛機的大梁隔框等結構框架件。
展開 配體工程在鈣鈦礦光伏器件中的重要作用
配體工程對鈣鈦礦薄膜形貌的影響。
（a）傳統一步法制備的鈣鈦礦薄膜掃描電鏡圖；（b）配體工程制備的鈣鈦礦薄膜的掃描電鏡圖；（c）中間體MA2Pb3I8·(DMSO)2的晶體結構。
圖三. 配體工程鈍化鈣鈦礦薄膜的缺陷態。
（a）鈣鈦礦薄膜的三種典型缺陷態分布；（b）配體后處理方法；（c）配體鈍化用于制備鈣鈦礦薄膜的襯底；（d）在鈣鈦礦成膜過程中引入配體鈍化晶界缺陷態。
圖四. 配體工程用于提高鈣鈦礦電池穩定性的幾種策略：器件后處理鈍化；鈣鈦礦材料維度工程；晶體交聯；界面修飾。
【小結與展望】
本文從薄膜制備，缺陷鈍化和穩定性的角度總結了配體在鈣鈦礦光伏領域中的重要作用。
1）薄膜制備。對于配體輔助的鈣鈦礦薄膜一步沉積，配體與前體溶液中鈣鈦礦骨架中的金屬離子相互作用，形成中間相，減緩鈣鈦礦結晶速率，產生均勻成核，最終形成高品質（通過控制配體從中間體絡合物中的釋放，形成良好的形態和高度結晶的鈣鈦礦膜。對于配體輔助的鈣鈦礦薄膜的兩步沉積，配體與鹵化鉛相互作用形成加合物，這有利于通過兩個方面形成鈣鈦礦：（i）增加活性位點朝向鹵化銨的數量; （ii）改變反應途徑并降低活化能。
雖然許多小組已經研究了配體輔助鈣鈦礦形成的可能機制，但應開發一些原位表征技術（例如，紅外，拉曼，XRD）以了解配體如何控制鈣鈦礦結晶。配位絡合物的晶體結構對于揭示配體在鈣鈦礦形成中的作用也很重要。同時，應進行綜合研究，揭示不同分子結構配體的作用，并將配體分類為各種功能。建議配體的這些性質與所有科學家共享，這可能有利于未來機器學習的材料優化。
配體工程也可用于制備高質量的無鉛鈣鈦礦。
展開 為什么鈦合金是一種難加工材料？
為什么我們認為鈦合金是一種難加工材料？因為對其加工機理和現象缺乏深刻的認識。
1．鈦加工的物理現象
鈦合金加工時的切削力只是略高于同等硬度的鋼，但是加工鈦合金的物理現象比加工鋼要復雜得多，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難。
大多數的鈦合金的熱導率很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在切削鈦合金過程中產生的熱量不會迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區域，所產生的溫度可高達1 000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現磨損的刀刃，又使切削區域產生更多的熱量，進一步縮短刀具的壽命。
切削過程中產生的高溫同時破壞了鈦合金零件的表面完整性，導致零件幾何精度下降和出現嚴重減少其疲勞強度的加工硬化現象。
鈦合金的彈性對零件性能來說可能是有益的，但是在切削過程中，工件的彈性變形是產生振動的重要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現象大于切削作用。摩擦過程也會產生熱，加重了鈦合金導熱性不良問題。
加工薄壁或環形等易變形零件時，這個問題就更加嚴重，將鈦合金薄壁零件加工到預期的尺寸精度不是一件容易的事。因為隨著工件材料被刀具推開時，薄壁的局部變形已經超出彈性范圍而產生塑性變形，切削點的材料強度和硬度明顯增加。此時，按照原先確定的切削速度加工就變得過高，進一步導致刀具急劇磨損。
“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍首”！
2. 加工鈦合金的工藝訣竅
在理解鈦合金加工機理的基礎上，加上以往的經驗，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：
(1) 采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形。
(2) 保持恒定的進給以避免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處于進給狀態，銑削時徑向吃刀量ae應為半徑的30%。
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