北京科技大學(xué)-鈦冶金課件

鈦冶金MetallurgyOnTitanium31概述Introduction311冶金簡史1791年英國格列蓋爾(wW,Gregor)研究鈦鐵礦(ilmenite)時(shí)發(fā)現(xiàn)了鈦的二氧化物1795年德國克拉普羅特(M.H.Klaproth)發(fā)現(xiàn)元素鈦并命名為titanium源自希臘神話中的太旦神族巨人Titans1910年美國亨特(M.A.Hunter)用金屬鈉還原Tic|4制得了較純的金屬鈦1925年瓦阿克爾(VanArkel)用碘化鈦熱離解法得到了高純金屬鈦1940年盧森堡人克勞爾(WKro)用金屬鎂還原Tic4制得了金屬鈦該法已經(jīng)成為海綿鈦生產(chǎn)的傳統(tǒng)方法1948年杜邦公司工業(yè)化生產(chǎn)海綿鈦。鈦冶金1鈦的礦物資源鈦在地殼中豐度為0.56%第九位,按結(jié)構(gòu)金屬算,僅次于鐵、鋁,屬于第三金屬。鈦是一種典型的親巖石元素,存在于所有的巖漿巖中分布極廣:遍布于巖石、砂土、粘土、海水、動(dòng)植物甚至月球和隕石中。Tio2-Feo-Fe2O3三者可以形成無限固熔體,按照不同比例可形成多種化合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的含鈦1%以上的礦石有140多種,但有工業(yè)價(jià)值的只有十幾種,其中工業(yè)應(yīng)用的是:鐵礦(FeTo3)、金紅石(T2)和白鈦礦(CaSsio2)。鈦的礦物資源2中國的鈦工業(yè)概況1948年,世界產(chǎn)量2噸,杜邦公司。中國1954年海綿鈦的工藝研究1958年撫鋁實(shí)現(xiàn)海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)09年中國海綿鈦分省產(chǎn)量400001863,3%目河北3000020000口四川1000040002,3,19781988年份20191978年以來中國海綿鈦的年產(chǎn)量200年中國的鈦白產(chǎn)量為105萬噸200年全國合計(jì)海綿鈦6055噸中國的鈦工業(yè)概況3國內(nèi)外主要鈦產(chǎn)能對(duì)比(萬噸)企業(yè)名稱2009年2019年企業(yè)名稱2009年2019年遵義鈦業(yè)1.0924(產(chǎn)能)美國AT11寶鈦華神0.711.2日本大阪323.8鈦業(yè)朝陽0.3日本東邦1.6鈦業(yè)唐山天赫0.80.51俄羅斯:3.8阿維斯瑪朝陽金達(dá)0.660.59哈薩克,3斯克鈦鎂聯(lián)合公撫順鈦業(yè)0.50.36陽雙瑞|0.50.33萬基鈦業(yè)錦州華泰0201國內(nèi)外主要鈦產(chǎn)能對(duì)比(萬噸)4鈦的性質(zhì)-物理性質(zhì)第IvB族,原子序數(shù)22,原子量47.90。銀白色,外觀似鋼。鈦有兩種晶型,在882℃以下為a-鈦(h.c.p);高于882℃為β鈦(b.c.c)。p=4.505g/cm3,m.p.=166010℃,b.p.=3262c導(dǎo)熱/導(dǎo)電性差:近似或略低于不銹鋼c型結(jié)構(gòu)有超導(dǎo)性,純鈦的超導(dǎo)臨界溫度為0.38-0.4K具有可塑性,高純鈦的延伸率可達(dá)50-60%,斷面收縮率可達(dá)70-80%,強(qiáng)度低,不宜作結(jié)構(gòu)材料,做為結(jié)構(gòu)材料用的一般是鈦合金>鈦中的C、N、0雜質(zhì)對(duì)鈦的硬度、脆性影響很大Fe增加硬度、降低耐蝕性;β型結(jié)構(gòu)鈦的性質(zhì)-物理性質(zhì)5(2)鈦的化學(xué)性質(zhì)鈦的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑,可與很多元素反應(yīng)或形成固溶體。金屬鈦-196~500℃,在空氣中很穩(wěn)定。常溫下鈦與氧氣化合生成一層極薄致密的氧化膜,它只與氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸反應(yīng)極強(qiáng)的抗腐蝕性。>金屬鈦在高溫環(huán)境中的還原能力極強(qiáng),能與氧碳、氬及其他許多元素化合,還能從部分金屬氧化物(比如氧化鋁)中奪取氧,熔煉鈦時(shí)候,很難找到合適的坩堝材料鈦有強(qiáng)烈的吸氣性質(zhì):甚至可以形成TiH化合物(生產(chǎn)鈦粉的方法)(2)鈦的化學(xué)性質(zhì)63.13鈦的用途鈦材有三大特點(diǎn)比強(qiáng)度大;耐腐蝕;溫度適應(yīng)范圍廣:在-253~500℃3.13鈦的用途7了在國防工業(yè)中的應(yīng)用:火箭、導(dǎo)彈被、簞忍機(jī)頭壓奮瘠科魏關(guān)翼:炮筒,車在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用:人造關(guān)節(jié)、假肢、輪椅、牙齒矯形器、金屬縫線在日用品方面的應(yīng)用:網(wǎng)球,羽毛球球離鑫甭酵戮槳長梧雪龠屬靶手擊辯胺聚右騖出畀輦與登岧部饗釘;鉤功能材料:超導(dǎo)、儲(chǔ)氯合金、形狀記憶合金了在國防工業(yè)中的應(yīng)用:火箭、導(dǎo)彈8空中金屬:航空、航天-比強(qiáng)度最高的金屬國產(chǎn)殲11B重型殲擊機(jī)鈦合金比率達(dá)到15%美國空軍F22A戰(zhàn)機(jī)使用了45%的鈦金屬空中金屬:航空、航天-9海上金屬:艙制造、海水淡化、海洋石油開采等前蘇聯(lián)建造的3000t級(jí)核潛艇67艘,用鈦合金板制作雙層殼體。這些核潛艇具有無磁性,下潛深度深(達(dá)900m)和航速快等特點(diǎn),每艘用鈦560t海上金屬:艙制造、海水淡化、海洋石油開采等10北京科技大學(xué)-鈦冶金課件11北京科技大學(xué)-鈦冶金課件12北京科技大學(xué)-鈦冶金課件13北京科技大學(xué)-鈦冶金課件14北京科技大學(xué)-鈦冶金課件15北京科技大學(xué)-鈦冶金課件16北京科技大學(xué)-鈦冶金課件17北京科技大學(xué)-鈦冶金課件18北京科技大學(xué)-鈦冶金課件19北京科技大學(xué)-鈦冶金課件20北京科技大學(xué)-鈦冶金課件21北京科技大學(xué)-鈦冶金課件22北京科技大學(xué)-鈦冶金課件23北京科技大學(xué)-鈦冶金課件24北京科技大學(xué)-鈦冶金課件25北京科技大學(xué)-鈦冶金課件26北京科技大學(xué)-鈦冶金課件27北京科技大學(xué)-鈦冶金課件28北京科技大學(xué)-鈦冶金課件29北京科技大學(xué)-鈦冶金課件30北京科技大學(xué)-鈦冶金課件31北京科技大學(xué)-鈦冶金課件32北京科技大學(xué)-鈦冶金課件33北京科技大學(xué)-鈦冶金課件34北京科技大學(xué)-鈦冶金課件35北京科技大學(xué)-鈦冶金課件36北京科技大學(xué)-鈦冶金課件37北京科技大學(xué)-鈦冶金課件38北京科技大學(xué)-鈦冶金課件39北京科技大學(xué)-鈦冶金課件40北京科技大學(xué)-鈦冶金課件41北京科技大學(xué)-鈦冶金課件42北京科技大學(xué)-鈦冶金課件43北京科技大學(xué)-鈦冶金課件44北京科技大學(xué)-鈦冶金課件45北京科技大學(xué)-鈦冶金課件46北京科技大學(xué)-鈦冶金課件47北京科技大學(xué)-鈦冶金課件48北京科技大學(xué)-鈦冶金課件49北京科技大學(xué)-鈦冶金課件50北京科技大學(xué)-鈦冶金課件51北京科技大學(xué)-鈦冶金課件52北京科技大學(xué)-鈦冶金課件53北京科技大學(xué)-鈦冶金課件54北京科技大學(xué)-鈦冶金課件55北京科技大學(xué)-鈦冶金課件56北京科技大學(xué)-鈦冶金課件57北京科技大學(xué)-鈦冶金課件58北京科技大學(xué)-鈦冶金課件59北京科技大學(xué)-鈦冶金課件60北京科技大學(xué)-鈦冶金課件61北京科技大學(xué)-鈦冶金課件62北京科技大學(xué)-鈦冶金課件63北京科技大學(xué)-鈦冶金課件64北京科技大學(xué)-鈦冶金課件65北京科技大學(xué)-鈦冶金課件66北京科技大學(xué)-鈦冶金課件67北京科技大學(xué)-鈦冶金課件68北京科技大學(xué)-鈦冶金課件69北京科技大學(xué)-鈦冶金課件70北京科技大學(xué)-鈦冶金課件71北京科技大學(xué)-鈦冶金課件72北京科技大學(xué)-鈦冶金課件73北京科技大學(xué)-鈦冶金課件74北京科技大學(xué)-鈦冶金課件75北京科技大學(xué)-鈦冶金課件76北京科技大學(xué)-鈦冶金課件77北京科技大學(xué)-鈦冶金課件78北京科技大學(xué)-鈦冶金課件79北京科技大學(xué)-鈦冶金課件80北京科技大學(xué)-鈦冶金課件81北京科技大學(xué)-鈦冶金課件82北京科技大學(xué)-鈦冶金課件83北京科技大學(xué)-鈦冶金課件84北京科技大學(xué)-鈦冶金課件85北京科技大學(xué)-鈦冶金課件86北京科技大學(xué)-鈦冶金課件87北京科技大學(xué)-鈦冶金課件88北京科技大學(xué)-鈦冶金課件89北京科技大學(xué)-鈦冶金課件90北京科技大學(xué)-鈦冶金課件91北京科技大學(xué)-鈦冶金課件92北京科技大學(xué)-鈦冶金課件93北京科技大學(xué)-鈦冶金課件94北京科技大學(xué)-鈦冶金