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我們?cè)谝恍╇娨暪?jié)目或者網(wǎng)絡(luò)上,，經(jīng)常能看到介紹建造航母有多么的燒錢，這是因?yàn)楹侥傅慕ㄔ煨枰婕暗胶芏嗉夹g(shù)領(lǐng)域和相關(guān)的材料，所以說建造航母光有錢還不夠,，還需要有強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)和材料研發(fā)能力。 - f# I7 [' r/ m7 K9 h9 H
7 P. V8 `1 J+ m p% u圖片來源：pixabay
) G. V. J# o3 Q9 T曾經(jīng)有報(bào)道說航母甲板上一顆鉚釘就能換一輛轎車,，可見有多燒錢,，這種鉚釘也不是普通的鉚釘，它是用鈦合金材料制成的鉚釘,，這種昂貴的鈦合金鉚釘并不是滿甲板都是,，也只有在起落戰(zhàn)斗機(jī)的地方才有。
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因?yàn)閼?zhàn)斗機(jī)在起飛時(shí)會(huì)噴出超過1000攝氏度的高溫氣體,，這就需要對(duì)甲板有耐高溫的要求,，而對(duì)耐高溫材料的焊接技術(shù)又不成熟，所以甲板之間的拼裝就需要靠鈦合金鉚釘來完成,。 鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入了其它元素組成的合金,，鈦合金材料具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度大,，彈性小,，耐高溫和耐腐蝕等特點(diǎn)，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī),，火箭,，導(dǎo)彈的部件,，（普通工業(yè)也會(huì)用到鈦，鈦的等級(jí)也有很多,，不同行業(yè)根據(jù)要求會(huì)選擇合適等級(jí)的鈦,。）
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鈦合金是比較年輕的一種金屬，從被研發(fā)出來到現(xiàn)在也就六,，七十年的歷史,，進(jìn)入20世紀(jì)后傳統(tǒng)的鋼鐵和鋁已經(jīng)不能滿足航天航空，航海等領(lǐng)域的需求,，在1954年由美國(guó)公司研發(fā)出了鈦合金材料,。
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每當(dāng)說起一個(gè)產(chǎn)品的材料采用了鈦合金時(shí)，就會(huì)吸引很多人的眼球,，因?yàn)殁伜辖疬@種材料特別的貴,，在很多人眼中鈦合金都是高檔金屬材料的代名詞，這么金貴的材料一般都是用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上,，它還是一些尖端武器裝備的最理想材料,。 6 K+ `9 c" X) ^& }$ d" q" S
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但事實(shí)上，組成鈦合金這種材料的主要金屬鈦并不稀有,，在地球上鈦元素的含量占到地殼總質(zhì)量的0.45%,，僅次于鐵，鋁,，鎂等金屬元素,，目前已知的鈦礦物種類就超過了140多種，儲(chǔ)量也是很豐富的,。 在自然界中鈦存在于鈦鐵礦和金紅石等礦物中,，純鈦呈銀灰色，同時(shí)它也是一種輕質(zhì)金屬,，鈦的密度只有4.54克每立方厘米,，熔點(diǎn)在1668攝氏度，具有可塑性,。
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/ E+ S& U5 ~9 n* ^+ w1 u. L2 D a而真正讓鈦備受追捧的還是它本身具有的特性,，作為一種輕質(zhì)金屬，在所有元素中,，鈦的重量與強(qiáng)度的比例最高,，重量比鋼輕44%，但機(jī)械強(qiáng)度卻與鋼差不多,，比鋁強(qiáng)3倍,，鈦擁有極強(qiáng)的抗腐蝕能力，與鋁相似的是鈦在常溫下表面也會(huì)覆蓋一層致密的氧化膜。
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其無(wú)毒,，無(wú)磁的特點(diǎn)也很適合于工業(yè)生產(chǎn),，液態(tài)鈦幾乎可以與所有金屬相溶，因此可以與多種金屬形成合金,，通過加入一定比例的其它金屬元素,，可以讓冶煉出來的鈦合金在保證重量輕，強(qiáng)度大,，耐腐蝕特性的同時(shí),，還擁有更大的強(qiáng)度或者更強(qiáng)的耐高溫度性能，甚至還擁有記憶能力,，鈦是與人體最相容的一種金屬,，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有使用，比如心臟支架,，骨科鈦板等，日常生活中一些眼鏡框,，手表框,，還有一些體育用品也會(huì)廣泛使用鈦合金。
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有人就疑惑了,，鈦這種金屬也不稀有,，而儲(chǔ)量又那么多，為什么鈦合金還那么貴重呢,？這就會(huì)涉及到金屬的冶煉技術(shù),，鈦合金對(duì)冶煉環(huán)境及其苛刻，鈦在高溫條件下化學(xué)活性小,，所以冶煉鈦合金必須要在高溫下進(jìn)行,，一般情況下鈦合金冶煉溫度要在800攝氏度以上，并且還要在真空的環(huán)境下操作,，這個(gè)冶煉環(huán)境相對(duì)于鋼鐵等金屬要高很多,，正所謂物以稀為貴，久而久之鈦合金就成了所謂的稀有金屬,，這就導(dǎo)致了它的價(jià)格居高不下,。 . b A c/ ?* |6 ~% S3 e' T7 Q
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/ z' m% m7 O% B+ h- }3 S雖然鈦合金的產(chǎn)量低價(jià)格貴，但并不代表用得少,，特別是各國(guó)在一些尖端武器裝備和國(guó)之重器上對(duì)鈦合金的使用也是很豪放的,，據(jù)透露，中國(guó)殲-20使用的鈦合金大約占機(jī)身重量的20%,，這些鈦合金主要用于機(jī)身的結(jié)構(gòu)材料,。
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目前鈦合金材料在航空航天工業(yè)中應(yīng)用是最多的，所以也將鈦合金叫作“空間金屬”，它重量輕,，強(qiáng)度大又耐高溫,，特別適合制造航空航天器，很多以前使用鋁合金的部件都改用了鈦合金,。 隨著技術(shù)的發(fā)展,，現(xiàn)在飛機(jī)的最高航速時(shí)是音速的3倍以上，這么快的超音速飛行,，會(huì)使飛機(jī)與空氣摩擦而產(chǎn)生大量的熱,，一般當(dāng)飛行速度達(dá)到音速2倍以下時(shí)機(jī)身用鋁合金就可以了，當(dāng)飛行速度達(dá)到音速的2倍以上時(shí),，鋁合金就經(jīng)受不住了,，就必須采用耐高溫和性能更好的鈦合金，當(dāng)飛行速度超過音速的3倍時(shí),，機(jī)身就要使用更多的鈦合金,。 9 u& u! J+ e0 M# z
一些攻擊核潛艇的內(nèi)壓艇殼，魚雷艙等部件都是用鈦合金打造,，鈦合金材料無(wú)磁,，耐腐蝕，強(qiáng)度極高,，可以有效的抵抗炸彈的沖擊波,，還有就是能夠下潛得更深，例如我國(guó)“蛟龍?zhí)枴陛d人艙就使用了鈦合金材料,，能夠下潛到7000多米的深海,，這就相當(dāng)于每平方米要承受7000噸的壓力，壓力大得驚人啊,。
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6 J ]3 A* j; n; {: H4 u現(xiàn)在各國(guó)除了在航空,，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，潛艇,，戰(zhàn)機(jī)等高精尖設(shè)備上大量使用鈦合金外,，在常規(guī)或者單兵裝備上也廣泛使用鈦合金，例如榴彈炮,，防彈頭盔等,。 . h" {2 r* ]$ v/ s
目前世界上鈦合金技術(shù)最強(qiáng)，應(yīng)用最多的就是美俄中,，而中國(guó)的鈦礦儲(chǔ)量世界第一,，約占世界總儲(chǔ)量的28.9%，其中鈦鐵礦儲(chǔ)量約為7.2億噸,，占全球鈦礦的92%,，金紅石儲(chǔ)量約為4700萬(wàn)噸,，二者合計(jì)儲(chǔ)量約7.67億噸，這應(yīng)該就是所說的家里有礦,，對(duì)于鈦合金的冶煉和加工也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,，所以說鈦合金在中國(guó)各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用已經(jīng)不存在原理和技術(shù)問題了，相信未來鈦合金這種“空間金屬”不再只是航空航天領(lǐng)域才會(huì)使用,。 5 w9 K3 z3 _2 e0 o9 u: n# F7 V
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發(fā)表于 2022-11-14 15:56:46
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