「科普一下」为什么钛合金是多种材料的复合材料而不是复合材料？

本文目录

• 1、为什么钛合金是多种材料的复合材料而不是复合材料？
• 2、钛铁合金的作用和用途是什么？
• 3、ticp是什么钛合金？
• 4、什么是纤维增强金属基复合材料？

仿生新材料对于推动生物基新材料的实际应用具有积极意义。利用仿生结构设计理念，开发出一种名为“定向变形组装”的新材料制造方法。该团队利用上述方法将纤维素纳米纤维与二氧化钛涂层云母片复合，制备出高性能仿生结构。性能可持续的结构材料比石油基塑料具有更好的机械和热性能，有望成为塑料替代品。

一、为什么钛合金是多种材料的复合材料而不是复合材料？

钛合金指钛与其他金属制成的各种合金金属。

复合材料定义是一种由一种材料作为基体，另一种材料作为增强体组成的材料——各种材料在性能上相互补充，产生协同效应，使得复合材料的整体性能优于的原始组成材料。满足多种需求——

合金定义由两种或多种金属或非金属组成的具有金属特性的物质-

该合金的性能仍然像金属一样-

合金是由两种或多种金属熔合而成的具有金属特性的物质——通常将各成分熔合成均匀的液体，然后凝结——

复合材料是将两种或两种以上不同性能的材料粘合而成的具有新性能的材料——

合金是分子层面的融合——复合材料只是宏观层面的混合——

二、钛铁合金的作用和用途是什么？

1、航空航天领域使用钛的主要国家集中在西方国家，特别是美国。60%的钛材料用于该领域。亚洲国家日本和中国在该领域投入了约10%的钛。不过，随着近年来亚洲航空航天事业的快速发展，钛在航空航天领域的消耗量也会相应增加。从全范围来看，航空业在钛市场中占有举足轻重的地位。从历史上看，钛行业的大周期与航空业的盛衰密切相关。

2.民用航空器

-1。减轻结构重量，提高结构效率

-2。符合高温部件使用要求

-3。满足复合材料结构匹配要求

-4。满足高耐腐蚀、长寿命的要求

3.军用飞机

军事武器的研制和采购不断走向轻量化、灵活化。为了满足战斗机的作战性能要求，除了采用先进的设计技术外，还必须采用性能优良的材料和先进的制造技术。重要措施之一是大量使用钛合金，提高先进钛合金的应用水平。

20世纪60年代以来，国外军用飞机的钛用量逐年增加。欧美设计的各种先进军用战斗机和轰炸机的钛合金用量已稳定在20%以上，新型号的钛合金使用比例正在大幅增加。

4.汽车

降低油耗、减少有害废弃物排放已成为汽车行业技术进步的主要动力和方向之一。研究表明，轻量化是节省燃料、减少污染的有效措施。汽车质量每减少10%，油耗可节省8-10%，废气排放可减少10%。

驾驶方面，汽车轻量化后加速性能得到提高，车辆操控稳定性、噪声、振动也得到改善。从碰撞安全角度来看，汽车轻量化后，碰撞时惯性小，制动距离减少。

汽车轻量化的首选途径是用比强度高的轻质材料替代传统汽车材料，如铝、镁、钛等。2009年，全汽车用钛量达到3000吨。钛用于赛车已有多年。目前，几乎所有赛车都使用钛。日本汽车用钛量已超过600吨。随着全汽车工业的发展，汽车用钛量仍在快速增加。

5、医疗行业

钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近，与人体组织具有良好的生物相容性，且无副作用。人体植入物是与人类生命健康密切相关的特殊功能材料。与其他金属材料相比，使用钛及钛合金的主要优点如下

1、重量轻；2、弹性模量低；3、无磁性；4、无；5、耐腐蚀；6、强度高、韧性好。

外科植入物中使用的钛合金用量正以每年5-7%的速度增长。股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨、心脏膜、肾膜、血管扩张器、夹板、假肢、紧固螺钉等数百个金属部件被移植到人体中并取得了良好的效果，受到医学界的高度评价。

6、化学工业

钛具有优良的耐腐蚀性能、机械性能和工艺性能，广泛应用于国民经济的许多部门。特别是在化工生产中，用钛代替不锈钢、镍基合金等稀有金属作为耐腐蚀材料。这对于增加产量、提高产品质量、延长设备使用寿命、降低消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善劳动条件、提高劳动生产率具有重要意义。

7.海洋工程

随着科学技术的发展和陆地资源的日益枯竭，人类对海洋的开发利用已提上日程。钛具有优异的耐海水腐蚀性能，广泛应用于海水淡化、船舶、海洋热能开发和海底资源开采等领域。

8.日常生活

钛在日常生活中的应用非常广泛，可以说是无处不在，比如高尔夫头、自行车架、网拍、轮椅、眼镜架等，都采用了钛。

由于重量轻、强度高，钛在用品上的应用也从最早的网拍、羽毛拍逐渐扩展到高尔夫头、杆、赛车等。

2008年，我国运动休闲消费占总消费量的13%，其中仅高尔夫头、杆用钛量就超过1000吨。钛合金制成的自行车车架也很受欢迎。目前生产钛自行车的企业有近50家。美国长期以来一直是钛自行车最大的生产国和消费国。

钛的重量轻也被应用于眼镜框，而且钛不易对皮肤过敏，而且钛表面经过阳极氧化处理后可以具有绚丽的色，因此从20世纪80年代初开始就被用于眼镜框。

三、ticp是什么钛合金？

将钛粉和石墨粉按比例磨得到天然碳化钛-TiCp及合金粉；将镁粉或铝粉或钛粉与其他合金元素按比例混合，高能磨得到镁基/铝基/钛基非晶合金粉末；将TiCp合金粉末按比例添加到非晶合金粉末中，通过高能磨得到TiCp与非晶合金的混合粉末，然后将混合粉末按一定比例添加到镁合金粉末中。然后加入酒精，利用超声波辅助机械搅拌，混合均匀后干燥；将干燥后的复合材料粉末进行高压压实，得到致密的复合材料块坯，然后低温热压烧结；将复合粉末烧结块体进行热挤压，最终得到高强高韧的原生微纳米级碳化钛与非晶态合金共增强镁合金复合材料。

四、什么是纤维增强金属基复合材料？

金属基复合材料一般在高温下成型，因此要求其作为增强材料具有较高的耐热性。玻璃纤维和耐热性低的有机纤维不能用于纤维增强金属，但主要使用硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维。最常用的贱金属是铝、镁、钛和某些合金。碳纤维是金属基复合材料中应用最广泛的增强材料。碳纤维增强铝具有耐高温、抗热疲劳、抗紫外线、防潮等性能。适合用作航空、航天领域的飞机结构材料。硼纤维增强铝还用于空间技术和军事应用。碳化硅纤维增强铝比铝轻10%，强度高10%，刚性提高一倍，并且具有更好的化学稳定性、耐热性和高温抗氧化性。它们主要用于汽车工业和飞机制造。由碳化硅纤维增强钛制成的板材和管材已用于制造飞机垂直尾翼、导弹外壳和空间部件。