钛金属及钛合金在新型建筑上的应用
钛及钛合金的应用范围（一）
钛及钛合金的应用范围（一）为减少钛金属应用过高成本造成的负担，一方面发展了残钛处理工艺，另一方面开发了近净成形、超塑成形、精密铸造和粉末冶金以及热等静压与扩散连接等高新技术。
比如通过制粉、成型、烧结或热等静压固结方法加工而成的粉末冶金制品为近净成形件，材料利用率高达80%，既降低了材料消耗，又明显减少了切削加工量。
又如大型薄壁精密铸造技术在钛合金中的应用，使钛铸件性能接近钛锻件，而成本降低50%左右。
钛及钛合金的主要消费领域首先是航空工业。
20世纪80年代，美国航空工业用钛占钛材总用量的74.8%，俄罗斯、英国等也主要用于航空工业，日本90%的钛材用于民用工业。
近年来，钛材在非航空航天工业中的应用不断增加，航空航天仍居“主打”地位。
从1952年钛在道格拉斯DC-7班机上用作发动机短舱和隔火壁开始，至今许多飞机的结构件均已使用钛合金制造。
在波音757、超音速SR-71黑鸟、F-22喷气战斗机、空间卫星和导弹上，钛零件都起到极为关键的作用。
如飞机内的风扇圆盘、发动机叶片等均为钛铸件和锻件制造。
钛的第二项应用领域则与利用其抗蚀能力相关。
其中用量最大是作氯碱生产的电极材料。
钛阳极使用寿命为石墨阳极的10倍，使产能提高近1倍，节电15%。
年产1万吨苛性钠，约需5吨钛。
在航海业的船舶制造中，钛曾有过昔日辉煌。
前苏联制造的6～7艘3000吨级核潜艇中每艘用钛量高达560吨(其阿尔法级潜艇的钛用量在908吨以上)。
近年来在海洋油气勘探与开发方面钛则显示了巨大的威力，仅1997～1999年期间欧洲在北海油气开发方面就投入了150亿美元，用于建造21个悬浮式生产作业船和64个平台。
一个新平台的生命安全系统需50～500吨钛，楔形应力接头需50～100吨钛，可伸缩升降器需400～1200吨钛，固定升降器需1400～4200吨钛。
在能源工业中已知用钛作发电装置的冷凝器和热交换器，如我国台州电厂、上海金山热电厂和镇海发电厂的发电机组都选用了钛管冷凝器，用钛量约700吨。
钛合金在各领域的应用
钛合金在各领域的应用随着科技的不断发展和人们对高性能材料需求的增加，钛合金作为一种优异的工程材料，其应用范围也越来越广泛。
本文将从航空、航天、医疗、汽车、体育器材等多个领域，介绍钛合金的应用情况。
一、航空领域钛合金在航空领域中的应用是最为广泛的。
首先，钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀等优点，可以大幅度减轻飞机的重量，提高飞机的速度、升限和航程。
因此，许多飞机的结构件、发动机零部件、连接件、螺栓等都采用了钛合金材料。
例如，波音787梦想客机中，使用了超过50%的钛合金材料，使得飞机整体重量减轻了20%以上，大大提高了其经济性和环保性。
二、航天领域钛合金在航天领域中的应用也非常广泛。
由于航天器的运行环境极其恶劣，需要材料具有高强度、高温、耐腐蚀等性能。
钛合金正是具备这些性能的材料之一。
例如，中国的嫦娥探月工程，使用了大量的钛合金材料，包括航天器的结构件、降落伞支架、太阳能电池支架等。
此外，美国的阿波罗登月计划中，登月舱的外壳也采用了钛合金材料。
三、医疗领域钛合金在医疗领域中的应用也越来越广泛。
由于钛合金具有良好的生物相容性、低密度、高强度等优点，被广泛用于人体植入物的制造。
例如，人工髋关节、人工膝关节、牙种植体等都采用了钛合金材料。
此外，钛合金也被用于制造手术器械、牙科器械等。
四、汽车领域钛合金在汽车领域中的应用还比较有限，但是随着对轻量化的追求，钛合金在汽车领域的应用也将越来越广泛。
钛合金可以替代传统的钢铁材料，可以减轻汽车的重量，提高汽车的燃油效率和性能。
例如，福特GT超级跑车的车身和底盘就采用了钛合金材料，使得整车重量减轻了约250公斤，大大提高了其性能。
五、体育器材领域钛合金在体育器材领域中的应用也越来越广泛。
由于钛合金具有高强度、低密度等优点，可以制造出更加轻盈、坚固的器材。
例如，高尔夫球杆、自行车车架、滑雪板、网球拍等都采用了钛合金材料。
此外，许多运动员也开始使用钛合金做成的装备，以提高其竞技水平。
钛和钛合金在建筑材料中的应用
金属钛和钛合金在建筑材料中的应用王凯（东南大学材料科学与工程学院，南京，211189）摘要：钛及钛合金已成为新兴的优质、轻型建筑结构材料和功能装饰材料。
本文介绍了钛及钛合金的特点及其在建筑上的应用优势，并阐述了钛及其合金在建筑领域中的应用范例，同时总结了目前我国钛合金建筑材料的发展现状，并展望其发展前景。
关键词：钛；钛合金；建筑材料；钛锌板；应用；1.引言钛是1791年英国科学家从矿石中发现的，但直到1936年才用镁还原法生产出海绵钛，1948 年开始批量化工业生产，目前已广泛应用于国民经济各个行业和领域，发挥着巨大的作用。
作为21世纪瞩目的新兴结构建筑材料——钛及钛合金，具有无可比拟的物化性能优越性: 比强度高，质轻，韧性、焊接性较好，还具有卓越的耐腐蚀性能，无需特别维护综合应用寿命可达百年以上。
此外钛金属的装饰性能也很优越。
钛及钛合金经氧化处理能形成二氧化钛膜层，由于光的干涉作用，不同厚度的膜层呈现出各种颜色，形成彩色钛合金板，并且其颜色因入射光的波长分布、入射角、氧化物膜层的厚度与折射率、钛金属表面的粗糙程度而呈微妙变化，可以获得涂料涂层所不能比拟的金属光泽。
钛的一系列优异特性使之能完全满足建筑材料的许多性能要求，因而倍受建筑师和建筑业的青睐。
但由于材料与施工成本高，以前主要被应用于公共建筑，如国际会议中心、大型体育场、博物馆等。
随着建筑业的发展与城市建筑物美观性要求的提高，钛材料近年来也逐渐被应用于一般民间建筑上，除最早的屋顶应用外，并逐渐扩展于外墙、顶棚、内墙壁饰、桥梁、纪念碑、雕塑、管道、栏杆、标志牌等。
2.钛及钛合金在建筑上的使用优势传统的金属建材，尤其是屋顶材料的发展是依铜、表面处理过的钢板、铝、不锈钢和彩钢板的顺序发展的。
随着时代的前进，人们对城市建筑物的要求，尤其对建筑物的美观性要求越来越高; 伴随建筑工业的发展，近年来建筑师追求使用比传统材料更高级的建筑材料。
作为新兴的建筑材料，钛及钛合金主要有以下优点。
钛合金的应用范文
钛合金的应用范文钛合金是一种具有优异性能的合金材料，由钛与其他金属元素合金化而成。
由于其独特的物理、化学和机械性能，钛合金在许多领域得到广泛应用。
以下是钛合金的一些主要应用领域：1.航空航天工业：钛合金是航空航天工业的重要材料之一、由于其高强度、低密度和耐腐蚀性能，被广泛用于制造飞机、火箭、导弹和航天器等关键部件。
钛合金可以减轻飞行器重量，提高燃料效率，并提供更高的抗疲劳性能和耐久性。
2.医疗领域：钛合金在医疗领域有广泛应用，特别是在人体骨骼修复和牙科领域。
由于其与人体组织的良好相容性和生物相容性，钛合金被用于制造人工关节、骨骼修复植入物、牙科种植体等。
此外，钛合金还被用于制造外科器械、心脏支架和医疗设备，因为它们具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。
3.汽车工业：钛合金在汽车工业中的应用越来越广泛。
由于其高强度、低密度和优异的抗腐蚀性能，钛合金被用于制造发动机部件、底盘结构、进气系统和排气系统等重要部件。
通过使用钛合金，可以减轻汽车重量、提高燃料效率和续航里程。
4.化工领域：钛合金在化工领域有广泛的应用，特别是在腐蚀性介质环境下。
钛合金具有出色的耐腐蚀性能，使其成为制造化工设备、管道、容器和反应器的理想选择。
此外，钛合金还被用于制造盐水淡化设备和海水潜水器等海洋工程设施。
5.电子电气领域：钛合金在电子电气领域中也有广泛应用。
由于其良好的导电性能和耐高温性能，钛合金可用于制造电子器件、电容器、传感器和导线等。
此外，钛合金还可以用于制造高温超导材料和用于半导体制造过程中的设备。
6.体育用品和珠宝等领域：钛合金还被广泛应用于体育用品和珠宝等领域。
由于其轻质、抗腐蚀和高强度等特性，钛合金被用于制造高尔夫球杆、自行车框架、手表、戒指等产品。
钛合金的高光泽度和独特的金属质感也使其成为一种流行的材料选择。
总的来说，钛合金因其优异的性能广泛应用于航空航天、医疗、汽车、化工、电子电气、体育用品和珠宝等各个领域。
随着技术不断发展，人们对钛合金的需求将会越来越大，钛合金也将继续发挥其重要的作用。
钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析
1. 钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析钛及其合金具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优特性，被誉为“未来的金属”，是具有发展前途的新型结构材料。
钛及其合金不仅在航空、宇宙航行工业中有着十分重要的应用，而且已经开始在化工、石油、轻工、冶金、发电等许多工业部门中广泛应用。
1.1. 钛在化工等部门的应用钛的另一个显著特点是耐腐蚀性强，这是由于它对氧的亲合力特别大，能在其表面上生成一层致密的氧化膜，可保护钛不受介质腐蚀。
金属钛在大多数水溶液中，都能在表面生成钝化氧化膜。
因此，钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性，比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好，甚至可与铂比美。
但是，如果在某种介质中，能连续溶解钛表面氧化膜时，则钛在这种介质中便会受到腐蚀。
例如，钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中，由于这些溶液溶解钛表面氧化膜，所以钛被腐蚀。
如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时，则钛表面氧化膜便会受到保护，此时钛的稳定属于增加。
1.2. 化学工业钛在各种酸、碱、盐介质中，除上述四种无机酸和腐蚀性很强的氯化铝外，都具有很好的稳定性。
所以，钛是化学工业中优良的抗腐蚀材料，得到了越来越广泛的应用。
例如，在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器，收到很好的经济效果，被誉为氯碱工业中的一大革命。
1.3. 石油工业钛在有机化合物中，除了温度较高下的五种有机酸(甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸)外，都具有非常好的稳定性。
因此，钛是石油炼制和石油化工中优良的结构材料，可以用来制作各种热交换器、反应器、高压容器和蒸馏塔等。
三．冶金工业钛属活性金属，具有良好的吸气性能，是炼钢工业中优良的脱气剂，它能化合钢在冷却时析出的氧和氮。
在钢中加入少量的钛(<%)可使钢坚韧而富有弹性。
钛也是炼钢，炼铝等工业中重要的合金添加剂。
钛具有超导性，是一种常见的超导材料。
另外，钛在含有金属离子的酸性溶液中具有很好的稳定性，因此钛在湿法冶金工业中，如铜、镍、钴、锰等有色金属的电解生产中，有着十分广泛的应用。
钛金属的应用
钛金属的应用（一）航空、航天工业应用航空：钛合金在飞机上的应用：机身蒙皮、支承件、中央翼盒、机翼蒙皮、发动机舱、机身骨架、尾翼蒙皮、机尾罩、垂尾构件、发动机、机翼肋条、机翼梁、机轮、起落架构件钛在喷气发动机上的应用：压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管航天：钛及钛合金在火箭、导弹和航天工业中可用作压力容器，如燃料贮箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴套管、人造卫星外壳、载人宇宙飞船船舱（蒙皮及结构骨架）、主起落架、登月舱及推进系统等。
（二）车辆工业中的应用坦克和战车工业：战车上钛主要用于指挥舱盖和顶部攻击装甲的改进，钛还用于坦克的主动轴、悬挂臂、拖杆、扭力轴、前轮辐等。
汽车工业：优点：密度低、比强度高、弹性模量小、耐热性好、热胀系数小、耐蚀性好、抗冻性好、成型性好、装饰性好。
减轻质量，降低燃料消耗；改善动力传输效果，降低噪音；减少振动，减轻部件载荷；提高车的持久性及保护环境。
钛的使用部位主要有发动机系统（包括阀门、阀簧及其承座、连杆、曲轴、变速箱、转向齿条和小齿轮等）、底盘系统（弹簧、消音器、排气装置等）、车体系统（包括车轮的衬套及轴承、各种半轴、紧固件等）（三）兵器工业中的应用用钛制造武器，质量轻，机动性好，适合于地形复杂和空降部队使用，钛制迫击炮座板质量可减轻一半。
迫击炮管、迫击炮座板、防弹衣和背心、盔、枪管、炮架等。
（四）舰船工业中的应用核潜艇、深潜器、原子能破冰船、水翼船、气垫船和扫雷艇等舰船上都使用了钛材制造的螺旋桨推进器、潜艇鞭状天线、海水管路、冷凝器和热交换器、声学装置、消防设备等。
（五）海洋工程中的应用海水淡化管道海洋石油钻探：海洋平台上钛管做闭式循环发动机的冷凝管和换热管、泵、阀、管件；深海钻探中采用的钛制海底石油提升管以及采油预应力管接头、夹具及配件等。
海水系统中：消防水、冷却水和洒水灭火系统。
（五）电力工业中的应用冷凝器管材：钛管具有优异的耐腐蚀、耐冲刷、高强度、低密度和良好的综合力学性能，冠于其他材料之首，已成为冷却水质恶劣的电厂冷凝器的理想管材。
钛及钛合金新工艺、新技术、新用途介绍
（４）材料 制备及加工过程 的计算机 模拟技术 。
法、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ法和 ＥＭＲ法等 ；②钛的氧化物的氧化还原法，
近净成 型技术 包括激 光成型 、精 密铸造 、精 密模 锻 、粉末 冶
如 ＯＳ法、ＰＲＰ工艺 、ＭＨＲ法等 ；③钛酸盐的氧化还原法。
金 、喷射成 型等方法 。粉末 冶金法是利 用钛粉或钛 合金粉作为 原
难 以提取 ，所 以钛也是 一种稀有金 属。目前来说钛 的制备一 共分 ３＿１ 钛合 金的制备方法
为 两大类 ：热还原法和 熔盐 电解 法 。
钛 合金 传统 的加 工一 般采 用熔 炼和 铸造 技 术 ，最 新的加 工
（１）热还原法 制备钛
技术分 为以下几 种 ：
热还原 法是 在一定温 度下 ，利 用 Ｌｉ、Ｎａ、Ｍ ｇ、Ｃａ及 其氢化
（１）近净成型技术 ：
物等强 还 原剂 ，把钛 从钛 的化合 物如 ＴｉＣ１ 、ＴｉＯ 、Ｋ２ＴｉＦ６等 中
（２）线 摩擦焊接技 术 ；
还原 出来。根据钛 化合物 的不 同 ，可将热还原 法制备钛 的技术分
（３）超 塑性成 型技术 ；
为三大 类 ：①钛的氯化物的氧化还原法，如Ｋｒｏｌｌ法、Ｈｕｎｔｅｒ
法 ；③钛的氧化物的电解法，包括有ＦＦＣ剑桥法、ＭＥＲ工艺 、
ＵＳＴＢ法 、ＱＩＴ工艺 、ＳＯＭ 法 和离子液体 电解法等 。
１－２ 钛合金简介
钛合 金和 钛 在某 种程 度上 性质 类似 ，具有 密 度小 强度 高的 ２．２ 钛的新用途
特点 ，此 外其 机械性能 十分优 异 ，抗腐蚀 能力较 强 。而 且其热强
末 ，经放 电活化 、热 塑变形和 冷却 完成制取 高性能 钛材料 。然后
钛锌板应用的案例
钛锌板应用的案例我给你讲讲钛锌板应用的超酷案例吧。
一、建筑外立面。
1. 文化艺术中心。
你看啊，有个城市新建的文化艺术中心，那外观简直酷炸了。
整个外立面用的就是钛锌板。
它就像一个巨大的艺术盒子，在阳光下闪闪发光。
钛锌板的颜色随着时间还会慢慢变化，就像一个有生命的建筑一样。
刚建成的时候是那种淡淡的银灰色，过了几年就有点古铜色的韵味了，和周围的老建筑融合得特别好，既现代又不失历史感。
而且啊，钛锌板特别耐用，不怕风吹雨打，就像一个坚强的卫士守护着里面的艺术宝藏。
2. 商业大楼。
有个繁华商业区的商业大楼也用了钛锌板。
这个大楼的设计师可真是个天才。
他把钛锌板设计成那种错落有致的板块，从远处看就像一片片鱼鳞，在阳光下波光粼粼的。
这不仅让大楼看起来超级酷炫，还很有辨识度。
对于商家来说，这就是一个天然的广告招牌啊。
而且钛锌板安装起来相对简单，大大缩短了大楼的建设周期，让商家能更快地入驻赚钱呢。
二、住宅屋顶。
1. 海边别墅。
想象一下海边的那些豪华别墅，屋顶用钛锌板简直是绝配。
海边的环境多恶劣啊，盐分高、风又大。
但是钛锌板一点都不怕。
有一家海边别墅的主人跟我说，他的屋顶用了钛锌板之后，这么多年了，一点问题都没有。
而且钛锌板的隔热性能还不错，夏天的时候，屋子里比邻居家凉快多了。
他还打趣说，感觉自己的房子就像一个戴着钛锌板帽子的酷家伙，在海边享受着阳光和海浪。
2. 山区住宅。
在山区也有很多住宅用钛锌板做屋顶。
山区经常下雨下雪，还有可能遭遇泥石流之类的自然灾害。
钛锌板的抗腐蚀和抗压性能就发挥作用了。
有个山区的老爷爷跟我说，他家的老房子以前屋顶老是漏雨，换了钛锌板之后，就再也没有这个烦恼了。
而且钛锌板的重量相对较轻，对住宅的结构压力也小，就像给房子戴了一个轻巧又结实的帽子。
三、室内装饰。
1. 高级餐厅。
我去过一家超高级的餐厅，里面的墙面部分用了钛锌板。
那效果，简直高大上。
钛锌板那种独特的质感，让整个餐厅看起来既现代又优雅。
而且它很容易清洁，服务员说，就算有客人不小心把食物或者酒水溅到墙上，只要轻轻一擦就干净了，就像给墙面穿了一件既漂亮又耐脏的衣服。
钛合金的常见用途
钛合金的常见用途
《钛合金的常见用途》
嘿，朋友们！你们知道钛合金吗？这玩意儿可了不起啦！钛合金啊，就像是我们生活中的一位低调却超级厉害的“小能手”！
先来说说在航空航天领域吧，那简直就是钛合金的大舞台呀！飞机、火箭这些高科技的大家伙们，可都离不开钛合金呢。
它就像是给这些飞行器穿上了一层坚固又轻巧的“铠甲”，让它们能够在天空中自由翱翔，还能抵抗住各种极端的环境。
你想想，要是没有钛合金，这些飞行器能这么厉害吗？
再看看医疗领域，钛合金也是大显身手呢！那些用来替换人体关节、骨骼的医疗器械，很多都是用钛合金做的呀。
它就像是给病人带来了新的希望和活力，让身体残缺的人能够重新站起来，正常生活。
这难道不神奇吗？这难道不值得我们惊叹吗？
还有体育用品呢！像那些高端的自行车、网球拍等等，都有钛合金的身影。
它让这些体育用品变得更轻、更强，帮助运动员们发挥出更好的水平。
这不就像是给运动员们配备了一把“利器”，助他们在赛场上冲锋陷阵嘛！
在汽车制造行业，钛合金也开始崭露头角啦！能让汽车变得更轻，跑得更快，还更省油呢！这多好呀，既环保又高效。
哎呀呀，钛合金的用途真是多得数都数不过来呀！它就像是一个万能的“魔法材料”，在各个领域都能发挥出巨大的作用。
它是科技进步的推动者，是改善我们生活的重要力量。
我觉得钛合金真的是太神奇、太重要啦！我们的生活真的已经离不开它了呢！。
苏州使用钛锌板的案例
苏州使用钛锌板的案例
嘿，你知道吗？在苏州这座美丽的城市里，居然有着很多让人惊叹的钛
锌板使用案例呢！
就拿苏州那个超级酷炫的文化艺术中心来说吧！那独特的造型，可不就
是像一只展翅欲飞的大鸟嘛，而它的屋顶就是用钛锌板打造的呢！你能想象吗，在阳光的照耀下，那钛锌板反射出的光芒，简直太耀眼啦！为啥选钛锌板呀？这玩意儿耐腐蚀啊，风吹雨打都不怕，质量那叫一个杠杠的！这就好比一个坚强的战士，永远守护着这个艺术的殿堂。
还有那个时尚的商业中心，外墙面也是用钛锌板装饰的呢！走在那下面，感觉自己都变得高大上了呢！路过的人谁不被它吸引呀，就像一块巨大的磁铁似的。
“哇塞，这墙面真好看啊！”你是不是也经常能听到这样的惊叹声呀？
我记得有一次，我和朋友在那附近闲逛。
朋友指着那钛锌板墙面说：“这看起来可真高级，用钛锌板就是不一样哈！”我笑着回答：“是呀，这钛锌板让整个建筑都活起来了呢！”
苏州的这些案例不就充分说明了钛锌板的厉害之处吗？它既能让建筑变得美观独特，又能保证质量和耐久性。
难道我们不应该为这些精彩的案例点赞吗？钛锌板真的是太棒啦，给苏州这座城市增添了如此多的魅力呀！所以呀，以后不管在哪里，只要看到那独特的外观，说不定就是钛锌板的功劳呢！。
钛和钛合金在建筑材料中的应用
金属钛和钛合金在建筑材料中的应用王凯（东南大学材料科学与工程学院，南京，211189）摘要：钛及钛合金已成为新兴的优质、轻型建筑结构材料和功能装饰材料。
本文介绍了钛及钛合金的特点及其在建筑上的应用优势，并阐述了钛及其合金在建筑领域中的应用范例，同时总结了目前我国钛合金建筑材料的发展现状，并展望其发展前景。
关键词：钛；钛合金；建筑材料；钛锌板；应用；1.引言钛是1791年英国科学家从矿石中发现的，但直到1936年才用镁还原法生产出海绵钛，1948 年开始批量化工业生产，目前已广泛应用于国民经济各个行业和领域，发挥着巨大的作用。
作为21世纪瞩目的新兴结构建筑材料——钛及钛合金，具有无可比拟的物化性能优越性: 比强度高，质轻，韧性、焊接性较好，还具有卓越的耐腐蚀性能，无需特别维护综合应用寿命可达百年以上。
此外钛金属的装饰性能也很优越。
钛及钛合金经氧化处理能形成二氧化钛膜层，由于光的干涉作用，不同厚度的膜层呈现出各种颜色，形成彩色钛合金板，并且其颜色因入射光的波长分布、入射角、氧化物膜层的厚度与折射率、钛金属表面的粗糙程度而呈微妙变化，可以获得涂料涂层所不能比拟的金属光泽。
钛的一系列优异特性使之能完全满足建筑材料的许多性能要求，因而倍受建筑师和建筑业的青睐。
但由于材料与施工成本高，以前主要被应用于公共建筑，如国际会议中心、大型体育场、博物馆等。
随着建筑业的发展与城市建筑物美观性要求的提高，钛材料近年来也逐渐被应用于一般民间建筑上，除最早的屋顶应用外，并逐渐扩展于外墙、顶棚、内墙壁饰、桥梁、纪念碑、雕塑、管道、栏杆、标志牌等。
2.钛及钛合金在建筑上的使用优势传统的金属建材，尤其是屋顶材料的发展是依铜、表面处理过的钢板、铝、不锈钢和彩钢板的顺序发展的。
随着时代的前进，人们对城市建筑物的要求，尤其对建筑物的美观性要求越来越高; 伴随建筑工业的发展，近年来建筑师追求使用比传统材料更高级的建筑材料。
作为新兴的建筑材料，钛及钛合金主要有以下优点。
钛及钛合金材料在建筑环保领域的应用分析
钛及钛合金材料在建筑环保领域的应用分析李娜【摘要】从耐腐蚀性能、热胀冷缩系数较、焊接性能、工作温度范围等指标探讨使用寿命钛及钛合金材料的使用特性,分析钛及钛合金材料在建筑环保领域的应用现状,指出钛及钛合金材料在我国建筑环保领域应用存在的问题,并分析展望钛及钛合金材料的应用前景.认为:随着科学技术的飞速发展,钛及钛合金材料的单位成本造价必将会下降,在建筑领域必将会得到广泛的应用;钛金属材料作为可以二次循环利用的金属建筑材料,在环境保护方面具有重要意义,因此应提高钛金属的加工水平,完善对钛合金残废料的再利用.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2016(039)005【总页数】3页(P51-52,66)【关键词】钛及钛合金材料;建筑环保领域;耐腐蚀性能;热胀冷缩系数;焊接性能【作者】李娜【作者单位】山煤房地产开发有限公司, 山西太原030032【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3钛元素在1791年就由英国科学家Reverend Willi-am Gregor从矿石里发现，但直到1948年才由美国杜邦公司通过镁还原法制造出海绵钛，钛金属才开始得以研发生产，并被广泛地应用到生产生活的各个领域［1］。
钛作为一种新型的建筑材料，不仅因为具有自然的表面光泽，还因为具有密度小、强度高、热胀冷缩系数低的优越力学性能，以及耐腐蚀性能强、冷热加工性能好的物化性能，在建筑环保领域被广泛地应用。
此外，钛金属经过氧化处理形成的二氧化钛膜层在不同角度及不同频率的光照作用下，钛金属的表面会呈现出涂料、涂层所不具备的不同的光泽度以及色彩。
在建筑装饰方面，因为能满足建筑材料的美观性以及实用性等多种性能要求，钛金属得到建筑行业的广泛应用。
1.1 耐腐蚀性能钛在热力学上是一种非常活泼的金属，但是在空气或者水中会很快发生氧化反应，在其表面形成一层氧化薄膜，氧化后的薄膜具有非常好的愈合性。
因此，钛具有以下优点：在海水或者淡水中耐腐蚀性能比其他金属要好；在低温和高温气体中，其氧化后的氧化薄膜具有极高的抗腐蚀性；在碱溶液、大多数的有机酸以及化合物中的抗腐蚀性也较高，因为在常温条件下，钛不会与稀硫酸、稀盐酸以及硝酸发生化学作用［2］。
钛金属及钛合金在新型建筑上的应用
钛金属及钛合金在新型建筑上的应用金属材料用于建筑，特别是屋顶，首先应用的是铜，依次开发使用的是表面处理过的钢板、铝、不锈钢和钛。
随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，人们对城市建筑物的要求，特别对建筑物的美观性要求越来越高。
随着建筑材料工业的不断创新和发展，近年来建筑师追求使用比传统材料更高级的新型建筑材料。
钛金属具有许多非常优异性能，完全满足对建筑材料的许多特殊性能要求，因而倍受建筑师和建筑业的青睐。
一、钛金属非常适合用于建筑上纯钛具有中等强度和优异的焊接性能，它最适合于建筑物的屋顶和墙面。
Ti－15－3合金具有高强度，用于建筑物的各种支架和横梁。
最近兴起的超越不锈钢标牌加工方法和技术都用于剪切、成型机加和钛的连接。
钛材能够采用通用的TIG焊接工艺进行组件之间的连接，而且钛材可自我恢复的氧化膜可以防止焊接受到破坏。
此外，采用二次加工技术和根据客户的需要对钛材的表面进行加工，诸如蚀刻、压花、旋压、喷砂、喷丸、电镀和打孔等。
作为一种建筑材料，钛材不但拥有自然光泽，而且经氧化能呈现不同色彩，加之其耐蚀性优越，不需要镀一层防腐膜，由于钛材的反射率较小，并呈现淡银灰色，故其自然色泽令人满意，钛材经过退火和酸洗后，表面熠熠生辉。
采取对金属进行阳极氧化以及氧化前对表面自然光泽进行调整的方法来改变色调，以满足客户对颜色的要求。
钛的氧化膜是钛金属表面与空气／水发生反应而形成的。
和不锈钢和铝的表面相比，钛材突出的耐蚀性正是该层氧化膜，钛材表面的不同颜色取决于氧化膜的不同厚度（＜10nm，银色；12nm，金色；20nm，棕色；35nm，蓝色），通过调整氧化膜厚度以及钛材表面光泽度，可以使建筑用钛材的表面呈现多姿多彩的外观。
建筑用钛材的表面结构多样，从柔软、粗糙到银光闪闪的表面应有尽有，经过阳极氧化处理后，其色彩和光泽不会消退，氧化膜会增厚，这样，因光的干涉彩虹原理就产生了颜色，光线穿过这层氧化膜时，一部分会被反射，一部分被折射，一部分被吸收，反射光线的相位不同，产生干涉表面就呈现不同颜色，为了保持钛材在建筑上使用时颜色的稳定性，在实际生产中要考虑表面光泽控制技术，即退火和酸洗状况的调节可以从光泽监测装置反馈检测结果来调节退火（温度、时间）和酸洗（温度、时间、酸配比）的状况。
国产钛板在造型屋面和幕墙体系中的应用施工
国产钛板在造型屋面和幕墙体系中的应用施工一、羽状多曲无光精轧钛板施工技术1）技术概况宝鸡大剧院项目造型屋面系统共由五片羽毛状结构组成。
造型屋面分为三大部分：支撑体系钢结构、龙骨及转接系统、表皮系统。
顶叶支撑体系钢结构为H 型钢桁架，二、三叶及东西两侧支撑体系钢结构为管桁架。
2）施工要点1、利用Rhino+Grasshopper软件对表皮钛板进行单元板块工业化细致分隔并进行编号。
每单元板块尺寸为1000*1000mm，间隙5mm；每四块单元板组成一组，每组板块间隙30mm。
图1.4.1-3单元板分组2、在模型中提取30mm公分中心线，做为次龙骨中心线，将中心线与支撑体系钢结构模型整合导入到Solidworks，通过相对关系深化设计主、次龙骨加工图。
主次龙骨于地面完成拼装，分段整体吊装。
图1.4.1-5龙骨地面拼装及吊装3、采用铝合金圆管做为次龙骨与钛板转接层，铝合金圆管与钛板分隔缝单向平行安装，同时现场可根据分隔缝弧度对铝合金圆管进行调节。
次龙骨与铝合金圆管间采用方圆转换四向一转连接件连接，次龙骨与幕墙钛板可调连接件-轴面转接可调连接件。
连接件与幕墙钛板采用铝角码连接，铝角码与钛板采用锚钉连接，于加工厂制作安装完成。
图1.4.1-6龙骨系统原理图4、通过模型提取坐标信息，采用四台全站仪对方圆转化可调连接件位置及每组板块四个角点位置进行测量定位，安装过程中通过可调系统进行调整，控制安装误差在-5mm以内。
过程中实时测量已安装点位坐标，将坐标点导入模型中，进行复核调整。
二、实施效果本技术首次使用国产高强无光精轧钛板作为表皮主材，没有类似项目成熟施工经验借鉴，且项目造型复杂，板材形式多种多样，深化设计、构件加工与板材生产、安装是重难点。
组成表皮的单元板块的大小、曲率等各不相同，钛材质地坚硬，无法现场裁切，工厂加工必须一次成型，且运输、吊装过程不能损坏，现场安装部位要求精准，相邻每片结构翼缘相贯线保持顺直难度大。
钛及钛合金的应用与前景
钛及钛合金的应用与前景PART01钛金属的来源钛金属最早在1791年被英国一位名叫格雷戈尔的业余矿物学家发现的，到1795年，德国化学家克拉普鲁斯以希腊神Titans命名了这种未知的金属物质，中文英译为“钛”。
钛在地球上储量丰富，已知的钛矿物有140多种，但工业应用主要是钛铁矿和金红石，其中中国钛铁矿储量占到全球储量的28%，排名全球第一。
钛是世界上公认的无毒元素，开采和生产成本高，价格昂贵。
由于耐高低温、抗强酸碱、高强度、低密度等一系列资质，成为NASA 同款火箭卫星专用材料，也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。
在上世纪80年代走入民用领域后，以其天然具有的抑菌性与亲生物性，一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。
我国的钛工业起步于20世纪50年代，到60年代中期，我国分别在遵义和宝鸡建成海绵钛和钛加工生产厂，这意味着中国已经成为全球钛工业强国之一。
21世纪我国钛工业进入了加速发展的新时期，钛产能位居全球前列。
PART02纯钛和钛合金的区别纯钛：或叫工业纯钛或商业纯钛，是是按照杂质元素的含量划分等级的。
它具有优良的冲压工艺性能和焊接性能，对热处理及组织类型不敏感，在令人满意的塑性条件下具有一定的强度。
它的强度主要取决于间隙元素氧、氮的含量。
99.5%工业纯钛的性能为：密度P=4.5g/cm3，熔点为1800°C，导热系数λ=15.24W/(M.K),抗拉强度σ b=539MPa，伸长率:δ =25%，断面收缩率ψ=25%，弹性摸量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
钛合金：钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，属于比较年轻的金属，从发现到现在也就六七十年的历史。
钛合金材料具有质量轻，强度大，弹性小，耐高温和耐腐蚀等特点，主要用于航空发动机，火箭，导弹等部件。
钛有两种同质异晶体；钛是同索异构体，熔点为1720°C在低于882°C时呈密排六方晶体格结构，称为a钛；在882°C 以上呈体心立方品格结构，称为B钛，利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（itaniumalloys）。
钛合金在战斗机上的应用
钛合金是一种具有优异机械性能和耐腐蚀性的金属合金，因其轻质、高强度、高耐腐蚀性和高温稳定性而在航空航天领域得到广泛应用。
战斗机是军用航空器的一种，对于其结构材料的选用要求高强度、轻质、耐高温和耐腐蚀，这些特性使得钛合金成为战斗机制造中的重要材料之一。
以下将详细探讨钛合金在战斗机上的应用。
### 1. **机体结构和航空部件：**#### 1.1 **机身和机翼：**钛合金常被用于战斗机的机身和机翼的结构部件。
其高强度和轻质特性使得战斗机能够在高速飞行和高机动性的情况下保持结构的稳定性。
#### 1.2 **机身外壳：**战斗机需要具备一定的隐身性能，因此机身外壳的设计对于减小雷达截面积至关重要。
钛合金可以用于制造具有低雷达反射率的外壳结构，提高战机的隐身性。
### 2. **发动机组件：**#### 2.1 **涡轮叶片：**发动机的涡轮叶片工作在高温、高速和高压力的环境下，因此需要材料具备出色的高温强度和耐腐蚀性。
钛合金因其良好的高温稳定性而成为涡轮叶片的理想材料。
#### 2.2 **燃烧室和喷嘴：**战斗机的发动机燃烧室和喷嘴也需要承受高温和高压力的工作环境，因此钛合金常被用于这些部件的制造，以确保其在极端条件下的稳定性。
### 3. **座舱和座椅：**#### 3.1 **座舱结构：**战斗机的座舱需要具备较高的强度和刚性，以保护飞行员免受外部威胁。
钛合金可以用于制造座舱结构，提供足够的保护和支持。
#### 3.2 **座椅框架：**座椅框架是飞行员座椅的重要组成部分，要求具备足够的强度和轻质化。
钛合金的高强度和轻质性质使得其成为座椅框架的理想材料。
### 4. **操纵系统：**#### 4.1 **飞行控制表面：**钛合金在飞行控制表面的应用可以使得这些部件在极端的飞行环境下保持结构的稳定性，同时减轻整个飞机的重量，提高机动性。
#### 4.2 **操纵杆和踏板：**操纵杆和踏板是飞行员控制战斗机运动的关键部件，它们需要具备足够的刚性和可靠性。
钛及钛合金的应用分析
钛及钛合金的应用分析钛及钛合金的应用分析第一部分概述1.1金属钛的物理性质金属钛，原子序数为22，相对原子质量47.87，常温下不稳定，在自然界中只以化合态存在。
钛的密度小，4.51g/cm3 ，是最重的轻金属。
钛的延展性能好，热稳定性很好，熔点为1668±4℃，沸点为3260±20℃，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。
钛具有较好导热性，导电性能较差，近似或略低于不锈钢，具有超导性，纯钛的超导临界温度0.38-0.4K。
钛的硬度跟钢铁差不多，但是它的重量几乎只有同体积钢铁的一半，具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，钛中杂志的存在对其机械性能影响极大，特别是间隙杂志（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。
钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂志含量和添加合金元素而达到的。
1.2金属钛的化学性质金属钛在高温环境中的还原能力极强，能与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，还能从部分金属氧化物中夺取氧。
常温下钛与氧气化合生成一层极薄致密的氧化膜，这层氧化膜常温下不予绝大多数强酸、强碱反应，包括王水。
它至于氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸反应，因此钛具有相当的抗腐蚀性。
1.3钛合金的分类及用途通常将钛合金划分为α型、α+β型和β型合金。
钛合金的力学性能主要取决于化学成分和相应的显微组织。
α合金主要应用于化工和加工工业，这些工业中首先要考虑的是合金必须具有优异的抗腐蚀性能和变形能力，而对高比强度性能的要求次之。
含氧量是各种级别商业纯钛的主要差别。
作为间隙型合金化元素，氧可以显著地提高合金的强度，同时降低塑性。
商业纯钛为了达到要求的强度水平，只有氧是有意加入的合金化元素，而C和Fe等元素则是被看成制备过程进入合金的杂质元素。
近α合金是典型的高温合金，由于它兼具α合金优异的蠕变性能和（α+β）合金的高强度，高温应用选择这类合金很理想。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钛金属及钛合金在新型建筑上的应用
金属材料用于建筑，特别是屋顶，首先应用的是铜，依次开发使用的是表面处理过的钢板、铝、不锈钢和钛。
随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，人们对城市建筑物的要求，特别对建筑物的美观性要求越来越高。
随着建筑材料工业的不断创新和发展，近年来建筑师追求使用比传统材料更高级的新型建筑材料。
钛金属具有许多非常优异性能，完全满足对建筑材料的许多特殊性能要求，因而倍受建筑师和建筑业的青睐。
一、钛金属非常适合用于建筑上
纯钛具有中等强度和优异的焊接性能，它最适合于建筑物的屋顶和墙面。
Ti－15－3合金具有高强度，用于建筑物的各种支架和横梁。
最近兴起的超越不锈钢标牌加工方法和技术都用于剪切、成型机加和钛的连接。
钛材能够采用通用的TIG焊接工艺进行组件之间的连接，而且钛材可自我恢复的氧化膜可以防止焊接受到破坏。
此外，采用二次加工技术和根据客户的需要对钛材的表面进行加工，诸如蚀刻、压花、旋压、喷砂、喷丸、电镀和打孔等。
作为一种建筑材料，钛材不但拥有自然光泽，而且经氧化能呈现不同色彩，加之其耐蚀性优越，不需要镀一层防腐膜，由于钛材的反射率较小，并呈现淡银灰色，故其自然色泽令人满意，钛材经过退火和酸洗后，表面熠熠生辉。
采取对金属进行阳极氧化以及氧化前对表面自然光泽进行调整的方法来改变色调，以满足客户对颜色的要求。
钛的氧化膜是钛金属表面与空气／水发生反应而形成的。
和不锈钢和铝的表面相比，钛材突出的耐蚀性正是该层氧化膜，钛材表面的不同颜色取决于氧化膜的不同厚度（＜10nm，银色；12nm，金色；20nm，棕色；35nm，蓝色），通过调整氧化膜厚度以及钛材表面光泽度，可以使建筑用钛材的表面呈现多姿多彩的外观。
建筑用钛材的表面结构多样，从柔软、粗糙到银光闪闪的表面应有尽有，经过阳极氧化处理后，其色彩和光泽不会消退，氧化膜会增厚，这样，因光的干涉彩虹原理就产生了颜色，光线穿过这层氧化膜时，一部分会被反射，一部分被折射，一部分被吸收，反射光线的相位不同，产生干涉表面就呈现不同颜色，为了保持钛材在建筑上使用时颜色的稳定性，在实际生产中要考虑表面光泽控制技术，即退火和酸洗状况的调节可以从光泽监测装置反馈检测结果来调节退火（温度、时间）和酸洗（温度、时间、酸配比）的状况。
二、钛金属在建筑上的应用日本是首先将钛应用于建筑物的国家，也是在建筑物上应用钛最多的国家，主要是应用于建筑物的屋顶，其次是大厦的幕墙、港湾设施、桥梁、海底隧道、外壁、装饰物、小配件类、立柱装饰、外装、纪念碑、标牌、门牌、栏杆、管道、防蚀被覆等。
英国、法国、美国、西班牙、荷兰、加拿大、比利时、瑞士均有建筑物使用钛金属作屋顶和幕墙的范例，瑞典、新加坡和埃及等国家在的一些新建筑上开始使用钛金属。
1997年西班牙毕尔巴鄂市的古根海姆博物馆就是采用钛金属板构造出去曲面的建筑造型。
阿布扎比机场也选用了钛，且用量近百吨，该机场是世界上第一将钛作为建筑结构材料使用。
我国最先提出应用钛金属的建筑是国家大剧院，最先应用的是杭州大剧院。
应用钛金属的建筑还有中国有色工程设计研究总院大门厅、杭州临平东来第一阁、上海马戏杂技场屋顶和大连圣亚极地世界等。
用于城市雕塑的有陕西省宝鸡市河滨公园内的钛雕塑"海豚与人"、河北省邢台市中心广场的钛雕塑"乾坤球"、陕西省宝鸡市步行街的钛雕塑"雄鸡报晓"等。
三、钛金属应用的经济分析钛金属在建筑上的应用仅有30年的历史，围绕钛建材的制作、表面处理工艺和设计使用尚有许多课题需要研究，特别是研究开发低成本制作和表面处理工艺是亟待解决的课题，建筑一次投资成本和长期维护成本的综合平衡也应当纳入人们的视野。
我国钛金属生产技术基本成熟，生产设计规模很大，但销售市场不大，经济效益不理想，主要是缺少客户满意的技术经济性能好的产品。
我国目前的建筑用钛现状如下：
1.产品单一。
作为结构材料，没有足够的品种以供使用者选择。
作为表面装饰材料，目前我国没有形成较大的钛合金表面处理规模，还停留在手工作坊生产方式阶段，这不利于大面积使用钛作为装饰用材。
2.品位低。
没有较高品质的产品，更没有钛复合材料的大量供应，只能生产一些模型、城雕、工艺品等，没有品位较高的表面装饰材料及其生产手段。
3.价格高。
由于没有稳定的高品质的产品，不可能有大面积的广泛应用，导致使用量小、价格高，更不利于推广使用。
4.设计者因素。
我国没有类似职业培训制度，新材料发明后没有在建筑设计师思维中储存下来，导致在建筑原创设计图很少把钛金属设计进去，用途就显然少了。
综上所述，我国的钛金属标牌制作及钛合金生产产能过剩，档次不高，质量不稳定。
钛金属的优越的性能就是它的耐腐蚀性，只要大量生产使用钛金属，它的性能、单价、品质肯定会更加合理，更加吸引人们的注意力，我们的建筑使用期限更加长久。