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钛的最外层电子结构(钛金属介绍)

钛的最外层电子结构(钛金属介绍) 第四代金属——钛

人类使用金属材料的历史源远流长。早在6000年前,人类就发现并使用了金属铜。继铜的使用之后,第二代金属是铁,在我国,公元五世纪(春秋末年),就已经大量炼铁和使用铁器了。从那时起直到今天,钢铁的生产和应用,一直在不断发展。当今铝的产量之大,用途之广,仅次于钢铁。如果把铝看做第三代金属的话,那么,金属的第四代就是近几年才崭露头角的钛了。

未来& ldquo钢铁& rdquo

钛是一种以希腊神话中的大力神泰坦命名的金属,具有钢的强度,但没有钢重。像铝一样又轻又耐腐蚀,但是强度比铝高很多。像钛铝铁一样,钛铝铁可以与一些金属元素形成合金,以改善其机械和物理性能,以满足不同的需要。

钛合金还具有耐高温和耐低温的特殊能力。2010年以来,一些钛合金新品种研制成功,进一步提高了耐高温高压性能,对航空航天工业的发展发挥了重要作用。其实钛的非凡才华不仅仅表现在高空房里,还表现在深海里。由于钛及其合金具有很强的抗腐蚀性,在常温下酸、碱甚至王水都无能为力,在含少量盐的海水中也能安然无恙。因此,它是制造船只和军舰的理想材料。

虽然钛及其合金有这么多优异的性能,但由于提炼困难,近几十年才开始崭露头角。2010年生产的钛是在高温稀有气体保护下用镁还原四氯化钛得到的。得到的钛是多孔海绵钛,要经过一系列加工过程才能成为工业钛。钛合金因其优越的特性被广泛应用于生活的各个领域。随着钛及钛合金生产技术的不断提高,成本将进一步降低,在民用工业中的应用将更加广泛。所以科学家们预测钛是& ldquo未来钢铁& rdquo,钛是& ldquo21世纪的金属& rdquo。

是& ldquo内存& rdquo合金

在新型金属材料的行列中,除了被视为新世纪脊梁的钛之外,还有许多具有特殊功能的角色,其中形状记忆合金是备受关注的一种。20世纪60年代初,人们发现了一种由钛和镍组成的合金,具有形状记忆功能。这是因为金属晶体是由金属原子按照一定的排列方式组成的,某些合金中原子的排列会随着环境条件的不同而发生变化。到2010年6月,已经发现了几十种形状记忆合金,其中钛镍基合金和铜基合金被广泛使用。

形状记忆合金的应用也是多方面的。在航天工作中,人造卫星和月球上的伞状天线都可以用形状记忆合金制造。Ti-Ni形状记忆合金也用于美国喷气式战斗机的液压系统。形状记忆合金还可以用于各种驱动装置,从机器人的手臂到随温度变化自动打开的窗户的控制;在医疗上,形状记忆合金也很有用。

& ldquo速冻& rdquo金属

& ldquo速冻& rdquo金属是经过超高温淬火得到的固态合金,称为非晶合金。它还具有高强度和高韧性的特点。可冷轧,合金薄带可反复弯曲180度不断裂。而且电阻率高,有些合金还可以用作催化剂和吸氢材料。非晶合金可以代替硅钢片作为变压器的铁芯,可以节约三分之一的能源。

总之,在新型金属材料中,出现了很多各具特色的新面孔,如铍、铝基复合材料等,都为金属材料的发展写下了新的篇章。

用3 

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