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超塑性钛合金问世 未来金属打开新未来
2023年11月29日 15:26:18
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4892
钛素有“太空金属”、“未来金属”、“海洋金属”等美誉，钛本身是无毒元素，并且拥有非常理想的理化特质，在短短的数十年间，便凭借耐高低温、抗强酸碱、高强度、低密度等一系列资质，受到了科研界的广泛关注，在上世纪80年代走入民用领域后更瞬间成为了材料学领域的“明星”。
【化工仪器网 行业百态】钛素有“太空金属”、“未来金属”、“海洋金属”等美誉，钛本身是无毒元素，并且拥有非常理想的理化特质，在短短的数十年间，便凭借耐高低温、抗强酸碱、高强度、低密度等一系列资质，受到了科研界的广泛关注，在上世纪80年代走入民用领域后更瞬间成为了材料学领域的“明星”。
也正因为如此，关于钛的开发从未停止。从目前的产业链来看，钛的应用领域已经非常广泛。一方面，因为其无毒并且人类几乎不会对其出现生理排斥的现象，因此在医疗领域钛被用来加工成各类治疗用的人体植入物或是人工骨骼。而其中大部分是钛合金的形式存在的，据统计，目前每年用于医疗领域的钛合金正以每年5%-7%的速度增量。
另一方面，钛的可塑性与安全性使其与家具、户外用品都能很好地契合，通过加工成不同的合金不但可以用来制作炊具，还能给自行车减重，提升自行车的轻便性与牢固度。而稍微昂贵的车辆也会用钛合金来优化自身。
除了这两方面外，钛以及钛合金更是重要的航天航空材料。根据中国有色金属工业协会数据，2015-2018年航空航天钛材消费量分别为6862吨、8519吨、8986吨、10295吨，分别同比增长41%、24%、5%、14.6%。简单的说钛材的增长和航空航天业的发展是呈现正相关关系的。
而近日，中国科学院金属研究所团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学团队合作，成功在钛合金领域收获新成果，在前期开发的高性能双相核壳纳米结构Ti6Al4V5Cu合金基础之上，设计并制备了具有多相纳米网状结构的新型钛合金。
根据介绍，“新型钛合金利用基体中的纳米β网促进微纳米晶α晶粒间的滑移与倾转，并利用沿α/β相界钉扎的纳米Ti2Cu相提高该纳米网状结构的稳定性，全面提升材料的超塑性变形能力”，具体来说，其应变速率较现有材料提高了2到4个数量级。并且“在超塑性变形后，多相纳米网状结构的新型钛合金组织不会粗化长大，解决了材料超塑性变形能力与组织热稳定性之间的固有矛盾”。
简单地说，研究团队制备出的超塑性钛合金一定程度上为钛合金在航空航天等重要领域中的应用提供了新的场景，并且推动了超塑性成型技术的发展。
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