從鈦到鈦粉的“心”路歷程

鈦是制造業的國王，因為鈦不僅堅韌、輕，而且具有良好的生物相容性和耐腐蝕性，非常適合制造航空航天部件和醫用植入物。

然而，由于鈦和鈦合金產品加工生產復雜，成品率低，在制造零件的過程中會產生大量的鈦廢料，制造成本高，難以廣泛推廣和應用。鈦由于其良好的加工性能，大大提高了零件的成型技術，提高了材料的利用率，降低了生產成本。近年來，它得到了大力發展，具有廣闊的市場應用前景。

鈦粉的性質

物理性質：鈦粉為深灰色無定型粉末，常溫不溶于水和有機溶劑。它是一種無磁性金屬，不會在大磁場中磁化，無毒無味。

化學性質：常溫下不與水、稀硫酸、稀鹽酸和硝酸作用，但氫氟酸[i]、磷酸[ii]、熔融堿[iii]侵蝕；鈦可溶于熱鹽酸和熱硫酸，也可溶于氫氟酸或氫氟酸和鹽酸（硫酸）的混合物；鈦會增加氮、氫、氧、碳含量，與強氧化物混合會引起爆炸。

工業生產鈦主要有以下四種方法

鈦非?；顫?，容易與其他元素或化合物反應，氧化、燃燒、爆炸，使生產高純低氧含量的鈦非常困難。在生產過程中，其純度和性能在很大程度上取決于生產方法和工藝條件。

1.氫化脫氫法[2]

由于高純度的海綿鈦在室溫和常壓下相對柔軟，韌性大，很難直接機械破碎，使細鈦粉變脆，吸氫后容易破碎。因此，美國、德國、日本等地區利用鈦在一定溫度下能夠**、大量地吸收氫氣和脆化，開發了制備純鈦細粉的工藝方法。

氫化脫氫工藝可獲得**、細粒鈦及其合金粉末。因此，氫化脫氫法主要用于產品性能要求高、生產成本低的領域。

2.金屬還原法

該粉產量大，價格便宜，粉塑性好，適合冷成型，是生產一般耐腐蝕產品的主要原料。

3.離心霧化法

離心霧化法制鈦粉本質上是通過旋轉產生的離心力將熔融鈦扔出，從而獲得高純度的球形鈦粉，粉末密度可以通過旋轉電極的速度來調整[iv]該方法生產的鈦粉以制成相對密度高、機械性能好的鈦合金部件，但該方法生產的鈦成本較高，只能用于航空航天領域。

4.機械破碎法

機械破碎法主要是通過破碎、破碎和研磨將塊狀金屬機械地粉碎成粉末。

用鈉還原法制成的海綿鈦，經球磨機磨碎后，氯含量和氧含量約為2％不規則規則，粒度粗。鎂還原制成的海綿鈦大多是大鈦坨，只能粗碎，直接機械粉碎，很難制成鈦粉。

5.氣體霧化法[3]

氣體霧化法是利用高速氣流粉碎金屬液流，只克服液體金屬原子之間的鍵合力[v]它可以分散，機械破碎是通過機械作用破壞固體金屬原子之間的組合。因此，霧化粉所需的外力遠小于機械破碎粉，能耗相對較小，是一種節能經濟的粉末生產方法。

隨著粉末制備技術的成熟和發展，氫化脫氫和霧化生產方法已成為鈦粉生產行業的主要應用技術。[4]

參考文獻：

[1]尚青亮、劉捷、方樹銘等. 金屬鈦粉的制備工藝[J]. 材料導報，2013，27(s1):97-100.

[2] 洪艷、曲濤、沈化森. 氫化脫氫法制備鈦粉工藝研究[J]. 稀有金屬，2007(03):51-55.

[3] 劉學暉、徐廣. 惰性氣體霧化法制鈦和鈦合金粉末[J]. 2000(03)粉末冶金工業:14-18.

[4] 吳引江，梁永仁. 鈦及其粉末冶金產品的發展現狀[J]. 2011(06)中國材料進展:49-55 68.

注釋：

i 氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，具有清澈、無色、煙霧腐蝕性液體，具有劇烈 ** 性氣味。

ii 磷酸或正磷酸，化學型H ** O4，分子量為97.994是一種常見的無機酸，是中強酸。

iii 熔融堿的物理化學特性及其在能源轉化過程中的應用，包括催化劑、反應介質、電解質和熱載體。

iv 通過電極高速旋轉的離心力將液體拋出并粉碎成小液滴，然后冷凝成粉末。

iv **關注基本界面力的形成和變化，即表面張力、范德瓦爾斯力和基本鍵合力，分析了二氧化硅表面粘合力隨濕度增加的原因，并討論了粘合力的產生機制。