+86-917-3381808
صفحه اصلی / اخبار / محتوای

Mar 26, 2024

تیتانیوم به پیشتاز «فلز فضایی» کشیده شد

تیتانیوم یکی از پراکنده‌ترین عناصر در پوسته زمین است که 0.61% وزن پوسته را تشکیل می‌دهد و در رتبه نهم قرار دارد. منابع تیتانیوم بعد از آهن، آلومینیوم و منیزیم در رتبه چهارم قرار دارند. طبق داده های USGS در سال 2017، ذخایر جهانی سنگ معدن تیتانیوم (ایلمنیت و روتیل) تقریباً 830 میلیون تن است که ایلمنیت 89 درصد از آن را تشکیل می دهد. ذخایر سنگ تیتانیوم کشور من تقریباً 220 میلیون تن است که 26.4 درصد از کل ذخایر جهان را تشکیل می دهد و در رتبه اول جهان قرار دارد. ذخایر سنگ تیتانیوم استرالیا 21.2 درصد از ذخایر جهان را تشکیل می دهد و در رتبه دوم جهان قرار دارد. طبق داده های شبکه تولید شیمیایی چین، 90 درصد تیتانیوم جهان برای تولید دی اکسید تیتانیوم، تنها 4 درصد برای تولید اسفنج تیتانیوم و 6 درصد در سایر جنبه ها استفاده می شود. کشور ما یکی از چهار کشور جهان با سیستم صنعتی کامل از فرآوری سنگ معدن تا تولید تیتانیوم است. همچنین این کشور دارای بیشترین ذخایر ایلمنیت است، اما کشوری که بالاترین تولید را دارد استرالیا است.

Why 3D Metal Printing Is Key to the Future of Aerospace Engineering |  ManufacturingTomorrow

فرآیند صنعت تیتانیوم نسبتاً ساده است و می توان آن را به دو مسیر تقسیم کرد: یکی استفاده از ایلمنیت یا روتیل به عنوان مواد خام برای تولید تتراکلرید تیتانیوم با خلوص بالا و سپس استفاده از منیزیم به عنوان یک عامل کاهنده برای کاهش تیتانیوم در تتراکلرید تیتانیوم. . بیرون، می توانید اسفنج تیتانیوم را تهیه کنید. دوم پردازش مستقیم مواد خام برای بدست آوردن دی اکسید تیتانیوم است. در حال حاضر، تنها شش کشور در جهان، چین، ژاپن، ایالات متحده، روسیه، قزاقستان و اوکراین، اسفنج تیتانیوم تولید می کنند و فرآیندهای تولید همگی از روش کاهش منیزیم استفاده می کنند. چین از نظر ظرفیت تولید اسفنج تیتانیوم با 49 درصد از ظرفیت تولید جهانی رتبه اول را به خود اختصاص داده است و پس از آن ژاپن با 19 درصد و روسیه با 14 درصد، قزاقستان با تقریبا 8 درصد، ایالات متحده با حدود 7 درصد و اوکراین با 3 درصد قرار دارند. از سال 2014، صنعت اسفنج تیتانیوم در معضل زیان های کل صنعت قرار گرفته است و نرخ عملیات کلی شرکت ها همچنان رو به کاهش بوده است. در سال‌های اخیر، میانگین نرخ عملیات صنعت چین در سطح پایین 50 تا 60 درصد باقی مانده است که به مراتب کمتر از سطح حدود 80 درصد در کشورهای خارجی است.

UK Professor Leads International Effort to Study Liquid Metal in Space |  UKNow

جامعه بشری در حال پیشرفت است و هواپیماها نیز به سرعت در حال توسعه هستند. استفاده از مواد سبک و قوی، یعنی استحکام خاص و سفتی خاص، برای ساخت هواپیما نیز به یک جهت تحقیقاتی تبدیل شده است. می توان گفت که توسعه مواد باعث توسعه هواپیما شده است. در توسعه هواپیما، تیتانیوم با چرخش زمان و مکان به خط مقدم "فلز فضایی" رانده شده است. سختی تیتانیوم مشابه فولاد است، اما وزن آن تقریباً نصف فولاد با همان حجم است. اگرچه تیتانیوم کمی سنگین تر از آلومینیوم است، اما سختی آن دو برابر آلومینیوم است. بنابراین، مزایای تیتانیوم به آرامی در زمینه هوافضا نشان داده می شود. تیتانیوم با موفقیت در دهه 1940 توسعه یافت و در اوایل دهه 1950 به طور کامل وارد تولید صنعتی شد، زمانی که هواپیما به سرعت مافوق صوت رسید. هنگامی که یک هواپیمای مافوق صوت پرواز می کند، دمای بال های آن می تواند به 500 درجه برسد. اگر از آلیاژ آلومینیوم نسبتاً مقاوم در برابر حرارت برای ساخت بال ها استفاده شود، نمی تواند دمای بین 100 تا 200 درجه سانتیگراد را تحمل کند. برای جایگزینی آلیاژ آلومینیوم باید از یک ماده سبک، سخت و مقاوم در برابر دمای بالا استفاده شود. تیتانیوم فقط در این زمان می شکند. این الزامات را برآورده کند. به عنوان مثال، با افزایش نسبت آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در هواپیماهای توسعه یافته در ایالات متحده، عملکرد هواپیما بهتر است. به عنوان مثال، در جنگنده F{8}}E Phantom که در دهه 1950 ساخته شد، آلیاژ تیتانیوم تنها 6٪ از جرم هواپیما را تشکیل می دهد. آلیاژ تیتانیوم در F{11}}جت جنگنده بعدی 25٪ را به خود اختصاص داد. هواپیمای شناسایی SR{13}} که پس از دهه 1960 توسعه یافت، دارای ارتفاع پروازی 24،{16}} متر و بردی معادل 4800 کیلومتر است. برای پرواز به این ارتفاع، پرواز با این سرعت و پرواز تا دور، آلومینیوم و فولاد کارساز نیستند. بنابراین، تیتانیوم با جذابیت منحصر به فرد خود، "Hero Titanium" "هدف خود" را پیدا کرده است. این نوع هواپیما از 93 درصد تیتانیوم استفاده می کند و به عنوان هواپیمای تمام تیتانیوم شناخته می شود. امروزه برخی از رهگیرهای دوربرد مافوق صوت از تیتانیوم به عنوان ماده اصلی ساختاری استفاده می کنند. استفاده از تیتانیوم تقریباً 95 درصد وزن کل کل ساختار بدن را تشکیل می دهد. بنابراین، توسعه هواپیماهای مافوق صوت فعلی بدون آلیاژ تیتانیوم دشوار است. اکنون تیتانیوم به نقش مهمی در ناوبری فضایی تبدیل شده است. در صنعت هوافضا، تیتانیوم را می توان به "پوشش" فضاپیما تبدیل کرد تا از آن در برابر دمای بالا محافظت کند. در حال حاضر، سالانه بیش از 1،{24}} تن تیتانیوم برای ناوبری فضایی در جهان استفاده می‌شود. پودر تیتانیوم بسیار ریز نیز سوخت خوبی برای موشک است، بنابراین تیتانیوم به عنوان یک فلز کیهانی و یک فلز فضایی شناخته می شود. هواپیمای بزرگ C919 تولید داخل در شرف نهایی شدن است که باعث توسعه صنعت تیتانیوم کشور من خواهد شد.

شما نیز ممکن است دوست داشته باشید

ارسال پیام