Cefndir Titaniwm
Daeth titaniwm i'r amlwg fel metel strwythurol pwysig yn y 1950au, a werthfawrogir am ei gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad rhagorol, a gwrthiant gwres uwch. Ers hynny mae aloion titaniwm wedi dod o hyd i gymwysiadau eang ar draws amrywiol ddiwydiannau. Mae llawer o wledydd ledled y byd yn cydnabod arwyddocâd deunyddiau aloi titaniwm, gan fuddsoddi mewn ymchwil, datblygu a chymwysiadau ymarferol. Mae titaniwm, elfen Grŵp IVB yn y tabl cyfnodol, yn debyg i ddur ac mae ganddo bwynt toddi o 1,672 gradd, gan ei gategoreiddio fel metel anhydrin. Mae titaniwm yn gymharol helaeth yng nghramen y Ddaear, gan ragori ar fetelau cyffredin fel Cu, Zn, Sn, a Pb. Mae Tsieina yn meddu ar adnoddau titaniwm helaeth, gyda rhanbarth Panzhihua yn unig yn cynnal cronfeydd wrth gefn helaeth, gan gynnwys tua 420 miliwn o dunelli o fetel titaniwm sy'n gysylltiedig â dyddodion magnetit fanadiwm-titaniwm ar raddfa fawr, yn agos at gyfanswm y cronfeydd wrth gefn a nodwyd o ditaniwm dramor. Mae aloion titaniwm yn gwasanaethu dibenion amrywiol, gan gynnwys aloion sy'n gwrthsefyll gwres, aloion cryfder uchel, aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad (fel aloion titaniwm-molybdenwm a thitaniwm-paladiwm), aloion tymheredd isel, ac aloion arbenigol (fel deunyddiau storio hydrogen haearn titaniwm ac aloion cof titaniwm-nicel).
Proses Gweithgynhyrchu gwialenni Titaniwm
1. toddi
Y cam cyntaf mewn gweithgynhyrchu gwiail titaniwm yw toddi. Mae'r broses hon fel arfer yn defnyddio'r dull electrolysis halen tawdd neu'r dull lleihau thermol hydrid. Mae'r dull electrolysis halen tawdd yn caniatáu cynhyrchu ingotau purdeb uchel a gwiail siâp cymhleth yn hawdd ond mae'n dod â chostau uwch. Ar y llaw arall, mae'r dull lleihau thermol hydride yn cynhyrchu deunyddiau titaniwm o ansawdd uchel, er gydag effeithlonrwydd cynhyrchu is.
2. bwrw
Ar ôl toddi'r metel titaniwm, gellir ei fwrw'n uniongyrchol i biledau sydd wedyn yn cael eu prosesu ymhellach. Mae'r dull hwn yn caniatáu ar gyfer masgynhyrchu gwiail a ffurfiwyd ymlaen llaw; fodd bynnag, efallai na fydd purdeb materol weithiau'n bodloni'r gofynion ar gyfer cymwysiadau manwl uchel.
3. Triniaeth Gwres
Mae triniaeth wres yn gam hanfodol wrth brosesu deunyddiau titaniwm. Gall gwresogi a dal ar dymheredd uchel fireinio'r strwythur grawn, gan wella priodweddau mecanyddol a gwrthsefyll cyrydiad deunyddiau titaniwm. Yn enwedig ar gyfer gwiail titaniwm cryfder uchel, mae triniaeth wres yn hanfodol oherwydd efallai y bydd eu cryfder tynnol wedi'i brosesu fel y'i gelwir yn annigonol nes iddynt gael triniaeth wres.
4. Peiriannu
Peiriannu yw'r cam olaf wrth weithgynhyrchu gwiail titaniwm. Mae peiriannu titaniwm yn peri heriau oherwydd ei briodweddau gan gynnwys dargludedd thermol da, hydwythedd uchel, ac anhawster peiriannu. Er mwyn cyflawni canlyniadau peiriannu manwl uchel, mae angen offer peiriant arbenigol ac offer torri, ynghyd â pharamedrau torri priodol ac oerydd.
Cymwysiadau a Rhagolygon y Dyfodol
Defnyddir deunyddiau titaniwm yn eang mewn awyrofod, dyfeisiau meddygol, gweithgynhyrchu modurol, diwydiannau cemegol, ymhlith eraill, oherwydd eu priodweddau ffisegol a chemegol unigryw megis cryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad rhagorol, ymwrthedd tymheredd uchel, a nodweddion ysgafn. Gyda datblygiadau mewn technoleg a phrosesau newydd, disgwylir i ddeunyddiau titaniwm barhau i chwarae rhan hanfodol mewn cymwysiadau yn y dyfodol, yn enwedig mewn technolegau sy'n dod i'r amlwg a chymwysiadau perfformiad uchel.
