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什么是海绵钛 海绵钛介绍

发表于:2025-04-18 13:20:30 作者:Lynn 浏览次数:8

海绵钛是一种多孔状的金属钛材料,因其外观类似海绵而得名。它是通过镁热还原法(Kroll法)或钠热还原法(Hunter法)将四氯化钛(TiCl4)还原制得的初级产品,密度约1.5-2g/cm³(仅为致密钛的30-40%),孔隙率达到50-70%,呈现灰银色块状结构。这种特殊形态使其成为钛材加工的必经中间产物,需要经过真空电弧熔炼等后续工艺才能制成致密钛锭。

在工业生产流程中,海绵钛的质量直接影响最终钛材性能,特别是氧含量(≤0.15%)、铁含量(≤0.15%)等关键指标需要严格控制。现代技术已能生产纯度达99.7%的高品质产品,其布氏硬度(HB)维持在100-120区间,抗拉强度约为240MPa,这些参数会随着后续加工工艺显著提升。值得注意的是,中国目前采用的国家标准GB/T 2524-2019将海绵钛分为MHT-90到MHT-200五个等级,对应不同氯化残余量和硬度要求。

从应用领域来看,这种材料主要服务于航空航天(占全球用量50%以上)、化工防腐、医疗植入三大方向。由于钛合金具有强度高(如TC4合金达895MPa)、耐腐蚀(可抵抗海水腐蚀40年以上)等特性,使得海绵钛成为战略金属资源。随着3D打印技术发展,粒径在0.5-3mm的细颗粒海绵钛正成为增材制造的新型原料,这为传统钛工业开辟了创新应用空间。

全球市场呈现寡头垄断格局,前五大生产商掌握80%产能,其中乌克兰的ZTMK工厂采用独特的电解法工艺。中国海绵钛产量已连续十年居世界首位,2022年达到15.3万吨,但高端产品仍依赖进口。近年来,绿色生产工艺成为研发重点,比如中国科学院开发的熔盐电解法能将能耗降低30%,这项突破可能重塑未来产业格局。