Titaniumhydridepoeder

titaanhydride poeder is een belangrijk geavanceerd materiaal met unieke eigenschappen die het geschikt maken voor verschillende industriële en commerciële toepassingen. Dit poeder bestaat uit aan elkaar gebonden titanium- en waterstofatomen, die kenmerkende fysische, chemische, mechanische en andere eigenschappen hebben.

Overzicht van titaanhydride poeder

Titaanhydride poeder heeft de chemische formule TiH2 en een donkergrijze kleur. Enkele belangrijke eigenschappen van dit materiaal zijn:

• Hoge waterstofabsorptie- en desorptiecapaciteit
• Lichtgewicht en toch sterke mechanische eigenschappen
• Weerstand tegen corrosie en chemicaliën
• Vermogen om elektrische geleidbaarheid te moduleren
• Gebruik als schuimmiddel voor titaniummetalen
• Functionaliteit over een breed temperatuurbereik
• Biocompatibiliteit en niet-toxische eigenschappen

De afstembare aard van titaniumhydride betekent dat het meerdere doelen kan dienen, afhankelijk van hoe het poeder wordt verwerkt en gebruikt. De volgende paragrafen gaan over de samenstelling van het poeder, verschillende productiemethoden, belangrijke eigenschappen en toepassingen in verschillende industrieën.

Titanium Hydride Poeder Samenstelling

Zoals de naam al zegt, bestaat titaanhydride poeder voornamelijk uit titanium (Ti) en waterstof (H) atomen. Er kunnen echter ook kleine hoeveelheden van andere elementen zoals zuurstof, koolstof, stikstof, ijzer, aluminium en vanadium aanwezig zijn.

De zuiverheidsgraden en verhoudingen van titanium en waterstof kunnen variëren tussen verschillende poederkwaliteiten:

Titaanhydride met een hogere zuiverheid bevat minder onzuiverheden en is geschikt voor meer veeleisende toepassingen, terwijl minder zuivere varianten goedkoper zijn voor algemeen gebruik.

Productiemethoden voor titaniumhydride

De meest gebruikelijke technieken om titaniumhydride poeder te produceren zijn:

• Hydrogenering van titaniumpoeders: Titaanpoeder wordt blootgesteld aan waterstofgas onder druk bij verhoogde temperaturen, wat resulteert in waterstofabsorptie en TiH2-vorming. Deze methode maakt goede controle mogelijk over de vorm, grootte en morfologie van het poeder.
• Directe hydrogenering van titanium spons: Het titaanhydridepoeder wordt rechtstreeks vervaardigd uit titaniumsponsgrondstoffen via hydrogenering. Deze eenstapsmethode levert onregelmatige poedervormen op.
• Elektrolyse van gesmolten zouten: Maakt gebruik van gesmolten elektrolyten met opgeloste titaniumzouten om titaniumhydridepoeder elektrolytisch af te zetten door middel van elektrolytische hydrogenering.
• Mechanisch frezen: Door hoogenergetisch kogelmalen van titanium en waterstofhoudende verbindingen wordt het mengsel omgezet en gehomogeniseerd tot titaanhydridepoeder door middel van mechanochemie.

De deeltjesvorm, grootteverdeling, tapdichtheid, zuiverheidsniveaus, samenstellingsverhoudingen en poederkenmerken kunnen worden aangepast aan de vereisten van de toepassing door de productieparameters af te stellen.

Belangrijkste eigenschappen van Titaniumhydridepoeder

Titaanhydride heeft verschillende unieke fysische, chemische, elektrische, mechanische en biologische eigenschappen die het geavanceerde functionaliteit geven.

Fysieke eigenschappen

Dankzij het hoge smeltpunt behoudt titaniumhydride zijn vaste toestand over een breed temperatuurbereik in industriële omgevingen.

Chemische eigenschappen

• Uitstekende weerstand tegen corrosie door spontane vorming van beschermende titaniumoxide oppervlaktelagen bij blootstelling aan lucht of vocht.
• Door de lage chemische reactiviteit is het inert voor de meeste zuren, alkaliën en organische chemicaliën
• Oxideert gemakkelijk boven 400°C temperatuur
• Absorbeert grote hoeveelheden waterstofgas tijdens hydrogenering en laat waterstof vrij bij verwarming

Mechanische eigenschappen

De hoge sterkte en breuktaaiheid in combinatie met de lage dichtheid leiden tot uitstekende sterkte-gewichtsverhoudingen voor titaniumhydridepoeder. Het is ook slijtvast.

Elektrische eigenschappen

De elektrische geleidbaarheid van titaniumhydride kan over een breed bereik worden geregeld op basis van de verwerkingsgeschiedenis. De specifieke waarden voor elektrische weerstand zijn:

Het laat elektrisch schakelgedrag zien door omkeerbare faseovergangen tussen kristalstructuren tijdens waterstofabsorptie-desorptiecycli.

Biologische eigenschappen

• Bioinert - minimale cytotoxiciteit of reactie van het immuunsysteem maakt biomedische toepassingen mogelijk
• Niet-allergeen en niet-irriterend
• Niet-magnetisch en interfereert niet met medische beeldvorming

Over het algemeen is titaniumhydride corrosiebestendig, licht van gewicht, sterk, duurzaam, elektrisch functioneel, stabiel bij verschillende temperaturen en biocompatibel. Deze eigenschappen dragen bij aan de veelzijdigheid en de toepassing in nichetoepassingen.

Toepassingen van titaniumhydride poeder

De uitstekende eigenschappen voor het opslaan en afgeven van waterstof in combinatie met de voordelige fysische, chemische, elektrische, mechanische en biologische eigenschappen maken titaanhydride geschikt voor diverse commerciële en industriële toepassingen:

Energie opslag

• Oplaadbaar vast waterstofopslagmateriaal - draagbare brandstofcellen, elektrische voertuigen gebruiken titaniumhydride als waterstofbron
• Fungeert als een anodemateriaal dat de prestaties in sommige batterijchemicaliën verbetert

Chemische Productie

• Gebruikt om waterstofgas veilig op te slaan bij kamertemperatuur en atmosferische druk
• Als stabiele en handige waterstofbron voor chemische synthese of halfgeleiderfabricage

Schuimmiddel

• Ontbinding van titaniumhydride biedt kernen voor het opschuimen van gesmolten titaniummetaal in een poreuze structuur met lage dichtheid en hoog oppervlak

Poeder-Metallurgie

• Legeringselement dat de versterkende, verhardende of thermische eigenschappen wijzigt
• Korrelgroeiremmer om microstructuren van gesinterde titaanlegeringen te controleren
• Verbetert de poederstroom, verpakkingsdichtheid en compactheid

Biomedisch

• Implanteerbare medische hulpmiddelen, prothesen, tandheelkundige en orthopedische implantaten
• Bio-scaffolds en poreuze structuren maken ingroei van weefsel mogelijk

In het volgende gedeelte worden de verschillende beschikbare productspecificaties, afmetingen, kwaliteiten en standaarden voor titaniumhydride onderzocht.

Specificaties titaniumhydride

Titaanhydride wordt op de markt gebracht in poeder, korrels, pasta en gegoten vormen om aan de eisen van de toepassing te voldoen. Hieronder staan verschillende productnormen, maten, kwaliteiten en fabrikanten:

Poederafmetingen en -verdelingen

Smalle en aangepaste deeltjesgrootteverdelingen voor optimale prestaties zijn mogelijk.

Zuiverheidsgraden

• Lage zuiverheid: Tot 98% titaanhydride met onzuiverheden
• Gemiddelde zuiverheid: Minimaal 98% titaanhydridegehalte
• Hoge zuiverheid: Tot 99,9% titaanhydride assay niveaus

Kwaliteiten met een hoge zuiverheidsgraad zijn duurder, maar bieden betere eigenschappen.

Industriestandaarden

• ASTM B743: Standaardspecificatie voor titaanhydride poeder (kwaliteiten R58001-R58003) gebruikt in poedermetallurgie compacts
• ASTM C737: Specificeert minimale analyse- en onzuiverheidsgrenzen en monsternemingsprotocollen voor titaanhydridepoeders van nucleaire kwaliteit
• MIL-T-19504E: Militaire specificatie die technieken standaardiseert voor het beoordelen van verschillende kwaliteitsmaatstaven en inspectiecriteria

Deze standaarden helpen poedersamenstellingen te definiëren die geschikt zijn voor gestandaardiseerde kwalificatietests en benchmarks voor kwaliteitsborging in verschillende industrieën.

Wereldwijde leveranciers en prijzen

Enkele vooraanstaande wereldwijde producenten en leveranciers van titaanhydride poeder erbij betrekken:

De prijzen variëren op basis van bestelvolumes, poederkwaliteiten, zuiverheidsgraden, deeltjesgrootte en maatwerk.

Vergelijking tussen Titaniumhydridepoeder Cijfers

De titaniumhydride poederkwaliteiten verschillen op basis van productiemethode, gas-metaalverhoudingen, deeltjesgrootteverdelingen, tapdichtheden, zuiverheidsniveaus en poedervorm.

De kwaliteiten met een hogere zuiverheidsgraad hebben een hogere poederdichtheid voor betere menging en reactiviteit, samen met betere elektrische en mechanische prestaties. Maar ze hebben een hogere kostprijs dan de algemene kwaliteiten. Maatwerk helpt om de toepassingseisen in evenwicht te brengen met de budgetbeperkingen.

Voordelen van titaniumhydride

• Hoge sterkte-gewichtsverhouding
• Veerkrachtige mechanische eigenschappen
• Corrosie- en schuurbestendigheid
• Operationeel over een breed thermisch bereik
• Elektrisch geleidend en toch inert
• Lagere dichtheden dan titaanlegeringen
• Aanpasbare microstructuren
• Gecontroleerde energieafgifte
• Biocompatibel en niet-giftig

Deze nuttige functies breiden de scenario's uit waarin titaanhydride waarde kan leveren.

Beperkingen van titaniumhydride

• Oppervlakteoxidatietendensen bij verhoogde temperaturen
• Hogere kosten dan concurrerende materialen
• Beperkte vervormbaarheid beperkt de geometrie van componenten
• Gevoelig voor langzame scheurgroei door waterstofbrosheid
• Vereist gecontroleerde koelsnelheden om ongecontroleerd schuimen te voorkomen
• Poederkwaliteiten variëren sterk in kwaliteit en consistentie

Een juiste karakterisering van het poeder, omgevingscontroles, ontwerparchitecturen en verwerkingsparameters helpen deze beperkingen te overwinnen.

FAQ

V: Is titaniumhydride ontvlambaar of explosief?

A: Nee. Titaanhydride is geclassificeerd als niet-ontvlambaar, niet-explosief en veilig voor transport en opslag bij normale hanteringsprotocollen. Plaatselijke poederverbranding is echter mogelijk in extreme omstandigheden.

V: Wat is de waterstofdesorptietemperatuur?

A: De meeste titaniumhydride-kwaliteiten beginnen waterstof af te geven boven 200°C en de desorptie is voltooid bij 550°C. Deze temperatuur kan worden verlaagd door specifieke katalysatoren te gebruiken.

V: Is de deeltjesgrootte van belang voor de prestaties?

A: Ja. Kleinere titaniumhydride deeltjes hebben een hogere diffusiesnelheid en een groter reactief oppervlak. Maar grotere deeltjes verbeteren de stroombaarheid en verpakkingsdichtheid. Verschillende afmetingen zijn geschikt voor verschillende toepassingen.

V: Kan titaniumhydride poeder gerecycled worden?

A: Titaanhydride kan meerdere waterstofabsorptie-desorptiecycli doorlopen met een goede omkeerbaarheid. Dit betekent dat gebruikt poeder opnieuw kan worden verwerkt en hergebruikt, afhankelijk van eerdere verontreinigingsniveaus.

V: Wat beïnvloedt de levensduur van waterstofopslag op basis van titaniumhydride?

A: Herhaalde hydrogenatie-decompositiecycli, bedrijfstemperaturen, plaatselijke spanningen, materiaalzuiverheid en omgevingsomstandigheden bepalen de stabiliteit van de waterstofopslag op lange termijn en de bruikbare levensduur.

ken meer 3D-printprocessen