Proszek wodorku tytanu
Spis treści
proszek wodorku tytanu jest ważnym zaawansowanym materiałem o unikalnych właściwościach, które sprawiają, że nadaje się do różnych zastosowań przemysłowych i komercyjnych. Proszek ten składa się z atomów tytanu i wodoru połączonych ze sobą, co nadaje mu charakterystyczne właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne i inne.
Przegląd proszek wodorku tytanu
Sproszkowany wodorek tytanu ma wzór chemiczny TiH2 i ciemnoszary kolor. Niektóre kluczowe cechy tego materiału obejmują:
- Wysokie możliwości absorpcji i desorpcji wodoru
- Lekkie, ale wytrzymałe właściwości mechaniczne
- Odporność na korozję i chemikalia
- Zdolność do modulowania przewodności elektrycznej
- Zastosowanie jako środek spieniający do metali tytanowych
- Funkcjonalność w szerokim zakresie temperatur
- Biokompatybilność i nietoksyczność
Dostrajalny charakter wodorku tytanu oznacza, że może on służyć wielu celom w zależności od sposobu przetwarzania i wykorzystania proszku. W następnych sekcjach omówiono skład proszku, różne metody produkcji, kluczowe właściwości i zastosowania w różnych branżach.
Skład proszku wodorku tytanu
Jak sama nazwa wskazuje, proszek wodorku tytanu składa się głównie z atomów tytanu (Ti) i wodoru (H). Obecne mogą być również niewielkie ilości innych pierwiastków, takich jak tlen, węgiel, azot, żelazo, aluminium i wanad.
Poziomy czystości i proporcje tytanu i wodoru mogą się różnić w zależności od gatunku proszku:
Zawartość tytanu | Zawartość wodoru |
---|---|
90-98% | 2-10% |
Wodorek tytanu o wyższej czystości zawiera mniej zanieczyszczeń i nadaje się do bardziej wymagających zastosowań, podczas gdy mniej czyste odmiany są tańsze do ogólnego użytku.
Metody produkcji wodorku tytanu
Najpopularniejszymi technikami produkcji proszku wodorku tytanu są:
- Uwodornianie proszków tytanu: Proszek tytanu jest wystawiony na działanie wodoru pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze, co powoduje absorpcję wodoru i tworzenie TiH2. Metoda ta pozwala na dobrą kontrolę nad kształtem, rozmiarem i morfologią proszku.
- Bezpośrednie uwodornienie gąbki tytanowej: Proszek wodorku tytanu jest wytwarzany bezpośrednio z gąbki tytanowej poprzez uwodornienie. To jednoetapowe podejście pozwala uzyskać nieregularne kształty proszku.
- Elektroliza stopionych soli: Wykorzystuje stopione elektrolity zawierające rozpuszczone sole tytanu do elektrodepozycji proszku wodorku tytanu poprzez uwodornienie elektrolityczne.
- Frezowanie mechaniczne: Wysokoenergetyczne mielenie kulowe tytanu i związków zawierających wodór przekształca i homogenizuje mieszaninę w proszek wodorku tytanu poprzez mechanochemię.
Kształt cząstek, rozkład wielkości, gęstość, poziomy czystości, proporcje składu i właściwości proszku można dostosować do wymagań aplikacji poprzez dostosowanie parametrów produkcji.
![Wodorek tytanu w proszku 1 proszek wodorku tytanu](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/316L-Stainless-Steel-Powder.png)
Kluczowe właściwości Proszek wodorku tytanu
Wodorek tytanu posiada kilka unikalnych właściwości fizycznych, chemicznych, elektrycznych, mechanicznych i biologicznych, które nadają mu zaawansowaną funkcjonalność.
Właściwości fizyczne
Nieruchomość | Wartości |
---|---|
Kolor | Ciemnoszary |
Temperatura topnienia | 1680°C |
Temperatura wrzenia | NIE DOTYCZY |
Gęstość | 3,75 g/cm3 |
Wysoka temperatura topnienia umożliwia wodorkowi tytanu zachowanie stanu stałego w szerokim zakresie temperatur w środowiskach przemysłowych.
Właściwości chemiczne
- Doskonała odporność na korozję dzięki spontanicznemu tworzeniu ochronnych warstw powierzchniowych tlenku tytanu po wystawieniu na działanie powietrza lub wilgoci.
- Niska reaktywność chemiczna czyni go obojętnym na większość kwasów, zasad i chemikaliów organicznych.
- Łatwo utlenia się w temperaturze powyżej 400°C
- Absorbuje duże ilości wodoru podczas uwodornienia i uwalnia wodór po podgrzaniu.
Właściwości mechaniczne
Nieruchomość | Wartości |
---|---|
Twardość | 750-950 HV |
Wytrzymałość na złamania | ~1 MPa√m |
Moduł Younga | 100-165 GPa |
Moduł ścinania | 32-43 GPa |
Moduł masowy | 57-93 GPa |
Współczynnik Poissona | 0.18-0.40 |
Wytrzymałość na ściskanie | 0,5-1 GPa |
Wysoka wytrzymałość i odporność na pękanie w połączeniu z niską gęstością prowadzi do doskonałego stosunku wytrzymałości do masy proszku wodorku tytanu. Jest on również odporny na ścieranie i zużycie.
Właściwości elektryczne
Przewodność elektryczna wodorku tytanu może być kontrolowana w szerokim zakresie w oparciu o historię przetwarzania. Specyficzne wartości rezystywności elektrycznej to:
Nieruchomość | Wartości |
---|---|
Rezystywność elektryczna | 0.55 - 14 μΩ-m |
Wykazuje on przełączanie elektryczne spowodowane odwracalnymi przejściami fazowymi między strukturami krystalicznymi podczas cykli absorpcji i desorpcji wodoru.
Właściwości biologiczne
- Bioinert - minimalna cytotoksyczność lub odpowiedź układu odpornościowego pozwala na zastosowania biomedyczne
- Nie uczula i nie powoduje podrażnień
- Niemagnetyczny i nie zakłóca obrazowania medycznego
Ogólnie rzecz biorąc, wodorek tytanu jest odporny na korozję, lekki, mocny, trwały, funkcjonalny elektrycznie, stabilny w różnych temperaturach i biokompatybilny. Cechy te przyczyniają się do jego wszechstronności i zastosowania w niszowych aplikacjach.
Zastosowania proszku wodorku tytanu
Doskonałe właściwości magazynowania i uwalniania wodoru w połączeniu z korzystnymi właściwościami fizycznymi, chemicznymi, elektrycznymi, mechanicznymi i biologicznymi sprawiają, że wodorek tytanu nadaje się do różnych zastosowań komercyjnych i przemysłowych:
Magazynowanie energii
- Materiał półprzewodnikowy do przechowywania wodoru - przenośne ogniwa paliwowe, pojazdy elektryczne wykorzystują wodorek tytanu jako źródło wodoru
- Działa jako materiał anodowy, poprawiając wydajność niektórych rodzajów baterii.
Produkcja chemiczna
- Służy do bezpiecznego przechowywania wodoru w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym.
- Służy jako stabilne i wygodne źródło wodoru do syntezy chemicznej lub produkcji półprzewodników.
Środek spieniający
- Rozkład wodorku tytanu zapewnia punkty zarodkowania do spieniania stopionego tytanu metalicznego w porowatą strukturę o niskiej gęstości i dużej powierzchni.
Metalurgia proszków
- Pierwiastek stopowy, który modyfikuje właściwości wzmacniające, utwardzające lub termiczne.
- Inhibitor wzrostu ziaren do kontroli mikrostruktury spiekanych stopów tytanu
- Poprawia przepływ proszku, gęstość upakowania i zwartość
Biomedyczne
- Wszczepialne urządzenia medyczne, protetyka, implanty dentystyczne i ortopedyczne
- Bio-rusztowania i porowate struktury umożliwiają wrastanie tkanek
W następnej sekcji przeanalizowano różne dostępne specyfikacje, rozmiary, gatunki i standardy wodorku tytanu.
Specyfikacja wodorku tytanu
Wodorek tytanu jest sprzedawany w postaci proszku, granulatu, pasty i formowany, aby spełnić wymagania aplikacji. Poniżej przedstawiono różne standardy produktów, rozmiary, gatunki i producentów:
Rozmiary i dystrybucja proszków
Typ | Zakres wielkości cząstek |
---|---|
Bardzo drobny proszek | 0,1 - 1 μm |
Drobny proszek | 1 - 10 μm |
Gruboziarnisty proszek | 10 - 100 μm |
Możliwe są wąskie i niestandardowe rozkłady wielkości cząstek zapewniające optymalną wydajność.
Stopnie czystości
- Niska czystość: Do 98% wodorek tytanu z zanieczyszczeniami
- Średnia czystość: Minimalna zawartość wodorku tytanu 98%
- Wysoka czystość: Do 99,9% poziomów oznaczania wodorku tytanu
Gatunki o wysokiej czystości są droższe, ale oferują lepsze właściwości.
Standardy branżowe
- ASTM B743: Standardowa specyfikacja proszku wodorku tytanu (gatunki R58001-R58003) stosowanego w kompaktach do metalurgii proszków
- ASTM C737: Określa minimalne limity oznaczeń i zanieczyszczeń oraz protokoły pobierania próbek proszków wodorku tytanu klasy jądrowej.
- MIL-T-19504E: Specyfikacja wojskowa, która standaryzuje techniki stosowane do oceny różnych wskaźników jakości i kryteriów kontroli.
Normy te pomagają zdefiniować składy proszków odpowiednie do znormalizowanych testów kwalifikacyjnych i wzorców zapewniania jakości w różnych branżach.
Globalni dostawcy i ceny
Niektórzy wiodący światowi producenci i dostawcy proszek wodorku tytanu obejmują:
Firma | Lokalizacja | Szacunkowa wycena |
---|---|---|
GfE Metalle und Materialien GmbH | Niemcy | $100 - $300 za kg |
Micron Metals, Inc. | USA | $50 - $250 za kg |
Jinzhou Haixin Metal Materials Co. | Chiny | $30 - $100 na kg |
Edgetech Industries LLC | WIELKA BRYTANIA | $250 - $1500 za kg |
Ceny różnią się w zależności od wielkości zamówienia, gatunków proszków, poziomów czystości, wielkości cząstek i dostosowania.
Porównanie między Proszek wodorku tytanu Stopnie
Gatunki proszku wodorku tytanu różnią się w zależności od metody produkcji, stosunku gazu do metalu, rozkładu wielkości cząstek, gęstości, poziomu czystości i kształtu proszku.
Parametr | Niska czystość | Średnia czystość | Wysoka czystość |
---|---|---|---|
Czystość | Do 98% | 98-99.5% | 99.5-99.9% |
Zawartość wodoru | 2-4 wt% | 3-7 wt% | 5-10 wt% |
Zawartość tlenu | 0.3-3% | 0.2-1% | <0,1% |
Zawartość węgla | 0.05-0.5% | <0,05% | <0,01% |
Zawartość żelaza | 0.5-3% | 0.1-0.5% | <0,05% |
Zawartość niklu | 0.1-1% | <0,05% | <0,01% |
Kształt cząsteczki | Nieregularne, łuszczące się | Ziarnisty, kulisty | Płynny, drobny proszek |
Wielkość cząstek | 10-300 μm | 1-100 μm | 0,1-10 μm |
Gęstość kranu | 0,5-2,5 g/cc | 1,5-4 g/cc | 2-6 g/cc |
Gęstość pozorna | 25-35% gęstość kranu | Gęstość zaczepów 35-45% | Gęstość zaczepów 45-65% |
Płynność | Słaby | Zaliczony | Dobry |
Kolor | Ciemnoszary do czarnego | Ciemnoszary | Ciemnoszary |
Koszt | Niski | Średni | Wysoki |
Gatunki o wyższej czystości charakteryzują się wyższą gęstością proszku, co zapewnia lepsze mieszanie i reaktywność, a także lepsze parametry elektryczne i mechaniczne. Wiąże się to jednak z wyższymi kosztami w porównaniu z klasami ogólnymi. Dostosowanie pomaga zrównoważyć wymagania aplikacji z ograniczeniami budżetowymi.
Zalety wodorku tytanu
- Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
- Odporne właściwości mechaniczne
- Odporność na korozję i ścieranie
- Działanie w szerokim zakresie temperatur
- Elektrycznie przewodzący, ale obojętny
- Niższa gęstość niż w przypadku stopów tytanu
- Modyfikowalne mikrostruktury
- Kontrolowane uwalnianie energii
- Biokompatybilny i nietoksyczny
Te przydatne funkcje rozszerzają scenariusze, w których wodorek tytanu może zapewnić wartość.
![Proszek wodorku tytanu 11 proszek wodorku tytanu](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/3D_printing_with_metallic__05937c12-cf06-4749-b376-2cf223b3ada3.png)
Ograniczenia wodorku tytanu
- Tendencje do utleniania powierzchni w podwyższonych temperaturach
- Wyższe koszty niż w przypadku konkurencyjnych materiałów
- Ograniczona formowalność ogranicza geometrię komponentów
- Podatność na powolny wzrost pęknięć w wyniku kruchości wodorowej
- Wymaga kontrolowanego tempa chłodzenia, aby zapobiec niekontrolowanemu pienieniu.
- Gatunki proszków różnią się znacznie pod względem jakości i konsystencji
Odpowiednia charakterystyka proszku, kontrola środowiska, architektura projektu i parametry przetwarzania pomagają przezwyciężyć te ograniczenia.
FAQ
P: Czy wodorek tytanu jest łatwopalny lub wybuchowy?
Wodorek tytanu jest sklasyfikowany jako niepalny, niewybuchowy i bezpieczny w transporcie i przechowywaniu zgodnie z normalnymi protokołami postępowania. Jednak w ekstremalnych warunkach możliwe jest miejscowe spalanie proszku.
P: Jaka jest temperatura desorpcji wodoru?
O: Większość gatunków wodorku tytanu zaczyna uwalniać wodór w temperaturze powyżej 200°C i kończy desorpcję w temperaturze 550°C. Temperaturę tę można obniżyć stosując określone katalizatory.
P: Czy rozmiar cząsteczek ma znaczenie dla wydajności?
Tak. Mniejsze cząstki wodorku tytanu mają wyższe współczynniki dyfuzji i powierzchnie reaktywne. Jednak większe rozmiary cząstek poprawiają płynność i gęstość upakowania. Różne rozmiary nadają się do różnych zastosowań.
P: Czy proszek wodorku tytanu można poddać recyklingowi?
O: Wodorek tytanu może przechodzić przez wiele cykli absorpcji i desorpcji wodoru z dobrą odwracalnością. Oznacza to, że zużyty proszek może być ponownie przetworzony i wykorzystany w zależności od wcześniejszych poziomów zanieczyszczenia.
P: Co wpływa na żywotność wodorkowych akumulatorów tytanu?
O: Powtarzające się cykle uwodornienia-rozkładu, temperatury robocze, lokalne naprężenia, czystość materiału i warunki narażenia środowiskowego determinują długoterminową stabilność magazynowania wodoru i okres użytkowania.
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.
Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!
Powiązane artykuły
Informacje o Met3DP
Odtwórz wideo
Ostatnia aktualizacja
Nasz produkt
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
![metalowe logo 3dp małe](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731