Порошок гидрида титана
Оглавление
порошок гидрида титана является важным передовым материалом с уникальными свойствами, которые делают его пригодным для различных промышленных и коммерческих применений. Этот порошок состоит из атомов титана и водорода, соединенных между собой, что придает ему отличительные физические, химические, механические и другие характеристики.
Обзор порошок гидрида титана
Порошок гидрида титана имеет химическую формулу TiH2 и темно-серый цвет. Некоторые ключевые характеристики этого материала включают:
- Высокая способность к поглощению и десорбции водорода
- Легкий вес, но сильные механические свойства
- Устойчивость к коррозии и химическим веществам
- Способность модулировать электропроводность
- Используется в качестве вспенивающего агента для титановых металлов
- Функциональность в широком диапазоне температур
- Биосовместимость и нетоксичность
Настраиваемая природа гидрида титана означает, что он может служить для различных целей в зависимости от способа обработки и использования порошка. В следующих разделах мы рассмотрим состав порошка, различные методы производства, основные свойства и области применения в различных отраслях промышленности.
Состав порошка гидрида титана
Как следует из названия, порошок гидрида титана состоит в основном из атомов титана (Ti) и водорода (H). Однако в небольшом количестве могут присутствовать и другие элементы, такие как кислород, углерод, азот, железо, алюминий, ванадий.
Степень чистоты и соотношение титана и водорода могут варьироваться между различными сортами порошка:
Содержание титана | Содержание водорода |
---|---|
90-98% | 2-10% |
Гидрид титана высокой чистоты содержит меньше примесей и подходит для более ответственных применений, в то время как менее чистые сорта дешевле для общего использования.
Методы производства гидрида титана
Наиболее распространенными методами получения порошка гидрида титана являются:
- Гидрогенизация титановых порошков: Титановый порошок подвергается воздействию газообразного водорода под давлением при повышенной температуре, что приводит к поглощению водорода и образованию TiH2. Этот метод позволяет хорошо контролировать форму, размер и морфологию порошка.
- Прямое гидрирование титановой губки: Порошок гидрида титана производится непосредственно из губчатого титанового сырья путем гидрирования. Этот одноэтапный подход позволяет получить порошок неправильной формы.
- Электролиз расплавленных солей: Использует расплавленные электролиты, содержащие растворенные соли титана, для электроосаждения порошка гидрида титана путем электролитического гидрирования.
- Механическое фрезерование: Высокоэнергетическое шаровое измельчение титана и водородсодержащих соединений превращает и гомогенизирует смесь в порошок гидрида титана посредством механохимии.
Форма частиц, их распределение по размерам, плотность, степень чистоты, соотношение компонентов и характеристики порошка могут быть подобраны в соответствии с требованиями приложения путем изменения параметров производства.
![Порошок гидрида титана 1 порошок гидрида титана](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/316L-Stainless-Steel-Powder.png)
Основные свойства Порошок гидрида титана
Гидрид титана обладает рядом уникальных физических, химических, электрических, механических и биологических свойств, которые придают ему расширенную функциональность.
Физические свойства
Недвижимость | Значения |
---|---|
Цвет | Темно-серый |
Температура плавления | 1680°C |
Температура кипения | Н/Д |
Плотность | 3,75 г/см3 |
Высокая температура плавления позволяет гидриду титана сохранять твердое состояние в широком диапазоне температур в промышленных условиях.
Химические свойства
- Отличная коррозионная стойкость благодаря самопроизвольному образованию защитных поверхностных пленок оксида титана при воздействии воздуха или влаги
- Низкая химическая реактивность делает его инертным к большинству кислот, щелочей и органических химикатов.
- Легко окисляется при температуре выше 400°C
- Поглощает большое количество газообразного водорода во время гидрогенизации и выделяет водород при нагревании
Механические свойства
Недвижимость | Значения |
---|---|
Твердость | 750-950 HV |
Вязкость разрушения | ~1 МПа√м |
Модуль Юнга | 100-165 ГПа |
Модуль сдвига | 32-43 ГПа |
Модуль объемной упругости | 57-93 ГПа |
Коэффициент Пуассона | 0.18-0.40 |
Предел текучести при сжатии | 0,5-1 ГПа |
Высокая прочность и вязкость разрушения в сочетании с низкой плотностью обеспечивают превосходное соотношение прочности и веса порошка гидрида титана. Он также устойчив к истиранию и износу.
Электрические свойства
Электропроводность гидрида титана можно регулировать в широком диапазоне в зависимости от истории обработки. Значения удельного электрического сопротивления составляют:
Недвижимость | Значения |
---|---|
Электрическое сопротивление | 0,55 - 14 мкΩ-м |
Он демонстрирует электрическое переключение, обусловленное обратимыми фазовыми переходами между кристаллическими структурами во время циклов поглощения-десорбции водорода.
Биологические свойства
- Биоинертность - минимальная цитотоксичность или реакция иммунной системы позволяет использовать их в биомедицине
- Не вызывает аллергии и раздражения
- Не магнитится и не мешает медицинской визуализации
В целом гидрид титана устойчив к коррозии, легок, прочен, долговечен, электрически функционален, стабилен при различных температурах и биосовместим. Эти характеристики способствуют его универсальности и использованию в нишевых приложениях.
Области применения порошка гидрида титана
Превосходные свойства хранения и выделения водорода в сочетании с выгодными физическими, химическими, электрическими, механическими и биологическими свойствами делают гидрид титана пригодным для различных коммерческих и промышленных применений:
Хранение энергии
- Перезаряжаемый твердотельный материал для хранения водорода - портативные топливные элементы, электромобили используют гидрид титана в качестве источника водорода
- Функционирует как анодный материал, улучшая характеристики некоторых химических элементов питания
Химическое производство
- Используется для безопасного хранения газообразного водорода при комнатной температуре и атмосферном давлении
- Служит стабильным и удобным источником водорода для химического синтеза или изготовления полупроводников
Пенообразующее вещество
- Разложение гидрида титана обеспечивает точки зарождения для вспенивания расплавленного металлического титана в пористую структуру с низкой плотностью и высокой площадью поверхности
Порошковая металлургия
- Легирующий элемент, изменяющий упрочняющие, закаливающие или термические свойства
- Ингибитор роста зерна для контроля микроструктуры спеченных титановых сплавов
- Улучшает текучесть, плотность упаковки и уплотнение порошка
Биомедицина
- Имплантируемые медицинские изделия, протезы, зубные и ортопедические имплантаты
- Биоскафандры и пористые структуры обеспечивают врастание тканей
В следующем разделе рассматриваются различные спецификации, размеры, марки и стандарты гидрида титана.
Технические характеристики гидрида титана
Гидрид титана продается в виде порошка, гранул, пасты и формованных форм в соответствии с требованиями применения. Ниже приведены различные стандарты, размеры, марки и производители:
Размеры и распределение порошка
Тип | Диапазон размеров частиц |
---|---|
Ультратонкий порошок | 0,1 - 1 мкм |
Тонкий порошок | 1 - 10 мкм |
Грубый порошок | 10 - 100 мкм |
Возможны узкие и индивидуальные распределения частиц по размерам для оптимальной производительности.
Классы чистоты
- Низкая чистота: До 98% гидрид титана с примесями
- Средняя чистота: Минимальное содержание гидрида титана 98%
- Высокая чистота: До 99,9% уровень гидрида титана
Высокочистые сорта стоят дороже, но обладают улучшенными свойствами.
Отраслевые стандарты
- ASTM B743: Стандартная спецификация на порошок гидрида титана (марки R58001-R58003), используемый в компактах порошковой металлургии
- ASTM C737: Определяет минимальные пределы анализа и примесей, а также протоколы отбора проб для порошков гидрида титана ядерного качества
- MIL-T-19504E: Военная спецификация, стандартизирующая методы, используемые для оценки различных показателей качества и критериев проверки
Эти стандарты помогают определить составы порошков, подходящие для стандартизированных квалификационных испытаний и эталонов качества в различных отраслях промышленности.
Мировые поставщики и ценообразование
Некоторые известные мировые производители и поставщики порошок гидрида титана включают:
Компания | Расположение | Ценовая смета |
---|---|---|
GfE Metalle und Materialien GmbH | Германия | $100 - $300 за кг |
Микрон Металз, Инк. | США | $50 - $250 за кг |
Jinzhou Haixin Metal Materials Co. | Китай | $30 - $100 за кг |
Edgetech Industries LLC | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ | $250 - $1500 за кг |
Цены варьируются в зависимости от объема заказа, марки порошка, степени чистоты, размера частиц и индивидуального подхода.
Сравнение между Порошок гидрида титана Классы
Порошковые марки гидрида титана различаются по методу производства, соотношению газа и металла, распределению частиц по размерам, плотности, степени чистоты и форме порошка.
Параметр | Низкая чистота | Средняя чистота | Высокая чистота |
---|---|---|---|
Чистота | До 98% | 98-99.5% | 99.5-99.9% |
Содержание водорода | 2-4 wt% | 3-7 wt% | 5-10 wt% |
Содержание кислорода | 0.3-3% | 0.2-1% | <0,1% |
Содержание углерода | 0.05-0.5% | <0,05% | <0,01% |
Содержание железа | 0.5-3% | 0.1-0.5% | <0,05% |
Содержание никеля | 0.1-1% | <0,05% | <0,01% |
Форма частиц | Неровная, чешуйчатая | Зернистый, сферический | Текучий мелкий порошок |
Размер частиц | 10-300 мкм | 1-100 мкм | 0,1-10 мкм |
Плотность отвода | 0,5-2,5 г/куб. см | 1,5-4 г/куб. см | 2-6 г/куб. см |
Кажущаяся плотность | 25-35% плотность крана | 35-45% плотность крана | 45-65% плотность крана |
Текучесть | Бедный | Проходная | Хороший |
Цвет | От темно-серого до черного | Темно-серый | Темно-серый |
Стоимость | Низкий | Средний | Высокая |
Более чистые сорта отличаются более высокой плотностью порошка, что улучшает смешиваемость и реакционную способность, а также улучшает электрические и механические характеристики. Однако их стоимость выше, чем стоимость обычных сортов. Индивидуальный подход помогает сбалансировать требования к применению и бюджетные ограничения.
Преимущества гидрида титана
- Высокое соотношение прочности и массы
- Устойчивые механические свойства
- Устойчивость к коррозии и истиранию
- Работает в широком диапазоне температур
- Электропроводящий, но инертный
- Более низкая плотность по сравнению с титановыми сплавами
- Модифицируемые микроструктуры
- Контролируемое высвобождение энергии
- Биосовместим и нетоксичен.
Эти полезные функции расширяют возможности использования гидрида титана.
![Порошок гидрида титана 11 порошок гидрида титана](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/3D_printing_with_metallic__05937c12-cf06-4749-b376-2cf223b3ada3.png)
Ограничения гидрида титана
- Склонность к окислению поверхности при повышенных температурах
- Более высокая стоимость по сравнению с конкурирующими материалами
- Ограниченная формуемость ограничивает геометрию компонентов
- Восприимчивость к медленному росту трещин в результате водородного охрупчивания
- Требуется контролируемая скорость охлаждения для предотвращения неконтролируемого вспенивания
- Сорта порошка сильно различаются по качеству и консистенции
Правильная характеристика порошка, контроль окружающей среды, архитектура конструкции и параметры обработки помогают преодолеть эти ограничения.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос: Является ли гидрид титана огнеопасным или взрывоопасным?
О: Нет. Гидрид титана классифицируется как невоспламеняющийся, невзрывоопасный и безопасный для транспортировки и хранения при обычных правилах обращения. Однако в экстремальных условиях возможно локальное возгорание порошка.
Вопрос: Какова температура десорбции водорода?
О: Большинство сортов гидрида титана начинают выделять водород при температуре выше 200°C и полностью десорбируются к 550°C. Эту температуру можно снизить, используя специальные катализаторы.
В: Имеет ли размер частиц значение для производительности?
О: Да. Более мелкие частицы гидрида титана имеют более высокую скорость диффузии и площадь реактивной поверхности. Но более крупные частицы улучшают текучесть и плотность упаковки. Разные размеры подходят для разных областей применения.
Вопрос: Можно ли перерабатывать порошок гидрида титана?
О: Гидрид титана может проходить несколько циклов поглощения-десорбции водорода с хорошей обратимостью. Это означает, что использованный порошок может быть переработан и повторно использован в зависимости от предыдущего уровня загрязнения.
Вопрос: Что влияет на срок службы водородных накопителей на основе гидрида титана?
О: Повторяющиеся циклы гидрирования-разложения, рабочие температуры, локальные напряжения, чистота материала и условия воздействия окружающей среды определяют долгосрочную стабильность хранения водорода и срок службы.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731