钛合金氧化对组织的影响研究论文

钛合金氧化对组织的影响研究论文

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、、、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1）四类。2. 钛合金的新进展近年来，各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金，努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面。（1）高温钛合金。世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V，使用温度为300-350℃。随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金；美国的Ti-1100合金；俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。近几年国外把采用快速凝固／粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向，使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美国麦道公司采用快速凝固／粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金，在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度[26]。（2）钛铝化合物为基的钛合金。与一般钛合金相比，钛铝化合物为基钠Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金属间化合物的最大优点是高温性能好（最高使用温度分别为816和982℃）、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻（密度仅为镍基高温合金的1/2），这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料[26]。目前，已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#在美国开始批量生产。其他近年来发展的Ti3Al为基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl（γ）为基的钛合金受关注的成分范围为Ti-（46-52）Al-（1-10）M（at.％），此处M为v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一种元素。最近，TiAl3为基的钛合金开始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。（3）高强高韧β型钛合金。β型钛合金最早是20世纪50年代中期由美国Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。β型钛合金具有良好的冷热加工性能，易锻造，可轧制、焊接，可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。新型高强高韧β型钛合金最具代表性的有以下几种[26,30]:Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），该合金与飞机结构件中常用的30CrMnSiA高强度结构钢性能相当，具有优异的锻造性能；Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），该合金冷加工性能比工业纯钛还好，时效后的室温抗拉强度可达1000MPa以上；β21S（），该合金是由美国钛金属公司Timet分部研制的一种新型抗氧化、超高强钛合金，具有良好的抗氧化性能，冷热加工性能优良，可制成厚度为的箔材；日本钢管公司（NKK）研制成功的SP-700（）钛合金，该合金强度高，超塑性延伸率高达2000％，且超塑成形温度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-扩散连接（SPF/DB）技术制造各种航空航天构件；俄罗斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉强度可达1105MPA以上（4）阻燃钛合金。常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向，这在很大程度上限制了其应用。针对这种情况，各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。羌国研制出的Alloy c（也称为Ti-1720），名义成分为50Ti-35v-15Cr（质量分数），是一种对持续燃烧不敏感的阻燃钛合金，己用于F119发动机。BTT-1和BTT-3为俄罗斯研制的阻燃钛合金，均为Ti-Cu-Al系合金，具有相当好的热变形工艺性能，可用其制成复杂的零件[26]。（5）医用钛合金。钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料，可用作植人人体的植人物等。目前，在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子，降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害，这一问题早已引起医学界的广泛关注。羌国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作，并取得一些新的进展。例如，日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金，包括、、和，这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。与α+β钛合金相比，β钛合金具有更高的强度水乎，以及更好的切口性能和韧性，更适于作为植入物植入人体。在美国，已有5种β钛合金被推荐至医学领域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（）、Tiadyne 1610（）和Ti-15Mo。估计在不久的将来，此类具有高强度、低弹性模量以及优异成形性和抗腐蚀性能的庐钛合金很有可能取代目前医学领域中广泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金，具有良好的可塑性。镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。（一）镍钛合金的相变与性能顾名思义，镍钛合金是由镍和钛组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相。 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态，六边形，具有延展性，反复性，不太稳定，较易变形。（二）镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下，伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。2、超弹性 (superelasticity) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。即在母相状态下，由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生，从而合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远大于普通材料，并且不再遵守胡克定律。和形状记忆特性相比，超弹性没有热参与。总而言之，超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类。前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果，因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右。 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改变，当弓丝被加热到400ºC以上时，超弹性开始下降。3、口腔内温度变化敏感性：不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响。超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化。当变形量一定时。温度升高，矫治力增加。一方面，它可以加速牙齿的运动，这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动，从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养，维持其生机和正常功能。另一方面，正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力。4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性：镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50%的镍,而已知镍有致癌和促癌作用。一般情况情况下，表面层钛氧化充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放。6、柔和的矫治力：目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢丝、钴-铬-镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和ß钛合金丝。关于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线。镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平，说明它最能提供持久柔和的矫治力。7、良好的减震特性：由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝造成的震动越大，对牙根及牙周组织的损害越大。通过不同弓丝衰减实验的结果研究发现，不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大，超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半,弓丝良好的震动和减震特性对于牙齿的健康很重要，而传统弓丝如不锈钢丝，有加重牙根吸收的倾向。

（一）镍钛合金的相变与性能顾名思义，镍钛合金是由镍和钛组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相。 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态，六边形，具有延展性，反复性，不太稳定，较易变形。（二）镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下，伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。即在母相状态下，由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生，从而合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远大于普通材料，并且不再遵守虎克定律。和形状记忆特性相比，超弹性没有热参与。总而言之，超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类。前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果，因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右。 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改变，当弓丝被加热到400ºC以上时，超弹性开始下降。3、口腔内温度变化敏感性：不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响。超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化。当变形量一定时。温度升高，矫治力增加。一方面，它可以加速牙齿的运动，这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动，从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养，维持其生机和正常功能。另一方面，正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力。4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性：镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50%的镍,而已知镍有致癌和促癌作用。一般情况情况下，表面层钛氧化充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放。6、柔和的矫治力：目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢丝、钴-铬-镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和ß钛合金丝。关于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线。镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平，说明它最能提供持久柔和的矫治力。7、良好的减震特性：由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝造成的震动越大，对牙根及牙周组织的损害越大。通过不同弓丝衰减实验的结果研究发现，不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大，超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半,弓丝良好的震动和减震特性对于牙齿的健康很重要，而传统弓丝如不锈钢丝，有加重牙根吸收的倾向。（三）镍钛合金丝的分类EvansandDurning分类法1）1940年，黄金弓丝、钴铬合金丝和不锈钢圆丝2）1960年，马氏体稳定化合金：多为镍钛合金在马氏体状态下变形后制得。该种弓丝刚度低，可产生较轻的矫治力。不存在由应力或者温度引起的马氏体相变，因此不呈现记忆效应和超弹性。3）1980年，中国镍钛合金和日本镍钛合金弓丝，为奥氏体激活合金：即在任何状态下都呈现奥氏体状态，置于口内和口外都不具有由温度引起的马氏体状态，马氏体状态只能由应力引起，具有超弹性，但是不具备形状记忆功能。该种弓丝有极佳的回弹性及较低的刚度，能产生较弱的矫治力，。作大的特点是从最初的启动到最后阶段，其产生的力持续恒定，在治疗早期牙齿不整齐时，效果较好。缺点是常温下无法弯制成型，不易焊接。若将该公司作为主弓丝，常可引起不希望的扩弓或者缩弓，且难以建立良好的前磨牙、磨牙排列。4）1990年，马氏体激活镍钛合金：即TTR低于口腔温度或者与口腔温度非常相近，在室温时以一种多元状态存在，易于变形，置于口腔内时，由应力引起的和室温引起的马氏体同时向奥氏体转变，即存在形状记忆功能和超弹性。在常温（25℃左右）及以下温度易于变形，而当达到一定温度（32℃左右）以上，又会恢复到原来预成形状，表现出形状记忆加超弹性特性。北京圣玛特科技有限公司的Smart牌和3M公司的NitinolHA牌都是典型的代表产品。热激活镍钛弓丝正因为这种特性，将其维持在常温及以下温度状态可以轻松操作成型，并安放到托槽中就位，而当在口腔中受体温热量而激活后，可产生出形状恢复力，又为矫形提供所需的力量。因热激活型镍钛矫形丝所具有的“遇冷变软，受热激活而变得弹性大”的特点，患者可以在医生的指导下，利用口含冷、热水的方式改变矫治力，更加方便了矫治者的矫正，减少了初期矫治的不适感。5）Gradedthermodynamic:增加的热力学镍钛合金：将TTR温度高于口腔温度，大概是40℃左右，这样，当镍钛弓丝置于口腔内时，仍然为多元状态，弓丝较为柔软，在口含热水时，才有奥氏体相变。因此，矫治力更加弱，可以作为成人患者和牙周病患者的初始弓丝。Omcro公司生产的含铜镍钛丝以及日本低滞后L-H镍钛弓丝便具有此种性能。（四）镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线，目前临床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝，这样，患者的不适感会大大减低。由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术，MBT技术推荐使用英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝），DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右），O-PAK矫治技术推荐使用英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平。2、镍钛弹簧：镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧，具有镍钛超弹性的特别，适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿。镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力。镍钛螺旋弹簧具有很高的弹性性能，在拉伸状态下可产生较为柔和、稳定的持续力。力的衰减很小，能产生符合临床移动牙齿所需的较理想的正畸力。符合生理要求。镍钛丝拉簧的高弹性、永久变形率极低,与相同直径的不锈钢丝相比,其释放的矫治力相差倍。故在正畸矫治应用中,患者不仅疼痛轻,感觉力量柔和持久,且复诊时间减少,缩短了疗程,提高了疗效,是正畸治疗中的一种新的优良的力学装置。3、L-H弓丝是日本的等研究开发的，由Tomy公司生产。“LH”是名自“LowHysteresis”,也就是说，当此弓丝被结扎到托槽上时，即弓丝被激活时产生的应力和移动牙齿时即弓丝慢慢恢复原状时产生的应力的差距很小。即滞后很小。SOMA等比较了LH弓丝和其他镍钛合金丝的应力应变曲线，L-H弓丝的滞后范围最小，这一特性使弓丝有低载荷和持续轻力的优势，同时该曲线初始斜度低，说明该弓丝刚度低，其余类型的镍钛合金弓丝的滞后曲线表明其刚性较大，显然L-H弓丝有明显的机械学优势。由于LH丝镍钛成分中钛的含量比例较一般镍钛弓丝高，因此将其称之为钛镍丝，并有实验证明其吸震效果较强。LH镍钛丝的另一个特点是可以弯制，并可以用热处理仪器加热定型，因此LH镍钛丝也可以从排齐整平、打开咬合到关闭间隙，以及最后的完成阶段，上下各一条弓丝即可以完成治疗，只要每一个阶段将弓丝取出弯好所需的形状，再用热处理仪器将之定形，加强硬度即可。目前在临床上使用L-H弓丝进行扩弓治疗，矫治开颌、偏颌以及反颌，因其力量的持续稳定和柔和，效果较好。同时常常配合使用J钩来改善弓丝较软的不足。虽然MEAW技术对于矫治以上错颌也有理想的效果，但繁复的弓丝弯制常使许多医师望而却步。因此有些医师改采用与力学系统类似的摇椅型镍钛弓丝加上前牙垂直牵引，虽然这样也有类似的效果，但总觉得与MEAW比较时，各个独立的牙移动的方面不如MEAW技术，原因在于摇椅型镍钛丝是一条连续的弓丝，并且亦没有办法弯折。因此，托槽粘接的角度与弓丝的摇椅曲度决定了每一颗牙齿的角度，不像MEAW技术中每一个牙齿的角度较有个别调整的空间。使用LH镍钛弯上摇椅，再用弓丝成形器在口内弯折后倾弯或者前倾弯，效果相当理想。

镍和钛的金属合金，具有两种特性：形状记忆效应和超弹性

二氧化氯对家禽的影响研究论文

是有影响的，因为它里面含有过量的氯元素，氯元素对人的身体是有伤害的，如果摄入过多的氯元素甚至可以导致中毒，我们也是一样，所以是说千万不要让他过多了，这样的话对猪是有影响的。

最佳回答：只要控制好二氧化氯的用量，处理好二氧化氯残留，水消毒后达到饮用水的标准就可以给猪饮用，如果是个人操作不建议 ...

二氧化氯(ClO2)又称百毒清。二氧化氯既是一种氧化剂，又是一种含氯制剂。继第一代消毒剂漂白粉、第二代消毒剂优氯精、第三代强氯精后，被称之为第四代消毒剂。是世界公认并得到世界卫生组织确认的A1级广谱、安全、高效消毒剂。是目前水产养殖中一种新型消毒剂。已广泛应用于水产养殖中的病害防治。二氧化氯含有效氯含量是漂白粉的9倍、是二氯异氰尿酸的倍。一、二氧化氯在水产养殖业上应用的好处1、二氧化氯易溶于水，消毒作用不受水质酸碱度的影响。2、二氧化氯能有效地杀灭水中的细菌、病毒、真菌、细菌芽胞及噬菌体。在水中，由于二氧化氯的有效成分分子与病毒的衣壳蛋白之间有吸附作用，致使病毒颗粒表面聚集了高浓度的消毒分子，从而加强了它的杀灭作用。二氧化氯在pH6—10范围内均能发挥良好的灭菌作效果，在的水中，灭菌速度比氯快20多倍。二氧化氯除酚臭作用特别强，并且可使水中的致癌物3，4—苯芘氧化成无致癌性的醌式结构。3、二氧化氯的杀菌能力较氯为强，杀菌作用较氯为快，杀菌持效性是氯的10倍以上，且剩余剂量的药性持续时间也较长。实验表明，用毫克/升作用30分钟能杀死几乎100%的微生物，而剩余的二氧化氯浓度尚有毫克/升。在施用过程中，并不产生有机氯等有毒副作用的物质，因此对鱼虾无刺激作用，不影响鱼虾摄食和正常发育。不损害浮游生物，能改善水质，除臭防腐，是真正的绿色消毒剂。4、—3毫克／升浓度的二氧化氯制剂可使养殖水体中细菌总数下降92%以上，并可增加养殖水体中的溶解氧，对无机氮盐的影响不明显，毫克／升的二氧化氯制剂对浮游植物无明显影响；毫克／升以下对水体中的浮游动物水蚤的影响不明显。3毫克／升可抑制浮游植物的繁殖和生长；毫克／升以上的浓度可影响浮游动物水蚤的繁殖和生存。在对水质的影响方面，二氧化氯制剂也优于其它的含氯消毒剂。二、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用1、二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、芽孢、配水管网中的异养菌、硫酸盐、还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。2、二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度有关，是温度(1/T)的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。3、二氧化氯杀灭病毒的作用比臭氧(O3)和氯有效。在洪水期间，二氧化氯对水中柯萨奇(肠道)病菌、人类肠道病毒、疱疹病毒、新城病毒、噬菌体、牛痘病毒、脊髓灰质炎病毒等众多病毒，均有很好的杀灭效果。如果使用剂量为毫克/升的二氧化氯，可在几分钟内将水中病毒杆菌杀灭，比氯要有效的多。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果，如果使用二氧化氯毫克/升，便可将微生物甲壳类中的水生二节虱类杀灭，而用氯杀灭则需—毫克/升。4、二氧化氯对水处理系统中的沉淀、澄清、过滤设备以及配水管网中的藻类异养菌、铁细菌、硫酸盐及还原菌等，都有较好的去除杀灭效果，投加二氧化氯将有利于水处理设施的运行和维护。综合以上两方面的因素以及我国的实际情况来看，二氧化氯消毒具有比较好的效果和广阔的前途。三、二氧化氯的不利影响二氧化氯在碱性条件下，会发生歧化反应(但是在一般水处理消毒过程中不会产生)。歧化反应所产生的氯酸盐(ClO3-)和亚氯酸盐(ClO2-)都会产生某些毒性物质。这两种化合物都会在动物体内产生过氧化氢，把血红朊氧化成没有颜色的正铁血红朊，造成溶血性的贫血。当然这些危害只有当氯酸盐和亚氯酸盐在动物体内大量积累，才会产生，一般使用二氧化氯作为消毒剂的情况下，不太会产生。总之，二氧化氯作为消毒剂替代氯，有很多有利的方面，但对它所生成的各种副产物的毒理作用也必须给与充分的注意，并作深入的研究。

专业的自来水厂就是用二氧化氯消毒的，只要控制好二氧化氯的用量，处理好二氧化氯残留，水消毒后达到饮用水的标准就可以给猪饮用，如果是个人操作不建议

氧气对纸张老化的影响研究论文

我个人觉得是真的氧气确实会让我们变老，因为很多化学反应都是因为氧气的记录才发生了氧化。

纸张和书画放置的时间久了就会发黄是因为纸张被氧化的缘故。我们知道，氧气是我们不可缺少的气体，但它也是具有巨大破坏性的“杀手”，它可以让大部分在空气中放久了的物质变质。这种因为受到空气中的氧气影响而变质的现象被称为“氧化”。书本在空气中放置时间长了也难逃氧化，显著的变化就是失去原来的白色而变黄，书皮则由于大面积接触空气而变得更黄，报纸则比其他纸类更容易被氧化，其原因是在造纸过程中，为了防止墨水散开，必须要对用树木制成的纸纤维进行特殊处理，通常会涂上俗称白矾的“硫酸铝”混合物，这种物质特别容易氧化。所以在高温或潮湿的环境中，纸张就会褪色，而且有味道，较易腐烂。不仅是古书，我们看过的古画也是同样的命运。现在，为了更好地保护书籍，有很多纸类事先会做一遍防氧化的化学处理，需要长久保存的书就要使用这种特殊纸张了。

氧气，空气主要组分之一，比空气重，标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为克/升。无色、无臭、无味。在水中溶解度很小。压强为101kPa时，氧气在约-183摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。氧分子具有顺磁性中文名：氧气 英文名：Oxygen或Oxygen gas 化学式：O₂ CAS号：7782-44-7 EINECS号：231-956-9 相对分子质量：32 物理性质：常温下无色无味气体 熔点：-218℃（标准状况）<-218℃淡蓝色雪花状的固体 沸点：-183℃（标准状况）<-183℃淡蓝色液体 >-183℃ 无色无味 密度： 液氧的密度：1140kg/m3（） 溶解度：不易溶于水标准大气压下1L水中溶解30mL氧气

通常纸张的保管期不宜超过一年以上，即使保管纸张的条件再好，纸张储存过久，也会变色、变质。如纸张存放时间在两年以后，铜板纸就会发黄、脱粉；新闻纸变黄、变脆；包装纸变色、强度降低；黄板纸和箱板纸会发霉变质等等。

纸张酸碱性对其老化速率影响很大，酸性越强纸张老化速度越快。因此，要避免纸质文献接触酸性物质；对于本身酸化严重的纸质文献可进行脱酸处理。

相对湿度对于纸张老化有双向影响，相对湿度越高，纸张老化越快；但是相对湿度过低时，纸张会发生脆化、翘曲等物理损伤，并且相对湿度波动比不理想的湿度值对纸张性能的损伤更大。通常，纸质文献宜保存在40%-60%相对湿度范围内容易达到和维持全年稳定的值。

温度波动会引起相对湿度波动，所以温度稳定对纸张保护很重要，纸质文献保存适宜的温度为20℃左右。光照对于纸张老化危害严重且具有累积性，紫外线对于纸张的破坏最强，红外线能够引起热效应。纸质文献必须隔绝阳光，使用不含紫外线和红外线的灯具照明，且尽可能缩短光照时间。

氧化镁对绿色环保的影响研究论文

氧化镁是无毒无味的，不过由于它属于粉尘类长期工作应注意防尘以免得“吸肺病”。氯化镁虽是化工产品它也可作食品添加剂，它没有灰尘，所以不要过度担心，不过对铁有腐蚀性，对人体没有作害。

活性氧化镁不但没有影响，反而氧化镁可以用于污水治理，中和废酸

氧化镁氧化镁国内年产量在1200万吨左右。系测定煤中的硫和黄铁矿及钢中的硫和砷。用作白色颜料的标准。轻质氧化镁主要用作制备陶瓷、搪瓷、耐火坩锅和耐火砖的原料。也用作磨光剂粘合剂url]涂料]和纸张的填料，氯丁橡胶和氟橡胶的促进剂和活化剂。与氯化镁等溶液混合后，可制成氧化镁水调。医药上用作抗酸剂和轻泻剂，用于胃酸过多胃和二指肠溃疡病．化学工业中用作催化剂和制造镁盐的原料。也用于放璃、染粕、酚醛塑料等的制造。重质氧化镁碾米工业中用于烧制粉磨和半滚筒。建筑工业用于制造人造化学地板人造大理石防热板隔音板塑料工业用作填充料。还可用于生产其他镁盐。用于橡胶、塑料、电线、电缆染料、油漆、玻璃、陶瓷、化学试剂、医药、食品添加剂等.图书馆中用于防止书籍被酸腐蚀；用于导线的绝缘皮；用于治疗胃灼热、胃酸和酸性消化不良；用作短效轻泻剂；用作镁补充剂；因其难熔，可用作熔炉衬里；在比色法中用作白色的参照物；（发射率约为）压细的氧化镁可用作光学涂料。涂层厚度在300纳米至7毫米之间时，涂层是透明的。1毫米厚的涂层折射率为。用于攀石用途，可吸手汗,注意:吸入氧化镁烟能导致金属烟雾病.主要用于配制内服药剂以中和过多的胃酸。常用的制剂有：镁乳——乳状液；镁盖片——每片含,；制酸散——氧化镁和碳酸氢钠混合制成的散剂等。氧化镁的含量和活性在一段范围内是成正比而超出了这段范围就成反比了!现在的氧化镁被大部分人误解为就是轻烧粉,其实这种理解是错误的,轻烧粉可以说成是氧化镁的一种,它的别名又叫轻烧镁,轻烧氧化镁,菱苦土,苦土粉(日语的译音),镁钙粉(因为轻烧粉里面含有氧化钙)在建材行业轻烧粉中的氧化钙含量越低越好的!性质：白色轻松粉末，无味，暴露在空气中，容易吸收水份和二氧化碳，本品溶于酸和铵盐，不溶于水和乙醇，熔点2800，沸点3600，氧化镁有高度耐火绝缘性能,熔点很高。氧化镁氧化镁的主要用途之一是作为阻燃剂的使用，传统阻燃材料，广泛采用含卤聚合物或含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物。但是一旦发生火灾，由于热分解和燃烧，会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，从而妨碍救火和人员疏散、腐蚀仪器和设备。特别是人们发现火灾中的死亡事故有80%以上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的，因而除了阻燃效率外，低烟低毒也是阻燃剂必不可少的指标。我国阻燃剂工业发展极不平衡，氯系阻燃剂所占比例较重，为各阻燃剂之首，其中氯化石蜡占垄断地位。但氯系阻燃剂作用时释放出有毒气体，这与现代生活所追求的无毒高效存在很大距离。因此为了顺应世界阻燃剂低烟雾、低毒性和无公害的发展趋势，氧化镁阻燃剂的开发、生产和应用势在必行。从目前掌握的情况来看氧化镁作为阻燃剂具有非常广阔的发展前景，随着对传统阻燃剂的替代作用越来越被重视氧化镁的市场前景也将更加光明。氧化镁的另一用途是可以用作中和剂，氧化镁碱性，吸附性能好，可以用作作含酸废气、废水处理、含重金属及有机物废液处理等的中和剂，随着环保要求的提高，国内需求增长迅速。

钛及钛合金的锻造工艺研究论文

1975-1978年：毕业于大连理工大学铸造专业获学士学位1978-1981年：毕业于哈尔滨工业大学铸造专业获硕士学位1981-1985年：毕业于哈尔滨工业大学铸造专业获博士学位1985-1987年：哈尔滨工业大学金属工艺系讲师1987-1991年：哈尔滨工业大学金属工艺系副教授1994-1999年：哈尔滨工业大学材料工程系教授1999-目前 ：哈尔滨工业大学材料科学与工程学院材料工程系博士生导师 国务院材料科学与工程材料加工学科通讯评委；中国机械工程学会理事；全国铸造学会理事；黑龙江省机械工程学会副秘书长；黑龙江省欧美同学会常务理事；哈尔滨市留学归国人员联谊会常务理事；国家自然科学基金材料科学与工程学部通讯评委；稀有金属材料与工程杂志编委；哈尔滨工业大学学报编委。 他对稀土及钛硼在铝合金凝固过程中的行为进行了深入的研究，取得了优良的成绩。在国内首次提出了盐类细化剂在熔体中的富钛区物理模型，对异项形核理论有所发展。其次，建立了稀土铝合金强度极限与二次枝晶间距之间的数学关系，并发现了铈对铝合金液、固相线的影响，以及新的 AL3CU4CE相。发表论文20余篇。他的研究工作在学术上已达到国际水平。在改进铸造铝合金组织及性能方面已生产积极效果，具有一定的经济效益及社会效益。 中国期刊全文数据库 共134篇[1]徐丽娟；于宏宝；黄玉东；肖树龙；陈玉勇；.牙科用Ti-Cr合金的显微组织及性能[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[2]赵而团；孔凡涛；肖树龙；陈艳飞；陈玉勇；.IMI834高温钛合金熔模铸造充型性能[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[3]陈艳飞；陈玉勇；田竟；肖树龙；徐丽娟；.离心熔模精铸TiAl合金与ZrO_2型壳的界面反应[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[4]孔凡涛；张树志；陈玉勇；.Ti-46Al-2Cr-4Nb-Y合金的高温变形及加工图[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[5]杨非；陈玉勇；孔凡涛；肖树龙；徐丽娟；.包套锻造对合金组织和性能的影响[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[6]肖树龙；于宏宝；韩杰才；徐丽娟；陈玉勇；.机械合金化与放电等离子烧结制备(Cr,Nb,B,Ta）合金[J]中国有色金属学报.2010,(S1）[7]陈玉勇；杨非；孔凡涛；肖树龙;.Constitution modeling and deformation behavior of yttrium bearing TiAl alloy[J]Journal of Rare ,(02）[8]王录才；陈玉勇；游晓红；王芳；武建国；.三明治复合结构泡沫铝的制备及界面组织分析[J]粉末冶金技术.2010,(06）[9]朱洪艳；吴宝昌；张东兴；李地红；陈玉勇；.孔隙对碳纤维/环氧复合材料层合板层间剪切疲劳性能的影响[J]复合材料学报.2010,(06）[10]杨非；陈玉勇；蔡一湘；孔凡涛；肖树龙；.β型γ-TiAl合金的制备及其反常屈服行为研究[J]材料研究与应用.2010,(04）中国专利全文数据库 共32篇[1]陈玉勇；孔凡涛.含元素钇的TiAl金属间化合物板材的制备方法[P]..哈尔滨工业大学.2007-08-08[2]孔凡涛；陈玉勇.叠层轧制-扩散复合制备钛合金/TiAl合金复合板材的方法[P]..哈尔滨工业大学.2007-08-08[3]孔凡涛；陈玉勇；杨非.三维网状结构Ti2AlC增强的TiAl基复合材料及其制备方法[P]..哈尔滨工业大学.2007-08-08[4]陈玉勇；孔凡涛.一种用元素粉末制备TiAl合金复合板材的方法[P]..哈尔滨工业大学.2007-08-08[5]孔凡涛；陈玉勇.一种预合金化粉末制备TiAl合金复合板材的方法[P]..哈尔滨工业大学.2007-08-08[6]陈玉勇；田竞；孔凡涛；卢玉红；陈艳飞；王惠光；肖树龙；徐丽娟.铸造钛及钛铝基合金陶瓷型壳的背层涂料及其制备方法[P]..哈尔滨工业大学.2008-01-09[7]陈玉勇；田竞；卢玉红；孔凡涛;王惠光；刘志光；肖树龙；徐丽娟；陈艳飞；周浩.铸造钛及钛铝基合金多孔陶瓷型壳的制备方法[P]..哈尔滨工业大学.2008-01-16[8]刘志光；张玉梅；陈玉勇.钛/羟基磷灰石生物复合材料及其制备方法[P]..哈尔滨工业大学.2008-02-20[9]李庆春；陈玉勇；李战江.铝-钛-硼-稀土中间合金及熔制方法[P]..哈尔滨工业大学.1990-02-14[10]陈玉勇；贾均；马顺龙.一种氯化稀土变质剂[P]..哈尔滨工业大学.1990-10-17中国重要会议全文数据库 共6篇[1]李培杰；陈玉勇；贾均；.一种新型铝合金熔剂喷吹综合处理技术的研究[A].中国科学技术协会首届青年学术年会论文集（工科分册·上册）.1992-04-01[2]许庆彦；李庆春；陈玉勇；.多孔铝合金的成形工艺理论研究[A].Proceedings of the 4～（th) International Conference on Frontiers of Design and [3]陈玉勇；.钛合金及TiAl系金属间化合物的研究进展及发展趋势[A].人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集.2004-10-01[4]陈玉勇；肖树龙；李宝辉；司玉锋；.铸造钛合金及钛铝系金属间化合物的研究进展及发展趋势[A].2004中国铸造活动周论文集.2004-10-01[5]孔凡涛；陈玉勇；田竞；陈子勇；韩杰才；.钇对Ti-43Al-9V合金组织性能的影响[A].第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集.2004-06-30[6]徐丽娟；肖树龙；陈玉勇；.Mo含量对牙科用Ti-Mo合金显微组织及性能的影响[A].第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集⑸.2007-11-01承担国家科研项目 共1个[1]陈玉勇；.快速凝固TiAl-Cr-Nb-Y合金结构特征与组织性能的研究[A].哈尔滨工业大学;.项目经费 30万元.2006-03-27.资助文献数 2 篇

钛及钛合金铸件铸造生产工艺 钛及钛合金具有密度低，比强度高，耐腐蚀，线胀系数小，生物相溶性好等优异性能，在航空、航天、远洋运输、化工、冶金、医疗卫生等行业中都是不可缺少的结构材料。工业上最初应用的钛及钛合金制件都是变形件，随着其用量的增多和应用范围的扩大，变形反映出机械加工量大，材料利用率低，生产成本高等弊端，于是铸造技术由此发展起来。钛铸造是比较经济且又容易实现的近成形工艺。钛及钛合金在熔融状态下具有高化学活性，要与常用的各种耐火材料发生化学反应，熔炼和铸造成形难度很大，必须有其专用的造型材料和造型工艺以及专用的熔炼与铸造设备。 一）熔炼工艺： 我国的钛铸造90% 以上熔炼与铸造设备都采用真空自耗电极电弧凝壳炉加离心铸造。坩埚采用水冷铜坩埚，钛液的最大浇注量为500 kg。 自耗电极电弧熔炼法是以钛或钛合金制成的自耗电极为阴极，以水冷铜坩埚为阳极；大电流熔炼，钛电极的熔化速度远远大于钛的凝结速度，熔化了的电极以液滴形式进入坩埚，形成熔池；熔池表面被电弧加热，始终呈液态，底部和坩埚接触的四周受到循环水强制冷却，产生自下而上的结晶。这种方法具有结构简单、维持费用低、大型化容易等优点，缺点是浇注温度难以调节和控制，一停弧后，金属液必须在3~5秒内全部从坩埚倒出，否则温度急剧下降，金属液过热度不高，使得液体流动性和补缩能力较差。自耗电极电弧熔炼对电极的质量要求很高，要求电极内部组织致密。熔炼过程中危险性较大，稍微操作不慎将会出现电弧损坏坩埚，造成坩埚外壁强制冷却的循环水进入坩埚，污染钛液，水蒸气损坏真空泵系统。 二）铸造型腔工艺： 钛合金铸造的造型工艺主要有金属型、机加工石墨型、金属面层陶瓷型壳、氧化物陶瓷型壳。 1）金属型 金属型在钛合金铸造领域中，用作铸型的金属材料主要有铜、钢、铸铁、钨、钼等，与石墨加工型一起统称为硬模系统。由于存在着工艺上的分型等难点，这种方法很难制造出复杂形状的钛铸件，而大多只在特定的铸件上使用。 2）石墨型 机加工石墨型强度高，退让性不好，对液态钛要产生激冷，常使铸件表面产生裂纹和冷隔，生产成本高、生产周期长。石墨孔隙较大，容易吸潮，所以机加工石墨型使用前必须进行除油、除气处理，否则铸件表面氧化现象严重。铸件尺寸比较大，壁比较厚（≥5mm），形状简单，所需数量只有一件或几件。选择机加工石墨型。 3）陶瓷型 （1）金属面层陶瓷型壳采用难熔金属钨粉作为耐火材料，金属钨的熔点高，与钛液接触时化学稳定性好，但是钨粉应具有较高的纯度，杂质含量不能超过规定标准，否则将影响钛铸件的品质。钨面层熔模型壳必需采用溶剂脱蜡，而且在特制的脱蜡槽中进行，对人体健康有很大的伤害，同时也污染环境。钨面层型壳高温焙烧必须在还原性气氛下进行，脱蜡后沉积在型壳外貌上的模料灰分很难烧化，在浇注时很容易与液钛反应，在铸件外貌形成气孔。涂料浆工艺性能不好，悬浮性差，涂料浆寿命短，保存困难，价格昂贵。 （2）氧化物陶瓷型壳是将惰性氧化物做为面层型壳耐火材料。各种氧化物材料按其对熔融钛合金的化学稳定性由低到高排列的顺序如下：SiO2、MgO、Al2O3、CaO、ZrO2、Y2O3、ThO2。ThO2由于具有放射性已基本不用。CaO容易吸潮，所以阻碍了它的应用。现在，用作熔模铸造型壳面层和邻面层的材料主要是Y2O3、ZrO2。 未经稳定化处理的ZrO2不能做为铸钛的造型材料，因为它会发生同素异形体转变，常温下为单斜晶体，高温下为四方晶体，温度更高则转变为立方晶体，单斜晶体转变为四方晶体时，伴随着9%左右的体积变化，使型壳发生开裂。通常采取向ZrO2 中加入4%~8%的CaO，经高温电熔或煅烧后就可以得到稳定的ZrO2 固溶体（也有用Y2O3稳定），工业上大多采用电熔ZrO2。 Y2O3 同ZrO2 一样，必须经过高温稳定化处理后才能用作钛合金造型材料。Y2O3 陶瓷型壳具有热导率低、强度高等优点，浇注出的铸件表面质量好，但Y2O3价格比较昂贵，来源困难。 我国的铸钛工业发展比较快，近几年来新增加了一些铸钛生产厂。目前，全国的铸钛生产厂、研究所已经将近20 个，新增的钛铸造厂也都将产品定位在钛熔模精密铸件上，陕西锦瀚稀贵金属有限公司常年与哈尔滨工业大学、西安交通大学、西北工业大学进行技术交流合作，致力于钛、镍、锆及其合金的精密铸件生产，形成以精密铸造为主、机加工石墨型为辅的生产模式。 随着钛及钛合金铸造技术的发展和日益成熟，加上热等静压（HIP）技术的诞生和在钛合金铸件方面的成功应用，较好的解决了铸件的质量问题，提高了铸件的可靠性。从20世纪80年代以后，钛及钛合金铸件在航空、航天及其他方面的应用每年以20%的速度递增。铸造工艺方面，目前已经由单件铸造发展到几件或几十件零件组合成的大型整体铸件。应用范围已经从早期的受力不大的非关键静止结构件发展到成为航空发动机中的构件组成部分，完全取代了一些变形钛合金、铝合金、钢件。 随着航空发动机对推重比和刚度要求的提高，要求其中的一些关键钛合金构件做成大型复杂薄壁的整件精铸件。一些先进的航空大型涡轮发动机风扇机匣、中介机匣、前机匣、压缩机机匣等都开始使用钛合金精铸件。大型客机的导风管、隔热屏、支架、框架、耳轴、支撑架、刹车壳体、等也都以钛合金精铸件替代原来的构件。 军用飞机方面，钛合金铸件的使用也逐步在增加，如：支座、框架、支架、制动勾、机翼上受力物件、方向舵转动装置支架、变速装置壳件、吊架支撑附件等，实践证实了钛合金铸件在飞机上的应用是成功、可靠的。不仅如此，在生产成本上，由于使用了钛合金铸件，使飞机的某些机构的设计、加工、紧固、装配等都变得比原来未使用钛合金铸件时的机构简化了，从而大大降低了飞机的制造成本。钛合金铸件在航天领域中主要用于导弹、航天飞机飞船、人造卫星。其应用部位主要为：导弹壳体、尾翼、舵翼及连接座等，航天飞机和飞船支架、框架、支座、附件、壳体等，由于钛合金铸件具有高的刚性、轻的重量和光学玻璃相当的热膨胀系数，也应用于人造卫星及其他光学仪器的托框、基座、连结架以及壳体等。 钛及钛合金铸件在日常工业生产方面也有着广泛的应用领域。由于钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能，是化工及其他耐腐蚀工业的不可替代的材料。广泛应用于化工、造纸、石油、制碱、冶金、农药等工业。主要应用产品是以工业纯钛和钛—钯合金为材质的铸造钛泵、钛风机，各种不同类型的阀门，如：截止阀、球阀、旋塞阀、闸阀、蝶阀、止回阀等。 随着人们生活水平的提高和对健康质量要求的提升，钛合金以其高的疲劳强度，和人体超强的亲和力等诸多优点，也被越来越多的用在医疗卫生领域。如：铸造钛合金髋关节修复件、膝关节修复件、人体假肢、口腔修复等等。运动器械领域钛合金精密铸件的用量非常巨大，如：自行车配件，高尔夫球头。尤其是钛合金高尔夫球头市场容量最为巨大，但铸造工艺比较复杂。 目前，钛及钛合金铸件的使用范围还在扩展，更多的应用领域也在相继研究，但还存在着一些问题：1.合金品种少、牌号少，基本上常用的钛合金都是工业纯钛铸件和TC4合金铸件。2.铸件应用范围小，大部分铸件都用在了石油化工行业（工业纯钛铸件），航空、航天领域应用很少，致使我国钛铸造工业的工艺和技术水平难以提高。3.造型工艺普遍落后，大部分厂家都是用石墨型造型工艺（机加工石墨型和捣实石墨型），而熔模精密铸造应用很少。铸造出的铸件表面比较粗糙。4.熔炼设备基本上都为真空自耗电极电弧凝壳炉，熔炼过程危险性较高，熔化金属液过热度不高，造成铸件表面易产生流痕、冷隔等缺陷，薄壁零件成形困难。 为改善我国钛铸造工业生产的落后状态，提高我国铸钛工业的整体工艺和技术水平，还需进行以下几方面的研究：1.改进现有的造型工艺，研究新的粘结剂和造型材料，简化工艺，缩短生产周期，降低生产成本。2.研究和发展新的熔炼和铸造设备及其技术，提高金属液的过热度，改善和提高铸造钛液的流动性和充型补缩能力，为研制大型复杂薄壁整体精铸件创造有利条件。3.进一步扩大计算机模拟凝固技术在钛合金铸造中的应用，以提高铸件质量，减小铸件的废品率。4.研究和发展钛合金铸件的各种热处理工艺和热化学处理技术，以改善钛合金铸件的微观组织结构，提高铸件的力学性能。5.熔模铸造只能生产中小型铸件，应寻求一种生产更大型、更净形、更高效铸件的造型工艺，提高钛合金铸件的生产能力。

钛的热处理方法 一.钛的基本热处理: 工业纯钛是单相α 型组织,虽然在890℃以上有α-β 的多型体转变,但由于 相变特点决定了它的强化效应比较弱,所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的 机械强度.工业纯钛唯一的热处理就是退火.它的主要退火方法有三种：1 再结 晶退火 2 消应力退火 3 真空退火.前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应, 以恢复塑性和成型能力. 工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大.图2-26 所示为经不同冷加 工后,TA2 屈服强度的升高,因此在钛材生产过程中,经冷、热加工后,为了恢 复塑性,得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能,应进行再结晶退火.工业纯 钛的再结晶温度为550-650℃,因此再结晶退火温度应高于再结晶温度,但低于 α-β 相的转变温度.在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能（因高于700℃ 的退火将引起晶粒粗大,导致机械性能下降）.退火材料的冷加工硬化一般经 10-20 分钟退火就能消除.这种热处理一般在钛材生产单位进行.为了减少高温 热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气,目前一般钛 材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理. 为了消除钛材在加工过程（如焊接、爆炸复合、制造过程中的轻度冷变形） 中的残余应力,应进行消应力热处理. 消应力退火一般不需要在真空或氩气气氛中进行,只要保持炉内气氛为微氧 化性即可. 二.钛及钛合金的热处理: 为了便于进行机械工业加并得到具有一定性能的钛和钛合金,以满足各种 产品对材料性能的要求,需要对钛及钛合金进行热处理. 1．工业纯钛（TA1、TA2、TA3）的热处理 α-钛合金从高温冷却到室温时,金相组织几乎全是α 相,不能起强化作用, 因此,目前对α-钛只需要进行消应力退火、再结晶退火和真空退火处理.前 两种是在微氧化炉中进行,而后者则应在真空炉中进行. （一）消应力退火 为了消除钛和钛合金在熔铸、冷加工、机械加工及焊接等工艺过程中所产生 的内应力,以便于以后加工,并避免在使用过程中由于内应力存在而引起开裂破 坏,对α-钛应进行消除应力退火处理.消除应力退火温度不能过高、过低,因为 过高引起晶粒粗化,产生不必要的相变而影响机械性能,过低又会使应力得不到 消除,所以,一般是选在再结晶温度以下.对于工业纯钛来说,消除应力退火的 加热温度为500-600℃.加热时间应根据工件的厚度及保温时间来确定.为了提 高经济效果并防止不必要的氧化,应选择能消除大部分内应力的最短时间.工业 纯钛消除应力退火的保温时间为15-60 分钟,冷却方式一般采用空冷. （二）再结晶退火（完全退火） α-钛大部分在退火状态下使用,退火可降低强度、提高塑性,得到较好的综 合性能.为了尽可能减少在热处理过程中气体对钛材表面污染,热处理温度尽可 能选得低些.工业纯钛的退火温度高于再结晶温度,但低于α 向β 相转变的温度 120-200℃,这时所得到的是细晶粒组织.加热时间视工件厚度而定,冷却方式 一般采用空冷.对于工业纯钛来说,再结晶退火的加热温度为680-700℃,保温 时间为30-120 分钟.规范的选取要根据实际情况来定,通常加热温度高时,保 温时间要短些. 需要指出的是,退火温度高于700℃时,而且保温时间长时,将引起晶粒粗 化,导致机械性能下降,同时,晶粒一旦粗化,用现有的任何热处理方法都难以 使之细化.为了避免晶粒粗化,可采取下列两种措施： 1）尽可能将退火温度选在700℃以下. 2） 退火温度如果在700℃以上时,保温时间尽可能短些,但在一般情况下, 每mm 厚度不得少于3 分钟,对于所有工件来讲,不能小于15 分钟. （三）真空退火 钛中的氢虽无强化作用,但危害性很大,能引起氢脆.氢在α-钛中的溶解 度很小,主要呈TiH2 化合物状态存在,而TiH2 只在300℃以下才稳定.如将α- 钛在真空中进行加热,就能将氢降低至以下.当钛中含氢量过多时需要除 氢,为了除氢或防止氧化,必须进行真空退火.真空退火的加热温度与保温时间, 与再结晶退火基本相同.冷却方式为在炉中缓冷却到适当的温度,然后才能开炉, 真空度不能低于5×10-4mmHg. 二．TC4（Ti-6Al-4V）的热处理 在钛合金中,TC4 是应用比较广泛的一种钛合金,通常它是在退火状态下 使用.对TC4 可进行消除应力退火、再结晶退火和固溶时效处理,退火后的组织 是α 和β 两相共存,但β 相含量较少,约占有10%.TC4 再结晶温度为750℃. 再结晶退火温度一般选在再结晶温度以上80~100℃（但在实际应用中,可视具 体情况而定,如表5-26）,再结晶退火后TC4 的组织是等轴α 相+β 相,综合性 能良好.但对TC4 的退火处理只是一种相稳定化处理,为了充分民掘其优良性 能的潜力,则应进行强化处理.TC4 合金的α+β/β 相转变温度为980~990℃,固 溶处理温度一般选在α+β/β 转变温度以下40~100℃（视具体情况而定,如表5-26 所示）,因为在β 相区固溶处理所得到的粗大魏氏体组织虽具有持久强度高和断 裂韧性高的优点,但拉伸塑性和疲劳强度均很低,而在α+β 相区固溶处理则无此 缺点. 规 范 类 型 温 度（℃） 时间（min） 冷 却 方 式 消除应力退火 550~650 30~240 空 冷 再结晶退火 750~800 60~120 空冷或随炉冷却至590℃后空冷 真空退火 790~815 固溶处理 850~950 30~60 水 淬 时效处理 480~560 4~8h 空 冷 时效处理是将固溶处理后的TC4 加热到中等温度,保持一定时间,随后空冷. 时效处理的目的是消除固溶处理所产生的对综合性能不利的α’相.固溶处理所产 生的淬火马氏体α’,在时效过程中发生迅速分解（相变相当复杂）,使强度升高, 对此有两种看法： 1.认为由于α’分解出α+β,分解产物的弥散强化作用使TC4 强度升高. 2.认为在时效过程中,β 相分解形成ω 相,造成TC4 强化. 随着时效的进行,强度降低,对此现象也有两种不同的观点： 1．β 相的聚集使强度降低（与上述1 对应）. 2．ω 相的分解为一软化过程（与上述2 对应）. 时效温度和时间的选择要以获得最好的综合性能为准.在推荐的固溶及时效 范围内,最好通过时效硬化曲线来确定最佳工艺（如图5-28 所示.此曲线为TC4 经850℃固溶处理后,在不同温度下的时效硬化曲线）.低温时效（480-560℃） 要比大于700℃的高温时效好.因为在高温时的拉伸强度、持久和蠕变强度、断 裂韧性以及缺口拉伸性能等各方面,低温时效都比高温时效的好. 经固溶处理的TC4 综合性能比750-800℃ 退火处理后的综合性能要好. 需要指出的是,TC4 合金的加工态原始组织对热处理后的显微组织和力学性 能有较大的影响.对于高于相变温度,经过不同变形而形成的网兰状组织来说, 是不能被热处理所改变,在750~800℃退火后,基本保持原来的组织状态；对于 在相变温度以下进行加工而得到的α 及β 相组织,在750-800℃退火后,则能得 到等轴初生α相及转变的β相.前者的拉伸延性和断面收缩率都较后者低；但耐 高温性能和断裂韧性、抗热盐应力腐蚀都较高. 四． 的热处理 是稳定β 型单相固溶合金,只需进行消除应力退火处理, 退火温度为750~800℃,保温一小时,冷却方式采用空冷、炉冷均可. 五．热处理中的几个问题 （一）污染问题 钛有极高的化学活性,几乎能与所有的元素作用.在室温下能与空气中的氧 起反应,生成一层极薄的氧化膜,氧化速率很小.但在高的温度下,除了氧化速 率加快并向金属晶格内扩散外,钛还与空气中的氢、氮、碳等起激烈的反应,也 能与气体化合物CO、CO2、H2O、NH4 及许多挥发性有机物反应.热处理金属元 素与工件表面的钛发生反应,使钛表面的化学成分发生变化,其中一些间隙元素 还能透过金属点阵,形成间隙固溶体.况且除氢以外,其他元素与钛的反应是不 可逆的.即使是氢,也不允许在最终热处理后,进行高温去除.间隙元素不仅影 响钛和钛合金的力学性能,而且还影响α+β/β 转变温度和一些相变过程,因此, 对于间隙元素,尤其是气体杂质元素对钛和钛合金的污染问题,在热处理中必须 引起重视. （二）加热炉的选择 为在加热过程中防止污染,必须对不同要求的工件采取不同的措施.若在最 后经磨削或其他机械加工能将工件表面的污染层去除时,可在任何类型的加热炉 中进行加热,炉内气氛呈中性或微氧化性.为防止吸氢,炉内应绝对避免呈还原 性气氛.当工件的最后加工工序为热处理时,一定要采用真空炉（真空度要求在 1×10-4mmHg）或氩气气氛（氩气纯度在以上并且干燥）的加热炉中进行 加热.热处理完毕后,必要时用30%的硝酸加3%的氢氟酸其余为水,在50℃温 度下对工件进行酸洗,或轻微磨削,以除去表面污染层. （四）加热方法 在热处理进行以前,首先要对加热炉炉膛进行清理,炉内不应有其他金属或 氧化皮；对于工件,则要求表面没有油污、水和氧化皮. 用真空炉对钛工件进行加热是防止污染的一种有效方法,但由于目前条件所 限,许多工厂还是采用一般加热炉.在一般加热炉中加热,根据需求的不同采用 不同的措施防止污染,比如： 1．根据工件的大小,可装在封闭的低碳钢容器中,抽真空后进行加热.若无真 空泵可通入惰性气体（氩气或氦气）进行保护,保护气体要多次反复通入、 排出,把空气完全排净. 2．使用涂层也是热处理中保护钛免遭污染的措施之一,在国外已取得一定的经 验.国内一些工厂也在采用高温漆和玻璃涂料作涂层.有人认为,目前对钛 所用的各种保护涂层,只能减少污染的深度,并不能完全免除污染.对每种 热处理,必须考虑允许的污染深度,选择合适有效的涂层,其中也包括热处 理后的剥离. 3．若用火焰加热,在加热过程中切忌火焰直接喷射在钛工件上,煤气火焰是钛 吸氢的主要根源之一.而用燃油加热,如若不慎将会引起钛工件过分氧化或 增碳. （五） 冷却 钛和钛合金热处理的冷却方式主要是空冷或炉冷,也有采用油冷或风扇冷却 的.淬火介质可用低粘度油或含3%NaOH 的水溶液,但通常使用最广泛的淬火 介质是水. 只要能满足钛和钛合金对冷却速度的要求.一般钢的热处理所采用的冷却装 置对钛都适用.