Տիտանի համաձուլվածքների աշխատանքային սկզբունքները և կիրառման բնութագրերը

Տիտանի համաձուլվածքները տիտանի-հիմնված համաձուլվածքներ են այլ մետաղական տարրերի հետ (օրինակ՝ ալյումին, վանադիում, քրոմ և մոլիբդեն): Իրենց գերազանց մեխանիկական հատկությունների և կոռոզիոն դիմադրության շնորհիվ դրանք լայնորեն կիրառվում են օդատիեզերական, կենսաբժշկական, ծովային ճարտարագիտության և այլ ոլորտներում։ Նրանց աշխատանքի սկզբունքը հիմնականում հիմնված է տիտանի եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների և ամրացման մեխանիզմների վրա, որոնք առաջանում են լեգիրումից հետո:

Տիտանի ատոմային կառուցվածքը տալիս է նրան բարձր կոնկրետ ուժ և ցածր խտություն: Նրա խտությունը միայն պողպատի 60%-ն է, սակայն նրա ամրությունը մոտենում է կամ նույնիսկ գերազանցում է որոշ լեգիրված պողպատների խտությունը: Տիտանի համաձուլվածքները ամրացվում են հիմնականում պինդ լուծույթի ամրացման, տեղումների ուժեղացման և աշխատանքային կարծրացման միջոցով: Օրինակ, ալյումինը և վանադիումը սովորական համաձուլվածքային տարրեր են: Ալյումինը բարձրացնում է տիտանի ամրությունը՝ պահպանելով լավ ամրությունը, մինչդեռ վանադիումը բարձրացնում է նրա կարծրությունը և մաշվածության դիմադրությունը՝ ձևավորելով նուրբ միջմետաղական միացություններ (օրինակ՝ TiAl3): Ավելին, տիտանի համաձուլվածքները պահպանում են կայուն մեխանիկական հատկություններ նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում՝ շնորհիվ իրենց բարձր հալման կետի (մոտ 1668 աստիճան) և գերազանց սողացող դիմադրության:

Տիտանի համաձուլվածքների կոռոզիոն դիմադրությունը բխում է խիտ օքսիդի թաղանթից (TiO2), որը ձևավորվում է դրանց մակերեսի վրա։ Այս թաղանթը արդյունավետորեն կանխում է հետագա օքսիդացումը և կոռոզիան՝ կայուն մնալով նույնիսկ ծովի ջրում և թթվային կամ ալկալային միջավայրում: Կենսաբժշկական ոլորտում տիտանի համաձուլվածքների կենսահամատեղելիությունը դրանք դարձնում է իդեալական նյութ արհեստական ​​հոդերի և ատամնաբուժական իմպլանտների համար, քանի որ դրանք չեն առաջացնում մերժում և ամուր կապ են ստեղծում ոսկրային հյուսվածքի հետ:

Մի խոսքով, տիտանի համաձուլվածքների աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է տիտանի բնորոշ հատկությունների և համաձուլվածքից հետո միկրոկառուցվածքային մանիպուլյացիայի վրա՝ հասնելով ամրության, կոռոզիոն դիմադրության և կենսահամատեղելիության միջև՝ բավարարելու բարձր արդյունաբերական և բժշկական ոլորտների խիստ պահանջները: