تعتبر ألياف التيتانيوم المعدنية مجالًا جديدًا في تطوير علم المواد. خاصة في مجالات الطائرات والبتروكيماويات والأمن القومي والصحة ، ركز الباحثون أكثر فأكثر في السنوات الأخيرة على إنشاء واستخدام الألياف المعدنية.
تُعرف المادة الليفية المصنوعة من الأسلاك المعدنية التي لها نسبة طول إلى قطر معينة بالألياف المعدنية. يمكنه أيضًا توسيع نطاق تطبيقاته عن طريق الألياف ، على افتراض أنه يرث الصفات المتأصلة في المادة المعدنية نفسها.
تتميز ألياف التيتانيوم بسلسلة من المزايا مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، مقاومة درجات الحرارة المنخفضة ، مقاومة التآكل ، الوزن الخفيف ، والقدرة الجيدة على امتصاص طاقة الصدمات. نتيجة لذلك ، تحتوي مواد ألياف التيتانيوم وألياف التيتانيوم المسامية على مجموعة واسعة من التطبيقات ويمكنها تحمل البيئات المعادية.
1. مادة تمتص الصوت
عندما تدخل الموجة الصوتية إلى المادة بهيكل فضفاض ومسامي ، فمن ناحية ، ستولد مقاومة لزجة بسبب احتكاك جزيئات الهواء ، ومن ناحية أخرى ، ستحول الطاقة الصوتية إلى طاقة حرارية من خلال التوصيل الحراري ، وذلك لتحقيق الغرض من امتصاص الصوت. مادة الألياف هي مادة ماصة للصوت مستخدمة على نطاق واسع. ويرجع ذلك إلى الأسباب التالية: من ناحية ، يحتوي على ثقب داخلي بفتحة من خلال فتحة يمكن أن تعزز الاحتكاك بين الموجات الصوتية وجزيئات الهواء لرفع المقاومة اللزجة ؛
بالإضافة إلى الخصائص الأساسية لمواد امتصاص الصوت للألياف ، تتمتع الألياف المعدنية بقوة عالية ، وموصلية حرارية جيدة ، ومقاومة للتآكل ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، كما أنها تتمتع بقدرات حماية كهرومغناطيسية مميزة للمواد المعدنية ، مما يسمح باستخدامها لأعلى تطبيقات درجة الحرارة والضغط العالي. يتم استخدامه كمادة بطانة صوتية للمحركات الهوائية عالية الضغط ، كمادة امتصاص الصوت تحت الماء بتردد منخفض ، وما إلى ذلك.
2. مواد التعزيز
لم يعد تطوير أداء مادة هندسية واحدة قادرًا على مواكبة متطلبات الأداء المتزايدة باستمرار بسبب التقدم في العلوم والتكنولوجيا. نتيجة لذلك ، أصبحت المواد المركبة بنسبة وطريقة معينة مجالًا مهمًا للبحث حاليًا.
نظرًا لمعاملها النوعي العالي ، والقوة النوعية العالية ، وقوة درجة الحرارة العالية ، ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة الزحف في درجات الحرارة العالية ، والوزن الخفيف والمزايا الأخرى. على الرغم من أن سبائك التيتانيوم والألومنيوم أصبحت واحدة من أفضل المواد للجيل القادم من مكونات المحرك الهوائي ، إلا أنها عرضة للتشقق وقوة منخفضة. مشكلة اللدونة في درجة حرارة الغرفة تحد بشدة من استخدام سبائك التيتانيوم والألومنيوم. يمكن أن يؤدي إدخال ألياف التيتانيوم في سبائك التيتانيوم والألومنيوم إلى منع انتشار وتوسيع الشقوق في مصفوفة سبائك التيتانيوم والألومنيوم ، ويمكن أن يزيد من تحسين القوة المحددة والمعامل المحدد لسبائك المصفوفة ، ويمكن أن ينسق داخل الحبيبات وبين الحبيبات عن طريق امتصاص التشوه . تشوه وتشديد سبيكة القاعدة.
سبائك التيتانيوم والتيتانيوم هي مواد طبية حيوية مناسبة جدًا نظرًا للمزايا التالية: (1) الوزن الخفيف والكثافة (20 درجة)=4. 5 جم / سم3، وتقليل العبء على جسم الإنسان بعد الزرع. (2) بالمقارنة مع مواد الزرع الأخرى ، لديها معامل مرونة أقل أقرب إلى العظام البشرية ، والتي يمكن أن تقلل من حماية العظام البشرية من الغرسات الأجنبية. (3) غير مغناطيسية ، لا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، إلخ. (4) غير سامة. (5) كمادة معدنية خاملة ، لديها توافق حيوي جيد مع العظام البشرية وأنسجة الخلايا والدم ، وليس لها رد فعل تحسسي ولا تلوث بشري. (6) التوافق الميكانيكي الجيد.
بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة أعلاه ، فإن المواد المسامية المصنوعة من ألياف التيتانيوم لها أيضًا استخدامات فريدة أخرى ، مثل إعداد المبادلات الحرارية عالية الكفاءة للاحتراق عالي الكفاءة ، وتحليل الترشيح ، والدرع الكهرومغناطيسي ، وغيرها من المجالات من خلال الاستفادة من نقل الحرارة بألياف التيتانيوم ملكيات.
باختصار ، تتمتع مواد ألياف التيتانيوم بمجموعة واسعة من التطبيقات نظرًا للمزايا الكامنة في معدن التيتانيوم نفسه وخصائص مواد الألياف ، مما يجعل من الممكن استخدامها في بعض الظروف الخاصة والقاسية ، وستكون لها إمكانات كبيرة في المستقبل . إمكانات وقيمة كبيرة للبحث والتطوير.
