Włókno tytanowe to nowa dziedzina w rozwoju materiałoznawstwa. Szczególnie w dziedzinie lotnictwa, petrochemii, bezpieczeństwa narodowego i zdrowia, w ostatnich latach naukowcy coraz bardziej skupiali się na tworzeniu i wykorzystywaniu włókien metalowych.
Włóknista substancja wykonana z drutu metalowego, która ma określony stosunek długości do średnicy, jest znana jako włókno metalowe. Może również rozszerzyć swoje zastosowanie poprzez rozwłóknianie, przy założeniu, że dziedziczy właściwości właściwe samej substancji metalowej.
Włókno tytanowe ma szereg zalet, takich jak odporność na wysoką temperaturę, odporność na niskie temperatury, odporność na korozję, lekkość i dobrą zdolność pochłaniania energii uderzenia. W rezultacie włókno tytanowe i materiały porowate z włókien tytanowych mają szerszy zakres zastosowań i są odporne na nieprzyjazne środowiska.
1. Materiał dźwiękochłonny
Gdy fala dźwiękowa wniknie w materiał o luźnej i porowatej strukturze, z jednej strony wygeneruje lepki opór na skutek tarcia cząsteczek powietrza, z drugiej strony przekształci energię dźwięku w energię cieplną poprzez przewodzenie ciepła, tak, aby osiągnąć cel pochłaniania dźwięku. Materiał włóknisty jest niezwykle szeroko stosowanym materiałem dźwiękochłonnym. Wynika to z następujących powodów: z jednej strony zawiera wewnętrzny otwór z otworem przelotowym, który może zwiększyć tarcie między falami dźwiękowymi a cząsteczkami powietrza w celu zwiększenia oporu lepkości;
Oprócz podstawowych właściwości włóknistych materiałów dźwiękochłonnych, włókno metalowe ma wysoką wytrzymałość, dobrą przewodność cieplną, odporność na korozję, odporność na wysoką temperaturę, a także ma charakterystyczne właściwości ekranowania elektromagnetycznego materiałów metalowych, co pozwala na zastosowanie go do wysokich aplikacjach temperaturowych i wysokociśnieniowych. Jest wykorzystywany jako materiał na wykładzinę akustyczną w wysokociśnieniowych silnikach lotniczych, jako podwodny materiał dźwiękochłonny o niskiej częstotliwości i tak dalej.
2. Materiał wzmacniający
Rozwój wydajności pojedynczego materiału inżynierskiego nie może już nadążać za stale rosnącymi wymaganiami dotyczącymi wydajności ze względu na postęp nauki i technologii. W efekcie materiały kompozytowe w określonych proporcjach i w określony sposób stały się obecnie istotnym obszarem badań.
Ze względu na wysoki moduł właściwy, wysoką wytrzymałość właściwą, wytrzymałość na wysoką temperaturę, odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze, odporność na pełzanie w wysokiej temperaturze, lekkość i inne zalety. Chociaż stop aluminium tytanu stał się jednym z najlepszych materiałów na komponenty silników lotniczych nowej generacji, jest on podatny na pękanie i ma niską wytrzymałość. Problem plastyczności w temperaturze pokojowej poważnie ogranicza zastosowanie stopu tytanowo-aluminiowego. Wprowadzenie włókna tytanowego do stopu tytanowo-aluminiowego może zapobiegać rozprzestrzenianiu się i rozszerzaniu pęknięć w matrycy ze stopu tytanowo-aluminiowego i może dodatkowo poprawić wytrzymałość właściwą i moduł właściwy stopu osnowy, a także może koordynować struktury wewnątrzkrystaliczne i międzykrystaliczne poprzez pochłanianie odkształceń . Odkształcenie i hartowanie stopu podstawowego.
Tytan i stopy tytanu są bardzo odpowiednimi materiałami biomedycznymi ze względu na następujące zalety: (1) niewielka waga, gęstość (20 stopni)=4,5 g/cm3i zmniejszyć obciążenie ludzkiego ciała po implantacji. (2) W porównaniu z innymi materiałami na implanty ma niższy moduł sprężystości bliżej ludzkiej kości, co może zmniejszyć naprężenia osłony ludzkiej kości przed obcymi implantami. (3) Niemagnetyczne, na które nie mają wpływu zewnętrzne pola elektromagnetyczne itp. (4) Nietoksyczne. (5) Jako obojętny materiał metalowy ma dobrą biokompatybilność z ludzką kością, tkanką komórkową i krwią i nie ma reakcji alergicznej ani zanieczyszczenia przez ludzi. (6) Dobra kompatybilność mechaniczna.
Oprócz wyżej wymienionych zastosowań, porowate materiały z włókien tytanowych mają również inne unikalne zastosowania, takie jak przygotowanie wysokowydajnych wymienników ciepła do wysokosprawnego spalania, analiza filtracji, ekranowanie elektromagnetyczne i inne dziedziny dzięki wykorzystaniu wymiany ciepła włókien tytanowych nieruchomości.
Podsumowując, tytanowe materiały włókniste mają szeroki zakres zastosowań ze względu na nieodłączne zalety samego tytanu metalicznego i właściwości materiałów włóknistych, dzięki czemu mogą być stosowane w niektórych szczególnych i trudnych warunkach i będą miały ogromny potencjał w przyszłości . Duży potencjał i wartość badawczo-rozwojowa.
