钛箔

钛箔是一种极薄的钛金属材料,通常是将钛或钛合金通过轧制等工艺加工而成。其主要成分是钛,对于纯钛箔,钛含量在 99% 以上。如果是钛合金箔,还会含有如铝、钒、钼、镍等合金元素,这些合金元素的加入可以改善钛箔的性能,比如提高强度、增强耐腐蚀性等。
产品详情:


化学要求(%)
NCHFeOAlVPdMoNiTi
Gr 1、TA10.030.080.0150.20.18/////余量
Gr 2、TA20.030.080.0150.30.25/////余量
Gr 3、TA30.050.080.0150.30.35/////余量
Gr 4、TA40.050.080.0150.50.4/////余量
Gr 5、TC40.050.080.0150.40.25.5~6.753.5~4.5///余量
Gr 7、TA90.030.080.0150.30.25//0.12~0.25//余量
Gr 9、TA180.030.080.0150.250.152.5~3.52.0~3.0///余量
Gr12、TA100.030.080.0150.30.25///0.2~0.40.6~0.9余量

生产工艺

熔炼与铸锭:首先采用真空自耗电弧熔炼(VAR)或电子束熔炼(EBM)等方法来制备钛坯料。VAR 是在真空环境下,利用钛电极作为自耗电极,通过电弧加热使钛电极熔化,在水冷铜坩埚中凝固成铸锭。EBM 则是利用电子束的高能量密度来熔化钛原料,它能够更精准地控制熔炼过程,生产出高质量的钛铸锭。

锻造与热轧:铸锭经过锻造可以改善其组织结构,使其更加致密均匀。锻造后的坯料进行热轧,热轧温度根据钛材的种类而定,例如纯钛热轧温度一般在 850 - 950℃之间。通过热轧将坯料轧制成一定厚度的板材,为后续的冷轧做准备。

冷轧:这是制作钛箔的关键步骤。冷轧是在常温下对钛板进行轧制,通过多次轧制和中间退火等工艺,使钛材的厚度逐渐减小到箔材的程度。冷轧过程中需要严格控制轧制压力、轧制速度和轧制道次等参数,以确保钛箔的厚度均匀性和表面质量。一般钛箔的最终厚度可以达到 0.01 - 0.1mm 甚至更薄。

表面处理与精整:为了提高钛箔的表面质量和性能,需要进行表面处理。酸洗可以去除表面的氧化皮和杂质,光亮退火能够改善钛箔的表面光泽和组织结构。精整工艺包括裁剪、分卷等操作,使钛箔达到所需的尺寸规格。

性能特点

优异的耐腐蚀性钛箔和其他钛材料一样,在空气中或氧化性介质中能迅速形成一层致密、稳定的氧化膜(TiO₂),这层氧化膜能够阻止腐蚀介质进一步与钛基体接触,起到自我保护的作用。它对大多数有机酸、无机酸、碱和海水等都有良好的耐腐蚀性。在一些对材料耐腐蚀性要求极高的应用场景,如电子元件的防护、化工微反应器等,钛箔可以有效地防止被腐蚀。

良好的强度和韧性:尽管钛箔很薄,但它仍然具有一定的强度和韧性。其抗拉强度根据不同的牌号和加工工艺可以达到 300 - 1000MPa 以上,能够承受一定程度的拉伸、弯曲等外力作用而不破裂。这种性能使得钛箔在需要兼顾轻薄和一定机械性能的场合,如电池电极、电子屏蔽材料等应用中表现出色。

出色的生物相容性钛箔具有良好的生物相容性,人体对钛的排异反应极小。在医疗领域,钛箔可以用于制造一些微小的医疗植入物,如眼科手术中的人工晶状体支撑材料、微小伤口的缝合材料等,能够与人体组织紧密结合,并且在长期使用过程中不会引起严重的炎症等不良反应。

高熔点和耐高温性:钛的熔点较高(1668℃左右),钛箔在一定的高温环境下也能保持较好的性能。虽然在高温下其强度会有所下降,但在相对较高的温度(如 300 - 400℃)下,仍然能够保持一定的结构完整性和功能,可用于一些需要耐高温的电子元件散热、高温包装等应用场景。

低密度和轻质化:钛的密度约为 4.51g/cm³,制成的钛箔重量较轻。这使得它在航空航天、电子等领域对于减轻结构重量非常有帮助。例如,在航空航天领域的卫星设备中,使用钛箔作为一些零部件的材料,可以有效减轻卫星的重量,降低发射成本。

规格参数

厚度钛箔的厚度一般在 0.01 - 0.1mm 之间,最薄可以达到几微米。极薄的钛箔(如小于 0.02mm)主要用于高精度的电子元件制造、超薄包装等领域;厚度稍厚一点的钛箔(如 0.05 - 0.1mm)可以用于制造一些对强度和厚度要求稍高的小型部件,如电池电极等。

宽度和长度:宽度通常在 10 - 1000mm 之间,长度可以根据用户需求定制,一般从几十米到数千米不等。在实际应用中,宽度和长度的选择主要取决于具体的使用场景和加工要求。例如,在连续生产的电子元件制造过程中,通常需要较宽和较长的钛箔来满足生产效率的要求。

应用领域

电子工业:电子元件制造:钛箔可作为电容器、电池等电子元件的电极材料。在锂电池中,钛箔的良好导电性和耐腐蚀性有助于提高电池的性能和使用寿命。作为电容器电极,它能够在保证良好的电容性能的同时,抵抗电解液的腐蚀。

电子屏蔽与防护:用于电子设备的电磁屏蔽。由于钛箔具有良好的导电性,它可以有效地屏蔽外界电磁干扰,保护电子设备内部的电路。同时,其耐腐蚀性也能防止电子设备在恶劣环境下受到腐蚀,如在户外电子设备、海洋电子设备等中的应用。

半导体制造:在半导体生产过程中,钛箔可以作为一些高精度的薄膜材料,用于芯片制造的某些工艺环节,如金属化层的沉积、晶圆的封装等,利用其良好的化学稳定性和与半导体材料的兼容性。

医疗领域:微小植入物:如前面提到的,用于制造眼科人工晶状体支撑材料、微小伤口缝合材料等。此外,在牙科领域,钛箔也可以用于制作牙种植体的一些微小部件,如牙冠的内层支撑结构,提供良好的生物相容性和机械支撑。

医疗包装:用于一些高价值、对包装材料要求严格的医疗产品的包装,如某些精密医疗器械、生物制剂等。钛箔的耐腐蚀性和对气体的阻隔性可以有效地保护医疗产品的质量和安全性。

航空航天:卫星与航天器部件:在卫星和航天器的一些小型部件制造中,如太阳能电池板的电极、信号传输线路的屏蔽层等,钛箔的轻质化特点可以有效减轻卫星和航天器的重量,同时其良好的性能可以保证这些部件在太空环境中的正常工作。


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