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哪种材料是人造骨骼的最佳选择?

科普小知识2022-10-30 16:46:44
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长期以来,人们认为钛极其稀有,称之为“稀有金属”。事实上,钛占壳元素的千分之六,是第四丰富的金属。钛不仅在地球上被发现,而且在从月球收集的岩石样本中也很丰富。

从矿石中提取铁不是一项简单易行的任务。目前,常用的方法是利用镁对钛的较强结合力,用熔融镁在高温下从气态钛中提取镁,从而获得元素钛。用这种方法制备的钛是疏松、多孔和海绵状的,被称为“海绵钛”。纯而致密的钛可以通过在真空或惰性气体中熔化和精炼“海绵钛”来获得。

钛的密度比铝高,但它的硬度是铝的两倍。如果制成合金,强度可提高2至4倍。因此,它非常适合制造飞机和航天器的外壳和相关部件。目前,世界航空航天工业每年使用的钛已经达到1000多吨。在美国“阿波罗”号宇宙飞船上,所用的钛材料占总材料的5%。因此,钛通常被称为“太空金属”。

钛不仅能帮助人类去天堂,还能帮助人类去大海。因为它不仅能抗腐蚀,而且具有高强度,能避免磁性地雷的攻击,铁已成为军舰和潜艇的良好材料。1977年,前苏联用超过3500吨的钛建造了世界上最快的核潜艇。美国海军使用铁合金制造深海潜艇,可以航行4500米深。

由钛和一些金属制成的合金在低温下会出现几乎没有电阻、没有电、没有热的“超导现象”。这在电信行业非常有价值。例如,由铁和镍制成的合金是目前最广泛使用和研究的超导材料。目前美国生产的超导材料中有9096种是由奥珠合金制成的。

钛具有如此罕见的特性:如果植入人体,它可以与人体的各种生理组织和各种酸碱体液“和睦相处”,而不会造成各种副作用。这种高度的稳定性和与人骨相似的比例使其成为外科医生最理想的人工骨材料。

钛有许多非凡的能力。例如,一些钛合金具有“吸入”的能力,可以吸收大量的氢,从而成为储存氢的良好材料,为氢的利用创造条件。有些钛合金具有“超塑性”,可以很容易地加工成任何形状等。

由于钛的提炼方法和应用过程中仍有许多问题需要解决,世界上成千上万的科学家仍在努力探索这位“地球女神之子”的奥秘。随着科技水平的提高,钛的冶炼和提纯方法也将得到改进。在不久的将来,钛的产量将迅速增加,成为仅次于铁和铝的“第三金属”。秦的应用也将更加广泛,成为名副其实的“21世纪编织金属”。“地球女神之子”将更加耀眼。