中國鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究

前言

　　鈦及鈦合金的研究是當(dāng)代一個(gè)重要的金屬材料研究分支和熱點(diǎn)，除了有重大應(yīng)用價(jià)值外，還有重大的科學(xué)意義。從我國的國情及重大工程戰(zhàn)略看，在航空、航天、艦船、核工業(yè)、兵器、石油、化工、冶金、醫(yī)療、體育休閑等領(lǐng)域采用鈦及鈦合金材料可以提高國防安全及人民的生活質(zhì)量?！　∥覈拟伜辖鹧芯?、開發(fā)、生產(chǎn)已有40多年歷史，逐步成長起一支素質(zhì)較高的鈦科技人才隊(duì)伍。1980年以來，在鈦及鈦合金材料及應(yīng)用的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面又不斷取得進(jìn)展。目前，我國在新型鈦合金研究方面處于世界前列。我國的鈦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成，并在不斷穩(wěn)定擴(kuò)大。加之我國鈦的礦產(chǎn)資源豐富，應(yīng)該說我國在發(fā)展鈦及鈦合金科學(xué)技術(shù)上是有較好基礎(chǔ)的?！　〗Y(jié)合我國的實(shí)際情況及發(fā)展戰(zhàn)略，如何在鈦及鈦合金材料及應(yīng)用的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化上進(jìn)一步集中人力物力，如何統(tǒng)籌考慮目標(biāo)明確的重點(diǎn)項(xiàng)目和有一定探索性及風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目之間的關(guān)系等，成為很重要的課題。我們通過中國工程院咨詢項(xiàng)目“中國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究”，組織了國內(nèi)鈦領(lǐng)域眾多的知名專家和學(xué)者，通過對(duì)國內(nèi)外鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的系統(tǒng)調(diào)研、分析和總結(jié)，最終形成了本書。感謝所有參與編寫本書的同志，他們的辛勤工作使得本書能夠最終完成。希望本書能為我國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展提供一些有益的參考。

內(nèi)容概要

　　本書是中國工程院咨詢項(xiàng)目“中國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究”的研究成果匯編，對(duì)近十余年國內(nèi)外鈦及鈦合金材料研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，重點(diǎn)分析了我國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并針對(duì)我國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用研究中存在的問題提出了具體建議。

書籍目錄

1　導(dǎo)論
2　鈦工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2.1美國鈦工業(yè)現(xiàn)狀
2.1.1美國鈦工業(yè)的基本情況
2.1.2美國主要鈦企業(yè)
2.2日本鈦工業(yè)現(xiàn)狀
2.3獨(dú)聯(lián)體鈦工業(yè)現(xiàn)狀
2.3.1俄羅斯鈦工業(yè)
2.3.2烏克蘭的鈦工業(yè)
2.3.3哈薩克斯坦的鈦工業(yè)
2.4歐洲鈦工業(yè)現(xiàn)狀
2.5中國鈦工業(yè)現(xiàn)狀
2.5.1產(chǎn)能
2.5.2產(chǎn)量
2.5.3進(jìn)出口量
2.5.4需求及需求分配
2.5.5中國海綿鈦和鈦加工材產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例
2.5.6中國的主要鈦企業(yè)
2.6鈦工業(yè)的發(fā)展趨勢
3　鈦合金研究發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
3.1新型鈦合金的研究進(jìn)展
3.1.1航天用鈦合金
3.1.2船用鈦合金
3.1.3生物醫(yī)用鈦合金
3.1.4低成本鈦合金
3.1.5其他合金
3.2國內(nèi)外鈦合金的加工技術(shù)/成形技術(shù)/應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展
3.2.1國外情況
3.2.2國內(nèi)情況
3.3國內(nèi)外鈦合金研制的差距
3.4對(duì)鈦合金研究發(fā)展的建議及發(fā)展趨勢
4　TiAl金屬間化合物研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
4.1國外本領(lǐng)域基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
4.1.1TiAl合金的成分—組織—性能關(guān)系
4.1.2工程TiAl合金發(fā)展
4.1.3TiAl合金的制備和加工技術(shù)
4.2國內(nèi)本領(lǐng)域基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀
4.2.1高溫TiAl合金（高Nb.TiAl合金）
4.2.2精密鑄造和定向凝固
4.2.3變形TiAl合金
4.2.4TiAl合金多孔材料
4.3發(fā)展前景
5　鈦表面處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
5.1鈦表面處理技術(shù)的現(xiàn)狀
5.1.1傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)在鈦材表面的應(yīng)用
5.1.2鈦表面新型處理技術(shù)
5.2鈦表面處理技術(shù)的發(fā)展趨勢
6　外科植入物用鈦合金材料設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用
6.1應(yīng)用背景及重點(diǎn)研究領(lǐng)域
6.1.1生物醫(yī)用鈦合金的科學(xué)內(nèi)涵、分類與基本特性
6.1.2生物醫(yī)用鈦合金的發(fā)展概況
6.1.3生物醫(yī)用鈦合金的應(yīng)用領(lǐng)域
6.2生物醫(yī)用鈦合金的重大需求
6.2.1國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展
6.2.2人民生活質(zhì)量提高
6.2.3高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升
6.3生物醫(yī)用鈦合金國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)
6.3.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
6.3.2綜合分析與評(píng)價(jià)
6.4生物醫(yī)用鈦合金研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中的關(guān)鍵科學(xué)問題和主要技術(shù)瓶頸
6.4.1科學(xué)研究中關(guān)鍵科學(xué)問題分析
6.4.2工程化和應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸
6.4.3產(chǎn)業(yè)化前景及市場分析
6.5生物醫(yī)用鈦合金研究、生產(chǎn)和應(yīng)用中產(chǎn)學(xué)研發(fā)展的政策性問題
6.6生物醫(yī)用鈦合金發(fā)展戰(zhàn)略及對(duì)策
6.6.1發(fā)展戰(zhàn)略
6.6.2建議和對(duì)策
7　大飛機(jī)研制對(duì)鈦合金材料技術(shù)發(fā)展的需求
7.1國外大飛機(jī)用鈦部位及特點(diǎn)
7.1.1波音飛機(jī)用鈦部位及特點(diǎn)
7.1.2空客飛機(jī)用鈦部位及特點(diǎn)
7.2大型運(yùn)輸機(jī)用鈦部位
7.3發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金材料需求及發(fā)展
7.4大飛機(jī)對(duì)鈦材加工技術(shù)的需求及發(fā)展
7.4.1大規(guī)格鑄錠的熔煉技術(shù)
7.4.2鈦合金精密鑄造技術(shù)
7.4.3大型鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的鍛造技術(shù)
7.4.4超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)
7.5我國大飛機(jī)用鈦合金材料的研究基礎(chǔ)
7.6大飛機(jī)用鈦材的差距與對(duì)策
7.6.1我國大飛機(jī)用鈦合金材料技術(shù)的差距
7.6.2我國大飛機(jī)用鈦合金發(fā)展的對(duì)策
8　鈦及鈦合金的應(yīng)用
8.1鈦及鈦合金的基本性質(zhì)
8.2鈦及鈦合金的應(yīng)用
8.2.1航空航天應(yīng)用
8.2.2化工用鈦
8.2.3電力用鈦
8.2.4海水淡化用鈦
8.2.5船舶用鈦
8.2.6建筑用鈦
8.2.7汽車、摩托車用鈦
8.2.8體育休閑用鈦
8.2.9醫(yī)療用鈦
8.2.10鋼鐵及冶金用鈦
8.2.11高技術(shù)領(lǐng)域用鈦
9　我國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略及對(duì)策分析
9.1我國鈦及鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展需要解決的問題
9.2鈦及鈦合金材料及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)
9.3鈦及鈦合金材料及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點(diǎn)
9.4鈦及鈦合金材料及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對(duì)策建議
10　2010年中國鈦工業(yè)發(fā)展報(bào)告
10.12010年中國鈦工業(yè)運(yùn)行情況
10.1.1產(chǎn)能和產(chǎn)量
10.1.2對(duì)外貿(mào)易情況
10.1.3市場及價(jià)格
10.22010年鈦工業(yè)運(yùn)行狀況分析
10.2.12010年中國鈦工業(yè)運(yùn)行狀況的總評(píng)價(jià)
10.2.2市場分析
10.2.3政策分析
10.2.4機(jī)遇分析
10.3技術(shù)進(jìn)步
10.4中國鈦工業(yè)存在的問題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   鈦合金方面的內(nèi)容為：“鼓勵(lì)和扶持發(fā)展新一代具有組織誘導(dǎo)性的涂層人工關(guān)節(jié)、牙種植體、經(jīng)皮植入器件、植入性智能假肢、人造皮膚、人工骨、新型人工心臟瓣膜、血管支架和人造血管等組織工程產(chǎn)品?！蓖瑫r(shí)，國家發(fā)改委在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目中安排了生物醫(yī)用鈦合金項(xiàng)目，重點(diǎn)資助介入材料；科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金每年也將其列入重點(diǎn)資助項(xiàng)目，扶持中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。各省、市也相應(yīng)地安排了課題資助生物醫(yī)用鈦合金項(xiàng)目。另一方面越來越多來自其他領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)資本看好該行業(yè)的高成長性。目前世界醫(yī)療器械前10強(qiáng)中有8家已在中國建立了生產(chǎn)基地。 6．3  生物醫(yī)用鈦合金國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià) 6．3．1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)鈦合金的合金類型（α型、α+β型、β型），一般可將生物醫(yī)用鈦合金的應(yīng)用和發(fā)展大致分為三代。 第一個(gè)時(shí)代（20世紀(jì)50年代開始）是以純鈦（α型）和Ti一6Al—4V（α+β型）為代表，由于它們具有比不銹鋼和鈷鉻合金更好的生物相容性、耐蝕性和力學(xué)性能，至今也是普遍在用的金屬外科植入材料。純鈦在生理環(huán)境中具有良好的抗腐蝕性能，但其強(qiáng)度較低，耐磨損性能較差，限制了它在承載較大部位的應(yīng)用，目前主要用于口腔修復(fù)及承載較小部分的骨替換。相比之下，Ti—6Al—4V具有較高的強(qiáng)度和較好的加工性能。這種合金最初是為航天應(yīng)用設(shè)計(jì)的，20世紀(jì)70年代后期被廣泛用作外科修復(fù)材料，如髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)等。同時(shí)，Ti—3Al—2．5V也在臨床上被用作股骨和脛骨替換材料。但這類合金含有V和Al兩種元素。V被認(rèn)為是對(duì)生物體有毒的元素，其在生物體內(nèi)聚集在骨、肝、腎、脾等器官，毒性效應(yīng)與磷酸鹽的生化代謝有關(guān)，通過影響Na+、K+、Ca2+和H+的ATP酶發(fā)生作用，毒性超過Ni和Cr。Al元素對(duì)生物體的危害是通過鋁鹽在體內(nèi)的蓄積而導(dǎo)致器官的損傷，另外Al元素還可引起骨軟化、貧血和神經(jīng)紊亂等癥狀。而且這類合金耐蝕性相對(duì)較差。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)表明，Nb、Ta、Zr和Sn等元素具有較好的生物相容性，對(duì)身體具有較小的毒性。

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《中國鈦合金材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究》可供鈦及鈦合金相關(guān)政府管理部門、生產(chǎn)企業(yè)、高等院校。科研院所等的人員閱讀參考。

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