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钒钛走进生活:钒钛及其应用(一)

钒钛走进生活:钒钛及其应用(一)

所属分类:行业新闻
来源:
发布时间: 2018/11/21 19:27

  攀枝花的钒钛资源储量居全国第一位,是我国的钒钛之都。

  一、钒的应用

  钒在地壳中平均含量为0.01%~0.02%,钒是一种稀有化学元素,它显著低于主要工业金属(如:铁4.2%~4.7%;铝7.4%~8.2%;钛0.45%~0.61%的平均含量)。

  (一)钒在钢铁工业中的应用

  世界上85%的钒主要用于钢铁添加剂,提高钢的强度、韧性和耐热性,钒是一种万能的合金添加剂,在钢中添加少量的钒(百分之几和千分之几)就可以生产高强度低合金钢(0.04%~0.15%V)、高速钢(1%~3%V)、工具钢、不锈钢(2%~14%V)及永久磁铁等。

  钒在钢中的主要作用是:钒同钢中的碳和氮起作用,构成小而硬的难熔金属碳化物和氮化物,这些化合物起细化剂和沉淀强化剂的作用,可增加钢的强度、韧性和耐磨性。钒用在工具和模具钢上,在高碳钢里,钒形成坚硬的碳化物,达到模具和机床所要求的耐磨能力。在高温下,碳化物不会变软,这样,高速工具红热时,其末端的刀刃就不会恶化。燃气涡轮引擎的轴承也要求有同样的特性,也使用这种钢材。含钒钢具有强度大、韧性、耐磨性,耐腐蚀性好,广泛用于输油气管道、机器制造、建筑、汽车、铁路、压力容器、桥梁、金属模具等领域。

  (二)钒在有色金属中的应用

  世界上有5%~7%的钒是用于有色金属方面。钛的合金化可使其强度提高1~2倍,还能提高耐腐蚀性,钒是钛主要合金化元素之一,是以钒铝合金形式加入的。钒和钛组成最重要的合金是Ti-6Al-4V(TC4),它在室温下的稳定性好,具有很高的抗疲劳性能,用于飞机骨架和紧固件、压缩机涡轮盘和叶片。

  在钴镍合金中含有钒,具有很强的磁性,可作为软磁、高磁性材料使用。

  钒的铌钽合金具有很强的耐高温性,高温下抗氧化性能强,用于航天飞机和人造卫星及导弹。

  钒铌合金、钒镓(V3Ga)、钒硅(V3Si)是良好的超导材料。

  (三)钒在化工方面的应用

  世界上有5%的钒用于化工方面。

  1.钒化合物在化学工业生产中用作硫酸、石油裂化、有机合成中催化剂。例如:钒酸钠和钒酸铵可作为硫酸生产中的催化剂。五氧化二钒可作为脱销催化剂和把环已烷氧化为已二酸,聚合反应和草酸生产中。偏钒酸铵可作为生产磷肥、尼龙、涤纶、聚氯乙烯等催化剂;氯化钒作为生产丙烯和汽车工业用的橡胶催化剂等。

  2.颜料方面,如钒酸铋黄颜料用于塑料、橡胶、陶瓷、油漆、印刷油墨等方面,尤其在是黄色汽车漆、汽车修补漆、高级建筑涂料方面应用。钒酸铋示温颜料。钒锆蓝色料:钒锆兰是锆基陶瓷釉用的色料,广泛用于陶瓷、搪瓷和玻璃工业中,能产生兰、绿、黄色,作蓝色着色剂。

  3.其它方面的应用

  钒氧化还原流体电池:在储存能源上越来越重要。这些电池就象小型的化工厂,不同化合价的钒盐,通过泵从储槽流出,在电池的正极和负极的半电池流动。电池两边的电解液用隔膜分隔,不能混合。就是电池液相互污染,由于电池两边都使用钒盐,污染产生的问题都会被减少到最低限度。可以预期,这种电池会应用在电讯上,和再生初级能源系统一起使用,作为与发电相关的负载平衡设备,也用于机动系统,如叉车、电动车辆、高尔夫球车等。

  钒基固溶体贮氢合金:贮氢合金广泛应用在燃料电池、电动车、镍氢电池、贮氢和输送氢等方面。钒是唯一在常温下吸、放氢的金属,吸氢量理论上可达到3.8%。目前已经开发出吸氢量大于3.3%,放氢量大于2.3%,放氢温度小于100℃的较为理想的钒基贮氢合金。

  钒酸钇晶体:是一种双折射晶体,具有接近玻璃的硬度、不潮解,加工镀膜容易等特点。因此,钒酸钇晶体广泛用于激光通讯、激光测距、激光印刷、卫星测量、导航等各个领域。

  钒的发光材料:钒磷酸钇铕和钒酸钇铕都是高效的红色发光材料,曾被应用作为彩色电视荧光粉的红色组分,现在仍然广泛地用在高压汞蒸气放电荧光灯中,作为调整色度的发光材料。含钒的发光材料将有广阔的应用前景。发光材料已广泛地应用于科技、工业、农业以至人们地日常生活中,可以预言,发光材料必将在21世纪得到广泛的应用。

  二氧化钒光学转换涂层:是很有发展前途的一种材料,其应用前景广阔,利用其相变后光学、电学等特殊性质可用于太阳能控制材料、红外辐射测温计、热敏电阻、热致开关、可变反射镜、红外脉冲激光保护膜、光盘介质材料、全息存储材料、点致变色显示材料、滤色镜、热致变色显示材料、非线性或线性电阻材料、温度传感器、可调微波开关装置、红外光学调制材料、高灵敏度应变传感器、透明导电材料、抗静电涂层等方面。

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