哪种材料是人造骨骼的最佳选择?
很久以来,人们曾认为钛极其稀少,一直把它称为“稀有金属”。其实,钛占地壳元素组成的千分之六,是第四位大量存在的金属。不但地球上有钛,从月球上采集的岩石标本中也含有丰富的钛。
从矿石中提炼铁,不是一件简单容易的事,目前一般采用的方法是:利用镁对抓的化合力比钛强的特点,在高温下用熔融状态的镁从气态的四抓化钛中将抓夺出来,这样就得到单质钛。用这种方法制得的钛疏松多孔,呈海绵状,人称“海绵钛”。将“海绵钛”在真空下或惰性气体中熔化提炼,便可获得较纯净和致密的钛。
钛比铝密度大一点,但硬度却比铝高2倍。如制成合金,则强度可提高2到4倍。因此,它非常适于制作飞机、航天器的外壳及有关部件等。目前,世界上每年用于宇航工业的钛已达到1000吨以上。在美国“阿波罗”宇宙飞船中,使用的钛材料占整个材料的5%。因此钛常被称为“空间金属”。
钛不但能帮助人类上天,还能帮助人类下海。由于它既能抗腐蚀,又具有高强度,还可避免磁性水雷的攻击,因此铁成了造军舰和潜艇的好材料。1977年,原苏联用3500多吨钛建造当时世界上速度最快的核潜艇;美国海军用铁合金制成深海潜艇,能在4500米的深海中航行。
钛和一些金属制成合金在低温下会出现几乎没有电阻、通电也不发热的“超导现象”。这在电讯工业上是极为宝贵的。如铁和倪制成的合金,是目前使用最广、研究也最多的一种超导材料。美国目前生产的超导材料,有9096是用傲祝合金做的。
钛有这样一种非常难得的性质:如果把它植人人体,能和人体的各种生理组织及具有酸、碱性的各种体液“友好相处”,不会引起各种副作用。这种高度稳定性和与人类骨骼差不多的比重,使它成为外科医生最理想的人造骨骼的材料。
钛还有许多非凡的本领。例如,有的钛合金居然具有“吸气”的能耐,能大量吸收氢气,成为贮存氢气的好材料,为氢气的利用创造了条件;有的钛合金具有“超塑性”,可以很容易地加工成任何形状,等等。
由于钛在提炼方法和应用加工上还有许多间题需要解决,世界上成千上万的科学家仍在努力探索这位“大地女神之子”的奥秘。随着科技水平的提高,钛的冶炼提纯方法将会得到改进,在不久的将来,钛的产量会迅速增加,成为仅次于铁和铝的“第三金属”;钦的应用也会更加广泛.成为名副其实的“21世织金属”。“大地女神之子”将更加光彩夺目。