QUALITÄT Nickellegierungscasting & Cobalt Alloy Castings Fabrik

Was sind die technischen Anforderungen fürNickelstreifen?   Nickelstreifen erfüllen in den Batterien für neue Energiefahrzeuge (insbesondere Leistungssysteme) zentrale Funktionen wie elektrische Verbindung, strukturelle Unterstützung und Sicherheitsschutz.Ihre Leistung beeinflusst direkt die ZuverlässigkeitHierbei handelt es sich um eine detaillierte Analyse aus zwei Gesichtspunkten: spezifischen Anwendungsszenarien und technischen Anforderungen: I. Spezifische Anwendung von Nickelstreifen in Batterien für Fahrzeuge mit neuer Energie 1Elektrische Verbindung zwischen Batteriezellen: Schweißen der Elektroden und Schaltstange Anwendungsszenario:Verbinden Sie die positiven und negativen Elektroden (positive Aluminium- und negative Kupfer-Tabs) einer einzelnen Batteriezelle mit der Busbar im Modul, um einen Strompfad zu bilden. Ein typischer Fall: In Teslas 4680 Batteriemodule,mit einer Breite von nicht mehr als 20 mmDie Batteriezellen werden durch Laserschweißen mit einem kontinuierlichen Entladestrom von bis zu 150 A an die Stabstangen aus Edelstahl angeschlossen. Kernrolle:Verringerung des Kontaktwiderstands (Ziel < 2mΩ), Verringerung des Energieverlusts und Verbesserung der Batterieeffizienz. Die Stromdichte wird aufgeteilt, um eine lokale Überhitzung der Tabs zu vermeiden (z. B. bei schneller Aufladung bei einer Temperatur von ≤ 80 °C). 2- Modulstrukturbindung und SpannungspufferungAnwendungsszenarien:Als Verbindung zwischen den Zellen wird die Zellposition durch Punktschweißen oder Laserschweißen festgelegt.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W,.Kernfunktion:Absorbieren Sie die Volumenerweiterung der Zelle während des Auf- und Entladens (ca. 10%~15%) um zu verhindern, dass sich die Schachtel bricht oder das Membran durchbricht.Mechanische Unterstützung zur Gewährleistung der strukturellen Stabilität des Moduls unter Vibrationen (z. B. bei holpriger Fahrt des Fahrzeugs, Vibrationsfrequenz 5~2000Hz). 3- Sicherheitsschutzkomponenten: Sicherungsgürtel und ÜberstromschutzAnwendungsszenarien:Sie ist als verschmelzbarer Nickelgurt (z. B. lokal verdünnte oder ausgehöhlte Struktur) konzipiert und im Batteriekreislauf seriell angeschlossen.Kernfunktion:Überschreitet der Strom den Schwellenwert (z. B. Kurzschlussstrom > 500 A), schmilzt der Nickelgurt vor der Zelle, schließt den Stromkreis ab und verhindert den thermischen Ausbruch.Die Reaktionszeit muss innerhalb von 10 ms kontrolliert werden, und der Isolierwiderstand nach dem Schmelzen muss ≥ 100 MΩ betragen, um die Sicherheit zu gewährleisten. 4. Integration von WärmebewirtschaftungssystemenAnwendungsszenarien:Als Wärmeübertragungsmedium überträgt es die Wärme der Batteriezelle auf die Modulwasserkühlplatte oder -schal und wird in Verbindung mit thermisch leitendem Silikonfett verwendet.Kernfunktion:Die Wärmeleitfähigkeit muss ≥ 90 W/m K betragen, wobei das Ziel darin besteht, den Temperaturunterschied zwischen den Batteriezellen auf ≤ 2 °C zu kontrollieren, um Kapazitätsverlust durch lokale Überhitzung zu vermeiden.Einige Nickelstreifen sind als Mikrokanalstrukturen konzipiert und in flüssige Kühlrohre eingebettet, um die Wärmeabbaueffizienz zu verbessern (z. B. die indirekte Kühllösung von BYD-Klingenbatterien). 5- Anforderungen an die Prozesse und die ZuverlässigkeitAbmessungsgenauigkeit: Dicke Toleranz ± 5% (z. B. 0,1 mm)NickelstreifenBei der Verwendung von automatischen Schweißgeräten ist ein Schweißvorgang mit einer Breite von ±0,005 mm (Toleranz ±0,005 mm) und einer Breite von ±0,1 mm (Toleranz ±0,1 mm) erforderlich.Oberflächenqualität:Raffinität Ra≤1,6 μm, Vermeidung der Durchdringung des Zwerchfells durch Schleudern;Keine Oxidationsfarbe, keine Ölflecken, die Schweißoberfläche muss mit Nickel-Phosphor-Legierung (Schweißdicke 2~5μm) elektroplattiert werden, um die Schweißsicherheit zu verbessern.Rückverfolgbarkeit: Chargennummer, chemische Zusammensetzung (Ni≥99,5%, Verunreinigungen Fe≤0,1%, Cu≤0,05%),Daten über die mechanischen Eigenschaften des Nickelbandes müssen erfasst werden, um die Anforderungen des Qualitätsmanagementsystems IATF 16949 zu erfüllen..   II. Typische technische Herausforderungen und Lösungen1. Ultrafeine Anforderungen unter hoher EnergiedichteHerausforderung: Um die Energiedichte des Batteriepacks zu erhöhen (Zielwert ≥ 300Wh/kg), muss dieNickelstreifenDie Stärken müssen von 0,15 mm auf weniger als 0,08 mm reduziert werden, aber sie können leicht zu einer Verringerung der Festigkeit führen.Lösung:Verwendung von Kaltwalzen + Glühen zur Verbesserung der Festigkeit und Duktilität durch Kornveredelung (durchschnittliche Korngröße ≤ 10 μm).Die Entwicklung von Nickel-Graphen-Verbundband mit einem Graphenanteil von 5% kann die Zugfestigkeit um 30% erhöhen und gleichzeitig die Leitfähigkeit über 95% halten.2. Optimierung der Wärmeabgabe bei schnellen LadeszenarienHerausforderung: Bei einem schnellen Ladevorgang von 480 kW kann die Temperatur des Nickelbandanschlusspunktes 150°C überschreiten, was zu einer Oxidation des Nickels oder zu einem Versagen der Lötverbindungen führen kann.Lösung:Silberplattierung (Dicke 1~2μm) auf der Nickelbänderoberfläche erhöht die Wärmeleitfähigkeit auf 420W/(m・K) und erhöht die Wärmeabbaueffizienz um 50%.Entwerfen Sie eine interdigitierte Nickelbandstruktur, um die Wärmeabflussfläche zu erhöhen, und arbeiten Sie mit der Mikrokanalflüssigkeitskühlung zusammen, um die Hotspot-Temperatur um mehr als 20 °C zu reduzieren.3. Korrosionsschutztechnik unter langlebigen AnforderungenHerausforderung: Bei Batterien mit einer Zyklusdauer von ≥ 3000 Mal kann es zu intergranularer Korrosion kommen, wenn das Nickelband langfristig mit dem Elektrolyt in Berührung kommt.Lösung:Verwendung der Vakuum-Nickelplattierungstechnologie zur Bildung einer nicht porösen reinen Nickelbeschichtung (Stärke ≥ 3 μm), um Elektrolytdurchdringung zu verhindern.Entwicklung eines Prozesses zur Verstärkung des Passivationsfilms, Erhöhung der NiO-Filmdicke von 5 nm auf 20 nm durch elektrolytische Oxidation und Verringerung der Korrosionsrate auf 0,01 μm/Jahr.   III. Zukunftstechnische TrendsMaterialinnovation:Nanocrystalline Nickelstreifen (Korngröße < 100 nm): Stärke erhöht auf 800 MPa, wobei die Verlängerung von 25% beibehalten wird und sich an dünnere Spezifikationen (unter 0,05 mm) anpasst.Nickel-Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Verbundband: die Leitfähigkeit erhöht auf 6,5 × 107 S/m, was den niedrigen Impedanzanforderungen der 800-Volt-Hochspannungsplattform entspricht.Prozess-Upgrade:Intelligentes Ultraschallschweißen: Echtzeitüberwachung der Schweißleistung und -amplitude durch KI-Algorithmen, wodurch der Lötgewinn von 95% auf 99,5% erhöht wird.ZusatzverarbeitungNickelstreifen: 3D-Druck von Nickelstreifen mit komplexen Strukturen (z. B. spiralförmige Wärmeabflusskanäle) zur Anpassung an speziell geformte Batteriemodule.Nachhaltige Entwicklung:Entwicklung eines elektrolosen Nickelstreifens: Erzeugung einer Nickelschicht direkt auf der Oberfläche eines Kupfersubstrats durch chemische Dampfdeposition (CVD), um die Verschmutzung von Abwasser zu reduzieren.Verbesserung des Nickelstreifen-Recyclingsystems: Verwenden Sie elektromagnetische Induktionsheiztechnologie, um eine verlustfreie Trennung von Nickelstreifen und Batteriezelle zu erreichen, wobei die Zielmaterialwiederherstellungsrate ≥ 98% beträgt.Zusammenfassung Nickelbänderist ein "unsichtbarer, aber kritischer" Kernbestandteil von Batterien für Fahrzeuge mit neuer Energieversorgung, dessen Leistung den strengen Anforderungen an mehrere Dimensionen wie elektrische, mechanische,und UmweltMit der Entwicklung von 800-Volt-Hochspannungsplattform, ultra-schnellen Ladetechnologie und Solid-State-Batterien wird Nickelstreifen in Richtung ultra-dünner, hochfester,und funktionelle Integration, und weiterhin die Durchbrüche in der Batterietechnologie unterstützen. Collaborative innovation between car companies and material manufacturers (such as the joint research and development of nickel strip by CATL and Baosteel Metal) will become a key driving force for the advancement of the industry.  

Welche Rolle spielt der Nickelstreifen in einer Batterie?   Nickelstreifen werden häufig in der Herstellung von Lithiumbatterien verwendet, was sehr gut mit ihren einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften und den funktionalen Anforderungen von Lithiumbatterien übereinstimmt. Im Folgenden wird dies aus zwei Aspekten analysiert: Kernursachen und spezifische Funktionen:   I. Die Kernursachen für Nickelstreifen in der Herstellung von Lithiumbatterien   1. Ausgezeichnete Leitfähigkeit und Stabilität Leitfähigkeit: Die Leitfähigkeit von reinem Nickel beträgt etwa 5,9×10⁷ S/m (nur Kupfer und Silber sind besser), was eine effiziente Stromübertragung innerhalb der Batterie gewährleisten und Energieverluste reduzieren kann. Umweltstabilität: Während des Lade- und Entladevorgangs von Lithiumbatterien (insbesondere bei hohen Spannungen und hohen Strömen) ist die Widerstandsschwankung von Nickelstreifen gering, und es ist nicht einfach, aufgrund von Temperaturänderungen (-40℃~85℃) einen schlechten Kontakt zu verursachen. 2. Gute Korrosionsbeständigkeit und chemische Verträglichkeit Korrosionsschutz durch Elektrolyte: Der Elektrolyt von Lithiumbatterien ist meist eine Carbonatlösung von Lithiumhexafluorphosphat (LiPF₆), die schwach sauer ist. Auf der Oberfläche von Nickelstreifen bildet sich leicht ein Nickeloxidschutzfilm (NiO), um weitere Korrosion zu verhindern, während Metalle wie Eisen und Aluminium leicht durch Elektrolyte korrodiert werden. Kein Risiko einer chemischen Reaktion: Nickel und Lithium (Li) haben keine heftigen Nebenreaktionen, wodurch Materialausfälle oder Sicherheitsrisiken vermieden werden (im Vergleich zu Kupferstreifen, die Legierungen mit Lithium bilden und strukturelle Schäden verursachen können). 3. Ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften und Schweißbarkeit Duktilität: Nickelstreifen können zu ultradünnen Dicken von 0,05~2 mm verarbeitet werden und sind nicht leicht zu brechen, was für die kompakte Raumaufteilung von Präzisionsbatterien (wie Softpack-Batterien und zylindrischen Batterien) geeignet ist. Schweißzuverlässigkeit: Nickelstreifen und Laschen (normalerweise aus Aluminium oder Kupfer) und Gehäuse (Edelstahl/Aluminium) können durch Ultraschallschweißen und Laserschweißen fest verbunden werden, und die Zugfestigkeit der Schweißnaht kann 50~100 MPa erreichen, was viel höher ist als bei herkömmlichen Niet- oder Klebeverfahren. 4. Ausgewogenheit zwischen Kosten und Sicherheit Kosteneffizienz: Obwohl die Kosten höher sind als bei nickelbeschichteten Stahlstreifen, sind sie niedriger als bei reinen Kupferstreifen, und die Gesamtleistung (Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißen) ist besser, was für die industrielle Großserienproduktion geeignet ist. Sicherheitsredundanz: Nickelstreifen haben einen gewissen Grad an Flexibilität, der die Volumenausdehnung der Batterie während des Lade- und Entladevorgangs (ca. 10 % bis 20 %) abpuffern kann, wodurch das Risiko eines Laschenbruchs oder Kurzschlusses verringert wird.   II. Die spezifische Rolle von Nickelstreifen in Lithiumbatterien 1. Laschenanschluss und Stromleitung Aktionsszenario: Verbinden Sie die positiven und negativen Laschen mit dem externen Stromkreis (z. B. der Stromschiene des Batteriemoduls), um einen Strompfad zu bilden. Schlüsselwert: Sicherstellung der niederohmigen Verbindung zwischen den Laschen (positive Aluminiumfolie, negative Kupferfolie) und dem externen Leiter zur Reduzierung des Innenwiderstands der Batterie (erhöht den Innenwiderstand in der Regel um < 5 mΩ). Verteilung der Stromdichte an den Laschen, um lokale Überhitzung zu vermeiden (z. B. kann der Nickelstreifen bei Entladung mit hohem Strom die Temperatur bei ≤60℃ halten). 2. Strukturelle Unterstützung und Fixierung von Batteriemodulen Aktionsszenario: Als Verbindungsteil zwischen den Zellen im Modul, Fixierung der Zellenposition und Übertragung mechanischer Spannungen. Schlüsselwert: Verwenden Sie die elastische Verformung des Nickelstreifens, um Schwingungsenergie zu absorbieren (z. B. Stöße während der Fahrt des Autos) und das Risiko einer Membranpunktion durch Zellverschiebung zu verringern. Ultradünne Nickelstreifen (z. B. 0,1 mm) können eng an der Oberfläche der Zelle anliegen, wodurch Modulraum gespart und die Energiedichte erhöht wird (ca. 5~10 Wh/L). 3. Sicherheitsschutz und Unterstützung des Wärmemanagements Sicherungsschutz: Einige Nickelstreifen sind als Schmelzstrukturen (z. B. Hohl- oder verdünnte Bereiche) konzipiert. Wenn die Batterie überlastet ist (z. B. Kurzschlussstrom > 100 A), schmilzt der Nickelstreifen vor der Batteriezelle, unterbricht den Stromkreis und verhindert ein thermisches Durchgehen. Wärmeleitung und Wärmeableitung: Die Wärmeleitfähigkeit des Nickelstreifens beträgt 90 W/(m·K), wodurch die Wärme der Batteriezelle auf das Modulgehäuse oder die Wasserkühlplatte übertragen werden kann. Bei Verwendung mit Wärmeleitkleber kann der Wärmewiderstand um 30 % bis 50 % reduziert werden. 4. Prozesskompatibilität und standardisierte Produktion Automatisierungsanpassung: Nickelstreifen können durch Hochgeschwindigkeitsstanzen und -walzen geformt werden und sich an die Wickel-, Laminier- und andere automatisierte Prozesse von Lithiumbatterie-Produktionslinien anpassen, mit einer Produktionseffizienz von 50~100 Stück/Minute. Einheitliche Industriestandards: Mainstream-Lithiumbatteriehersteller (wie CATL und Panasonic) verwenden Nickelstreifen als Standardverbindungsmaterialien, um die Zusammenarbeit in der Lieferkette und die Qualitätskontrolle zu erleichtern.   III. Zukunftstrends: Leistungssteigerung und Materialinnovation Ultradünn und Verbundwerkstoff: Entwicklung von Nickelstreifen mit einer Dicke von weniger als 0,03 mm oder Nickel-Kupfer-Graphen-Verbundstreifen, um die Leitfähigkeit und Flexibilität weiter zu verbessern. Ohne Beschichtung: Ersetzen Sie die traditionelle Nickelbeschichtung durch Nanobeschichtungstechnologie (z. B. diamantähnliche Beschichtung), um die Kosten zu senken und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Recycling: Forschung an effizienten Demontagetechnologien von Nickelstreifen (z. B. Tieftemperatur-Sprödbruch-Trennung) mit dem Ziel, die Nickelrückgewinnungsrate von derzeit 70 % auf über 95 % zu erhöhen, im Einklang mit den Anforderungen der Kreislaufwirtschaft. Nickelstreifen sind mit ihren umfassenden Leistungsvorteilen immer noch der „Goldstandard“ für Lithiumbatterie-Verbindungsmaterialien, und ihre Rolle ist unersetzlich. Da sich die Batterietechnologie in Richtung hoher Energiedichte und langer Lebensdauer entwickelt, werden die Leistungsoptimierung und die innovative Anwendung von Nickelstreifen weiterhin im Mittelpunkt der Branche stehen.    

Das Raumschiff brauchtTitanschichtDie wichtigsten Gründe hierfür sind insbesondere die ausgezeichnete Gesamtleistung, die den besonderen Anforderungen des Luftfahrtbereichs in extremen Umgebungen gerecht werden kann.   1Gleichgewicht zwischen Leichtgewicht und hoher FestigkeitWeltraummissionen sind gewichtsempfindlich: Jedes Kilogramm Gewichtsverringerung des Space Shuttles kann die Startkosten erheblich senken und die Nutzlastkapazität erhöhen.Die Dichte von Titanfolie beträgt nur 4.5 g/cm3, was etwa 57% des Stahls entspricht, aber seine Festigkeit nahe der der hochfesten Stahls liegt (Zugfestigkeit kann 500-1100 MPa erreichen),die das Gewicht der Struktur reduzieren und gleichzeitig die Festigkeit der Bauteile gewährleisten kann.Typische Anwendungen: zur Herstellung von tragenden Strukturen wie Rumpfrahmen, Kraftstofftanker und Motorhalterungen.Der Außenbrennstoffbehälter des US-Raumfahrzeugs besteht aus einer Titanlegierung, wodurch sichergestellt wird, dass es einem enormen Schub standhält und gleichzeitig das Gewicht reduziert.   2. Hochtemperaturbeständigkeit und KorrosionsbeständigkeitExtreme Temperaturen: Wenn das Space Shuttle durch die Atmosphäre geht,die Oberflächentemperatur kann 1200-1650°C erreichen (z. B. Vorderkante des Flügels und Bauch des Rumpfs), und gewöhnliche Metalle sind leicht zu erweichen oder zu oxidieren. Titanfolie (insbesondere Titanlegierung wie Ti-6Al-4V) kann bei **500°C** immer noch eine gute Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit aufrechterhalten,die besser ist als Aluminiumlegierung (Temperaturbeständigkeit von ca. 300°C).Korrosionsbeständigkeit: Eine dichte TiO2-Oxidfolie bildet sich leicht auf der Oberfläche vonTitanschicht, die der Korrosion durch hochenergetische Partikelstrahlung, ultraviolette Strahlen und Treibstoffe (wie flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff) im Weltraum widerstehen und die Lebensdauer von Bauteilen verlängern kann.Zum Beispiel:, die Kraftstoffleitung des Motors und die Verbrennungskammer des Space Shuttles bestehen aus Titanfolie, die der langfristigen Erosion durch stark ätzende Brennstoffe standhält.   3. Gute NiedertemperaturleistungLuft- und Raumfahrt-Kryogenszene: Die Lagertemperatur von flüssigem Wasserstoffbrennstoff beträgt **-253°C** und flüssiger Sauerstoff **-183°C**.Gewöhnliche Materialien (z. B. Stahl) werden bei niedrigen Temperaturen leicht zerbrechlich, während Titanfolie bei sehr niedrigen Temperaturen eine gute Zähigkeit und Festigkeit beibehalten kann, wodurch das Risiko von Strukturrisiken vermieden wird.Anwendungsfall: Der kryogene Brennstoffbehälter des Space Shuttles (z. B. der Flüssigwasserstoffbehälter des Hauptmotors) besteht ausTitanschichtoder Titanlegierung, um einen stabilen Betrieb bei extrem niedrigen Temperaturen zu gewährleisten.   4. Anti-Ermüdungs- und LanglebigkeitsmerkmaleWiederholte Belastbarkeit: Das Space Shuttle wird während des Starts und der Rückkehr starken Schwingungen und wechselnden Belastungen ausgesetzt.Titanfolie weist eine hohe Ermüdungsfestigkeit auf (rund 40%-50% der Zugfestigkeit) und kann Zehntausenden von zyklischen Belastungen ohne Ausfall standhaltenEs eignet sich für Teile, die lange wiederverwendet werden müssen (z. B. die wiederverwendbare Flügelstruktur des Space Shuttles). Zuverlässigkeitsanforderungen: Titanfolie ist stark widerstandsfähig gegen die Ausbreitung von Rissen.die das Risiko eines durch geringfügige Defekte verursachten Strukturfehlers verringern und die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen von Raumfahrtmissionen erfüllen können.   5Biokompatibilität und spezielle Anpassung der SzeneSicherheit des bemannten Weltraumfluges: In bemannten Kabinen oder Lebensunterstützungssystemen wird die Biokompatibilität vonTitanschicht(keine Nebenwirkungen mit menschlichem Gewebe) ermöglicht die Herstellung von Teilen, mit denen Astronauten in Berührung kommen (z. B. Sitzstützen, Rahmen von medizinischen Geräten),Vermeidung der Niederschlagung von Metallionen und Schädigung des menschlichen Körpers.Radar- und elektromagnetische Kompatibilität:Titanfolie hat eine moderate elektromagnetische Abschirmungsleistung und kann zur Herstellung der Antennenhülle oder des Gehäuses der elektronischen Ausrüstung des Space Shuttles verwendet werden, die einen strukturellen Schutz bieten und gleichzeitig Störungen von Radarsignalen vermeiden. Zusammenfassung: Der unersetzliche Charakter vonTitanschichtTitanfolie ist aufgrund ihrer vielfältigen Vorteile wie Leichtgewicht, hohem Temperaturvermögen, Korrosionsbeständigkeit,NiedrigtemperaturbeständigkeitSeine Leistung bestimmt unmittelbar die Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Missionskosten von Space Shuttles.und es ist ein unverzichtbares Grundmaterial für die moderne LuftfahrtindustrieIn Zukunft wird mit der Entwicklung leistungsfähigerer Titallegierungen (z. B. β-Titanlegierungen) die Anwendung vonTitanschichtIn der Luft- und Raumfahrt wird sich die Zahl der Arbeitsplätze weiter ausbauen.  

Die einschlägigen Normen fürTitanschichtfür medizinische Implantate sind hauptsächlich wie folgt:   Chinesischer Standard GB/T 13810-2007 "Titanium undmit einer Breite von nicht mehr als 20 mm"Verarbeitungsmaterialien für chirurgische Implantate": Dies ist Chinas nationaler Standard für Titan undTitallegierungVerarbeitungsmaterialien für chirurgische Implantate, die Sorten wie TA1ELI, TA1, TA2, TA3, TA4, TC4, TC4ELI, TC20 usw. umfassen, um die umfassende Leistungsfähigkeit des Materials zu gewährleisten,Diese Norm enthält sehr strenge Anforderungen und Kontrollen für die hochvergrößerte metallographische Struktur und den Wasserstoffgehalt und den Gehalt an anderen Zwischenelementen der Zweiphasen-Titanlegierung., und erfordert eine strenge Ultraschallfehlererkennung von Platten- und Stangverarbeitungsmaterialien zu 100%, um die interne Qualität des Produkts zu gewährleisten.   Jährliches Jahrbuch der Kommission (JG/T 1615-2018) "Allgemeine Anforderungen an Filme aus Titansäure und TitansäureTitallegierungenfür chirurgische Implantate": Sie legt die Begriffe, Definitionen,Leistungsanforderungen und Prüfverfahren für die Wirkfläche der anodierten Folie aus Titan und Titanlegierungen für chirurgische Implantate. Applicable to the anodic oxide film that undergoes oxidation reaction on the surface with titanium and titanium alloy products as anodes in the corresponding electrolyte according to the principle of electrolysis through the action of an external electric field. Die Farbe und der Farbdifferenz, die Filmdicke, das Offenkreislaufpotenzial, die Kratzfestigkeit, die Härte, die Zytotoxizität und andere Aspekte des Anod-Oxidfilms werden reguliert.   US-amerikanischer Standard ASTM F67 "Reines Titan für chirurgische Implantate": legt die chemischen, mechanischen und metallurgischen Anforderungen an vier Sorten reines Titan fest (UNS R50250, UNS R50400, UNS R50550,für die Herstellung von chirurgischen Implantaten verwendetDas Material kann warmgewalzt, kaltgewalzt, geschmiedet, gegossen oder belastungsfrei sein, und es gibt klare Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften vonTitaniumMaterialien wie höchste Zugfestigkeit, Ausbeugfestigkeit, Dehnung und Querschnittsschrumpfung.   ASTM F136 "6Al4V ELI-Titanlegierung für chirurgische Implantate": Standardspezifikation für 6Al4V ELI-Titanlegierung für chirurgische Implantate, in der ihre chemische Zusammensetzung festgelegt ist,mechanische Eigenschaften, Wärmebehandlungsstatus usw., um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Materials in der medizinischen Implantatumgebung zu gewährleisten.     Darüber hinaus wird bei der tatsächlichen Produktion und AnwendungTitanschichtfür medizinische Implantate müssen auch Biokompatibilitätsstandards erfüllen, wie z. B. die ISO 10993-Testreihe, einschließlich Tests zur Zytotoxizität, Sensibilisierung und Genotoxizität.in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit, muss es den einschlägigen Anforderungen wie einer Korrosionsrate von < 0,001 mm/Jahr in physiologischer Kochsalzlösung (ASTM G31) entsprechen.        

Titanfolie hat aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ihres geringen Gewichts, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer ausgezeichneten Biokompatibilität unersetzliche Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizin.Im Folgenden werden die spezifischen Anwendungsszenarien erläutert., technische Anforderungen und typische Fälle in den beiden Hauptbereichen:一Luft- und Raumfahrt: Schlüsselmaterialien in extremen Umgebungen mit einer Breite von nicht mehr als 15 mmist hauptsächlich im Luft- und Raumfahrtbereich für die Reduzierung des Baugrundgewichts, hochtemperatur-/korrosionsbeständige Bauteile, Abschirmung elektronischer Geräte und andere Szenarien verwendet,und muss strengen Anforderungen an mechanische Eigenschaften und Umweltausfallfähigkeit entsprechen.1- Strukturelle Komponenten und thermischer SchutzAnwendungsszenarien:Leichtgewichtige Bauteile wie Flugzeughülsen, Flügelrahmen und Trennwände des Motorraumsmit einer Breite von nicht mehr als 20 mm,hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, um das Gewicht der gesamten Maschine zu reduzieren (wie bei der Boeing 787 ist die Titallegierung für den Rumpf 15%).Düsen für Raketenmotoren, Wärmeschutzschichten für Raumfahrzeugemit einer Breite von mehr als 20 mm,.Technische Anforderungen:Zugfestigkeit ≥ 800 MPa, Dehnung ≥ 10% und müssen die Müdigkeitstests bestehen (die Zehntausende von Start- und Landungs-/Flugzyklen simulieren).Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit: Langlebigkeit bei 500°C, Oberflächen-Oxid-Schichtdicke < 5 μm.2. Elektronische Ausrüstung und elektromagnetische AbschirmungAnwendungsszenarien:Electromagnetic shielding covers of satellite communication equipment and radar systems use the conductivity of titanium foil (electrical conductivity is about 18% of copper) to block external interference.Das Wärmeabbau-Substrat von Avionikgeräten kombiniertTitanschichtmit keramischen/metallischen Verbundwerkstoffen, um eine hohe Wärmeleitfähigkeit (Wärmeleitfähigkeit ≈15 W/m・K) und Isolationskompatibilität zu erreichen.Technische Anforderungen:Die Prüfungen sind auf der Grundlage der in Absatz 1 Buchstabe a genannten Verfahren durchgeführt.3- Versiegelung und Verbindung in extremen UmgebungenAnwendungsszenarien:Versiegelungsdichtungen von Kraftstoffsystemen für Luftfahrtmotoren, widerstandsfähig gegen Kerosinkorrosion und -vibrationen; Versiegelungsfolienstreifen von Vakuumlocken von Raumfahrzeugen zur Verhinderung von Gaslecks.Die Schraubschleifen an verschraubten Gelenken nutzen den Speichereffekt vonTitanschicht(Erhaltung der Vorbelastung nach leichter plastischer Verformung).Ein typischer Fall:Die Titallegierungsfolie des Airbus A350 XWB reduziert die Leckage des Kraftstoffsystems um mehr als 90%.二Medizinischer Bereich: doppelte Benchmarks für Sicherheit und LeistungIm medizinischen Bereich konzentriert sich Titanfolie auf implantierbare Geräte, präzise chirurgische Werkzeuge und In-vitro-Geräte.Beständigkeit gegen Korrosion durch Körperflüssigkeiten, und Verarbeitungsgenauigkeit.1. Implantierbare medizinische GeräteAnwendungsszenarien:Orthopädische Implantate: z. B. Titan-Gitter für Schädelreparatur- und Spinalfusionsgeräte (Titanfolie wird in eine poröse Struktur gestempelt, um das Wachstum von Knochenzellen zu fördern),mit der Osteokonduktivität von Titan (die Bindungsfestigkeit an menschliche Knochen beträgt mehr als 30 MPa).Herzstent: Eine ultradünne Titanschicht (Stärke 0,05-0,1 mm) wird mit einem Laser in eine Maschenstruktur geschnitten, um die Blutgefäße zu stützen und die Flexibilität zu erhalten (radial unterstützende Kraft ≥5N/mm).Technische Normen:Es muss der Norm ISO 5832-2 (Titan und Titanlegierungen für chirurgische Implantate) entsprechen, Reinheit ≥ 99,5%, Verunreinigungsanteil (wie Fe, C, N) ≤ 0,3%.Die Oberfläche muss elektropoliert (Rohheit Ra ≤ 0,2 μm) und mit Plasma behandelt werden, um die Zelladhäsion zu verbessern.2Präzisionschirurgische InstrumenteAnwendungsszenarien:Mikrochirurgische Klingen (Stärke ≤ 0,02 mm), endoskopische Biopsie-Griffeln, mit der hohen Härte (HV ≥ 200) und Ermüdungsbeständigkeit von Titanfolie (wiederholtes Öffnen und Schließen von000 mal ohne Verformung).Zähneimplantat-Basisanschlussteile, Titanschicht ist in Mikron-Grad-Fäden mit einer Genauigkeit von ± 5 μm gestempelt.Verarbeitungsprobleme:Die Mikro-Stempeltechnologie (Genauigkeit der Form ± 1μm) und die Elektrosparkbearbeitung sind erforderlich, um eine Leistungszerstörung durch Überhitzung des Materials zu vermeiden.3In vitro-MedizingeräteAnwendungsszenarien:Elektrodenfolie eines tragbaren Blutzuckermessers, Platin/Iridium-Beschichtung auf der Oberfläche von Titanfolie,Verbesserung der elektrochemischen Stabilität (Stromverfall < 5% nach 500 Zyklen von Zyklusvoltmetrieprüfungen).Die Titallegierung des Dialysators kann einer Desinfektion mit Natriumhypochloritlösung standhalten (Korrosionsrate < 0,001 mm/Jahr bei einer Konzentration von 2000 ppm).Ein typischer Fall:Das Herzventil mit dem Medtronic CoreValve Transkatheter verwendetTitanschichtDie Durchlässigkeit beträgt mehr als 95% 10 Jahre nach der Operation.三Kerntechnologische Herausforderungen und Entwicklungstrends1Luft- und RaumfahrtHerausforderungen:Einheitliche Walzung von ultradünner Titanschicht (< 0,05 mm): Ein Schmierungsprozess auf Nanoniveau (z. B. ionische Flüssigkeitsschmierung) muss entwickelt werden, um die Dickenfluktuationen zu reduzieren.Antioxidationsbeschichtung bei hohen Temperaturen: Forschung an einer Verbundbeschichtung aus Titannitrid (TiN) /Aluminiumoxid (Al2O3) zur Erhöhung der Temperaturwiderstandsgrenze auf mehr als 800°C.Der Trend:3D-Druck von laminierten Strukturen aus Titanfolie (z. B. Elektronenstrahlschmelztechnologie) zur Herstellung von Komponenten für die thermische Steuerung komplexer Hohlräume.2- Medizinisches Gebiet.Herausforderungen:Antibakterielle Modifikation von Titanfolie: Durch Oberflächeneinpflanzung von Silberionen/Nanozinkoxid beträgt die antibakterielle Wirksamkeit innerhalb von 24 Stunden > 99%.Entwicklung von abbaubarer Titanfolie: Forschung an einer Titan-Magnesium-Kalzium-Legierung, Kontrolle der Abbaustrate bei 0,01-0,1 mm/Jahr, geeignet für vorübergehende Stützvorrichtungen.Der Trend:Titanfolie besteht aus bioaktiven Materialien (wie Hydroxyapatit), um eine bionische Knochenoberfläche zu konstruieren und den Heilungsprozess von Implantaten zu verkürzen.ZusammenfassungDer Einsatz von Titanfolie in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin ist im Wesentlichen eine exakte Übereinstimmung zwischen der Materialleistung und den Anforderungen des Szenarios:Der Luftfahrtbereich konzentriert sich auf die Zuverlässigkeit in extremen UmgebungenDie Entwicklung der Nanotechnologie und der Oberflächentechnik hat dazu geführt, dass die Forschung in den Bereichen Biosicherheit und funktionelle Anpassung zunehmend in den Mittelpunkt gerückt ist.Titanfolie eröffnet neue Möglichkeiten in modernsten Bereichen wie wiederverwendbaren Raumfahrzeugen und abbaubaren medizinischen Implantaten.