Titanium-clad Aluminum là gì?

Titanium-clad aluminum là một loại vật liệu kim loại bọc (metal composite) được cấu tạo từ hai lớp chính: lớp ngoài bằng titan và lõi bên trong bằng nhôm. Mục tiêu của sự kết hợp này là tận dụng đồng thời những đặc tính ưu việt của cả hai vật liệu – khả năng chống ăn mòn cực tốt của titan và trọng lượng nhẹ, dẫn nhiệt cao của nhôm – để tạo ra một vật liệu có hiệu năng vượt trội và tối ưu chi phí sử dụng.

• Lớp ngoài: Thường sử dụng Titan Grade 1 hoặc Grade 2 – là các mác titan thương mại có độ tinh khiết cao, được biết đến với khả năng chống ăn mòn xuất sắc trong môi trường hóa chất, nước biển, axit loãng và các điều kiện khắc nghiệt khác. Đây là lớp đóng vai trò bảo vệ, đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho thiết bị.

• Lõi nhôm: Thường là các loại nhôm tinh khiết như 1050, 1060 hoặc hợp kim nhôm như 3003, 5052, có ưu điểm trọng lượng nhẹ, khả năng dẫn nhiệt tốt và giá thành rẻ hơn so với titan nguyên khối.

Công nghệ sản xuất Titanium-clad Aluminum

Để tạo nên sự liên kết vững chắc giữa titan và nhôm – hai vật liệu vốn có đặc tính vật lý và nhiệt học rất khác nhau – người ta sử dụng các công nghệ ghép kim loại hiện đại như:

• Cán nóng nhiều lớp (Hot Rolling Cladding):
  Kim loại được làm nóng và ép lại dưới áp lực lớn, tạo ra sự khuếch tán ở lớp tiếp giáp, hình thành liên kết bền.

• Hàn nổ (Explosive Bonding):
  Sử dụng sóng xung kích từ vụ nổ được kiểm soát để ép hai lớp kim loại kết dính với nhau ở cấp độ nguyên tử mà không làm biến tính vật liệu.

• Ép đùn liên kết (Hot Extrusion Cladding):
  Dùng cho các sản phẩm hình trụ, ống hoặc tấm có tiết diện dài. Nhôm và titan được ép lại dưới nhiệt độ cao và áp lực lớn để tạo lớp liên kết đồng nhất.

Nhờ cấu trúc thông minh và công nghệ sản xuất tiên tiến, titanium-clad aluminum là lựa chọn vật liệu ngày càng được ưu tiên trong các ngành công nghiệp cần kháng ăn mòn cao, trọng lượng nhẹ, và hiệu quả chi phí tốt hơn so với titan nguyên khối.

Cấu trúc vật liệu (COMPOSITE STRUCTURE)

Titanium-clad aluminum là một dạng vật liệu kim loại bọc (clad metal) có cấu trúc hai lớp: một lớp titan bên ngoài và một lõi nhôm bên trong, được liên kết chặt chẽ thông qua các quy trình kỹ thuật cao như cán nóng hoặc hàn nổ. Cấu trúc này cho phép vật liệu phát huy đồng thời các ưu điểm vượt trội của cả hai kim loại: titan chống ăn mòn cực tốt và nhôm nhẹ, dẫn nhiệt cao.

Chi tiết cấu trúc:

Tỷ lệ lớp titan – nhôm:

• Độ dày lớp titan thường dao động từ 0.5 mm đến 2.0 mm. Chiếm khoảng 10–30% tổng chiều dày tấm (tùy theo yêu cầu ứng dụng và môi trường làm việc).

• Trong những môi trường ăn mòn mạnh hoặc có tải trọng cơ học cao. Lớp titan có thể được tăng độ dày để đảm bảo độ bền và tuổi thọ.

Cấu trúc hai lớp của titanium-clad aluminum không chỉ mang lại hiệu quả chống ăn mòn như titan nguyên khối. Mà còn tiết kiệm chi phí và trọng lượng nhờ lõi nhôm bên trong. Đây là giải pháp thông minh trong thiết kế các thiết bị công nghiệp đòi hỏi khắt khe cả về hiệu suất vận hành lẫn chi phí đầu tư.

Tính chất vật lý titanium-clad aluminum

Với cấu trúc composite thông minh, titanium-clad aluminum sở hữu sự kết hợp hài hòa giữa độ bền. Khả năng chống ăn mòn, dẫn nhiệt và trọng lượng nhẹ. Dưới đây là các thuộc tính kỹ thuật tiêu biểu giúp vật liệu này trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp.