淺析含鈦眼鏡架特性

楊曉莉金華/文

淺析含鈦眼鏡架特性

楊曉莉1金華2/文

本文闡述了鈦及鈦合金材料的性能特點(diǎn)，對市場上常見的幾種鈦架（純鈦鏡架、β鏡架、形狀記憶鏡架）進(jìn)行了對比分析，并提出了眼鏡架用鈦合金材料的未來發(fā)展方向。

鈦；鈦合金；眼鏡架；材料

眼鏡架用金屬材料較多，常見的主要有銅及銅合金、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金、金合金等。其中鈦及鈦合金因?yàn)榫哂兄T多優(yōu)點(diǎn)，因而在市場上銷量看好，倍受消費(fèi)者青睞。讓我們簡單解析一下含鈦的眼鏡架有些什么特質(zhì)，鈦金屬是如何運(yùn)用在眼鏡架上的。

1 鈦的主要物化性質(zhì)

1.1 重量輕

以尺寸為54 mm的鏡圈為例，純鈦眼鏡架重量僅為10～13克，而其他低檔次的金屬材料鏡架，達(dá)50～55克。通常情況下，佩戴者的頭部、耳部和鼻部的耐受壓力為40克左右，眼鏡太重，佩戴者將會產(chǎn)生不同程度的不舒適感，有的甚至需要重新更換眼鏡架。因此，佩鏡者尤其是度數(shù)較高的應(yīng)從舒適、輕便的角度考慮，鈦架是很好的選擇。

1.2 耐腐蝕

鈦在空氣中很穩(wěn)定，它不會像銅因受到氧化而變色，鈦能夠在常溫下一直保持著本身的色調(diào)。另外，鈦對氧化性酸、堿、鹽、人體體液都有著優(yōu)異的抗腐蝕性能。

1.3 抗過敏

鈦又被人們稱為“親生物金屬”，它是到目前為止唯一對人類植物神經(jīng)和味覺沒有任何影響的金屬，因此，不會造成人的過敏或中毒。

2 常見鈦眼鏡架特點(diǎn)解析

目前，市場上常見的含鈦眼鏡架主要有以下幾種。

2.1 純鈦鏡架

這種眼鏡架的定義是指純度而言，應(yīng)用于這類鏡架上的鈦為純鈦（含量約為99.99%）。根據(jù)鈦材在眼鏡架上的使用部位不同，純鈦材制眼鏡架上通常會刻印有以下不同的英文縮寫（通常在鏡腿內(nèi)側(cè)）。

純鈦用于鏡框＋鏡架：Titan-P 或Ti-P PURE TITANIUM

純鈦用于鏡框：Front-Titan-P 或F-Ti-P

純鈦用于鏡腳：Temple-Titan-P 或T-Ti-P（與同款的其他含鈦鏡架相比，這類鏡架重量最輕，但往往價格偏高。）

2.2 β鏡架

這種鏡架是根據(jù)鏡架材料的晶型結(jié)構(gòu)而命名的。鈦是具有同素異構(gòu)的結(jié)晶組織，885 ℃以下為體心立方晶格的α相（如圖1），885 ℃以上為密排六方晶格的β相（如圖2）。鈦合金根據(jù)晶型結(jié)構(gòu)的不同可分為3類：α合金、β合金和(α+β)合金3類。

圖1 體心立方晶格

圖2 密排六方晶格

另外，在眼鏡的銷售過程中常常會有顧客問到：為什么只有β鏡架賣而沒有α鏡架呢？這主要是由于α合金含一定量的穩(wěn)定α相的元素，平衡狀態(tài)下主要由α相組成，在室溫條件下強(qiáng)度較低，所以基本不用它來制作眼鏡架；β鈦合金含大量穩(wěn)定β相的元素，可將高溫β相全部保留到室溫，可熱處理β合金在淬火狀態(tài)下有優(yōu)異的塑性，并能通過時效處理使抗拉強(qiáng)度達(dá)到130～140kgf/mm2，因此β鈦在眼鏡行業(yè)中應(yīng)用較多。

2.3 形狀記憶鏡架

市場上常見到有記憶鈦合金鏡架銷售，這種鏡架材料實(shí)際是一種Nitanol（Ti-Ni）合金，經(jīng)過一定的工藝處理后，這種材料發(fā)生形變時只要將它置于某一特定的溫度條件下就可以恢復(fù)到原來的形狀[1]。與其他鈦合金鏡架相比，用記憶鈦?zhàn)龀傻难坨R架具有極好的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

雖然鈦及鈦合金以其重量輕、耐腐蝕、抗過敏等諸多優(yōu)點(diǎn)在眼鏡架上廣為應(yīng)用，但其也存在著一些不可忽視的小問題，如鏡圈處釬焊部位的框線容易斷裂等。研究表明，框線斷裂是因?yàn)殁F焊后材料強(qiáng)度降低，在疲勞應(yīng)力作用下導(dǎo)致的疲勞斷裂[2]。另外，由于追求眼鏡架款式的多樣性，往往要求采用高強(qiáng)度鈦合金的細(xì)線材[3]，至今尚未開發(fā)出完全適用于眼鏡架用鈦合金材料。因此，開發(fā)一種能抗疲勞、冷加工性能和拋光性能好的鈦合金將是未來眼鏡架用鈦合金的發(fā)展趨勢。

[1]周芝駿.丁崇德. 的性質(zhì)及其應(yīng)用[M] .北京： 高等教育出版社.1993

[2]季龍管.眼鏡用 及 合金.中國眼鏡科技雜志.1997.4

[3]眼鏡架用新 合金Ti-10Zr. 中國眼鏡科技雜志.2008.6

作者單位：1江蘇南京金陵科技學(xué)院材料工程學(xué)院 2 吉林化工學(xué)院分析測試中心