浅析含钛眼镜架特性

杨晓莉金华/文

浅析含钛眼镜架特性

杨晓莉1金华2/文

本文阐述了钛及钛合金材料的性能特点，对市场上常见的几种钛架（纯钛镜架、β镜架、形状记忆镜架）进行了对比分析，并提出了眼镜架用钛合金材料的未来发展方向。

钛；钛合金；眼镜架；材料

眼镜架用金属材料较多，常见的主要有铜及铜合金、镍及镍合金、钛及钛合金、金合金等。其中钛及钛合金因为具有诸多优点，因而在市场上销量看好，倍受消费者青睐。让我们简单解析一下含钛的眼镜架有些什么特质，钛金属是如何运用在眼镜架上的。

1 钛的主要物化性质

1.1 重量轻

以尺寸为54 mm的镜圈为例，纯钛眼镜架重量仅为10～13克，而其他低档次的金属材料镜架，达50～55克。通常情况下，佩戴者的头部、耳部和鼻部的耐受压力为40克左右，眼镜太重，佩戴者将会产生不同程度的不舒适感，有的甚至需要重新更换眼镜架。因此，佩镜者尤其是度数较高的应从舒适、轻便的角度考虑，钛架是很好的选择。

1.2 耐腐蚀

钛在空气中很稳定，它不会像铜因受到氧化而变色，钛能够在常温下一直保持着本身的色调。另外，钛对氧化性酸、碱、盐、人体体液都有着优异的抗腐蚀性能。

1.3 抗过敏

钛又被人们称为“亲生物金属”，它是到目前为止唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属，因此，不会造成人的过敏或中毒。

2 常见钛眼镜架特点解析

目前，市场上常见的含钛眼镜架主要有以下几种。

2.1 纯钛镜架

这种眼镜架的定义是指纯度而言，应用于这类镜架上的钛为纯钛（含量约为99.99%）。根据钛材在眼镜架上的使用部位不同，纯钛材制眼镜架上通常会刻印有以下不同的英文缩写（通常在镜腿内侧）。

纯钛用于镜框＋镜架：Titan-P 或Ti-P PURE TITANIUM

纯钛用于镜框：Front-Titan-P 或F-Ti-P

纯钛用于镜脚：Temple-Titan-P 或T-Ti-P（与同款的其他含钛镜架相比，这类镜架重量最轻，但往往价格偏高。）

2.2 β镜架

这种镜架是根据镜架材料的晶型结构而命名的。钛是具有同素异构的结晶组织，885 ℃以下为体心立方晶格的α相（如图1），885 ℃以上为密排六方晶格的β相（如图2）。钛合金根据晶型结构的不同可分为3类：α合金、β合金和(α+β)合金3类。

图1 体心立方晶格

图2 密排六方晶格

另外，在眼镜的销售过程中常常会有顾客问到：为什么只有β镜架卖而没有α镜架呢？这主要是由于α合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成，在室温条件下强度较低，所以基本不用它来制作眼镜架；β钛合金含大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温，可热处理β合金在淬火状态下有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130～140kgf/mm2，因此β钛在眼镜行业中应用较多。

2.3 形状记忆镜架

市场上常见到有记忆钛合金镜架销售，这种镜架材料实际是一种Nitanol（Ti-Ni）合金，经过一定的工艺处理后，这种材料发生形变时只要将它置于某一特定的温度条件下就可以恢复到原来的形状[1]。与其他钛合金镜架相比，用记忆钛做成的眼镜架具有极好的稳定性。

3 结论

虽然钛及钛合金以其重量轻、耐腐蚀、抗过敏等诸多优点在眼镜架上广为应用，但其也存在着一些不可忽视的小问题，如镜圈处钎焊部位的框线容易断裂等。研究表明，框线断裂是因为钎焊后材料强度降低，在疲劳应力作用下导致的疲劳断裂[2]。另外，由于追求眼镜架款式的多样性，往往要求采用高强度钛合金的细线材[3]，至今尚未开发出完全适用于眼镜架用钛合金材料。因此，开发一种能抗疲劳、冷加工性能和抛光性能好的钛合金将是未来眼镜架用钛合金的发展趋势。

[1]周芝骏.丁崇德. 的性质及其应用[M] .北京： 高等教育出版社.1993

[2]季龙管.眼镜用 及 合金.中国眼镜科技杂志.1997.4

[3]眼镜架用新 合金Ti-10Zr. 中国眼镜科技杂志.2008.6

作者单位：1江苏南京金陵科技学院材料工程学院 2 吉林化工学院分析测试中心