钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性,广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品、家居生活等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
那么,钛金属具有诸多优点,那么钛金属的具体用途都有哪些呢?
航空航天:喷气发动机部件、机身部件、火箭、人造卫星等部件;
化学、石油化工和一般工业:尿素、乙酸、丙酮,苏打,表面处理,冶金,环保;
发电和海水淡化:核电、火电、地热发电、蒸发式海水淡化装置;
海洋开发和能源:石油天然气开采,石油精炼、LNG,深海艇、海洋温差发电,水产养殖,核废物处理/再处理/浓缩 ;
建筑:屋顶、大厦外装、港湾设施、桥梁、海底隧道等;
交通运输设备:汽车部件,船用部件,铁路等;
医疗:人造骨骼、牙齿、心脏支架等 (钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有质轻、弹性模量低、无磁性、抗腐蚀性、强度高、韧性好);
体育用品:自行车、登山杖、高尔夫球杆等体育娱乐用品;
家居生活:钛锅、钛餐具、钛茶具、钛保温杯、钛电热水壶等。
中国已成为全球的钛金属生产国和消费国之一,可见,钛市场的前景比较光明。
发展历程
钛元素发现于1789年,1908年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白,1910年在试验室中首先用钠法制得海绵钛,1948年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛---这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。
中国钛工业起步于20世纪50年代。1954,北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究,1956年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划,1958年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验,成立了中国最早海绵钛生产车间,同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国个钛板带加工材生产试验车间。
20世纪60-70年代,在国家的统一规划下,先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位;在1967年在洛阳铜加工厂成立了中国首先个钛管棒加工材生产试验车间和第二条钛板带材生产试验车间,直到1972年宝鸡有色金属加工厂建成投产后,洛阳铜加工将工艺资料移交北京有色研究总院,按照冶金部的专业划分,不再承担钛材料的开发试制工作;以北京有色研究总院、沈阳铝镁院、抚顺铝厂、沈阳有色金属加工厂、东北轻合金加工厂、洛阳铜加工厂等单位为主,援建了宝鸡有色金属加工厂和宝鸡贵金属所,从此按照行业划分,以宝鸡有色金属加工厂和宝鸡贵金属所为主,承担了国内大部分钛加工材料的生产开发试制工作。同时中国也成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。
钛被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富,在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法 或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛,可用于制造白色颜料。其他化合物还包括(TiCl4)(作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护)及三氯化钛(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生产)。