钛的主要矿石是金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3,它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在1791年英国英格兰西南端康沃尔(Cornwall)郡门拉陈(Menacan)教区的牧师格累高尔,也是一位科学家,分析出产在他教区内的一种黑色矿砂,也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后,1795年,克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克(Boinik)地区出产的金红石,认识到它是一种新金属的氧化物,具有抵抗酸、碱溶液的特性,借用希腊神话中大地的一代儿子们泰坦神族Titans,命名这个金属为titanium,元素符号定为Ti。两年后,克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性,已成为化工生产中重要的材料。钛一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大,甚至比氯、磷都大。
新方向。中国钛工业虽然被称为朝阳产业,但是很多时候由于价格的原因,以及产品应用领域的原因,不被人们所熟知,许多钛产品被老百姓认为是使用不起地“奢侈品”。从户外钛产品到医疗器械都会很自然的体现出来,例如,钛自行车的价位、钛登山杖的价位、身体植入钛材的价格等,都不被广大群众所认可。随着国家供给侧结构性的改革,以及钛行业淘汰落后产能,企业创新转型升级的力度不断加大,企业必将催生出更多更新,价格更能让老百姓接受,适合人们使用的钛产品。伴随着广大群众对钛的认识更加深入,更加被人们所熟知和了解,人们会喜欢上钛产品,喜欢使用钛产品。这就是钛行业发展的新方向。
新未来。钛行业一直被认为是朝阳产业,它广阔的发展前景,让我们不禁浮想联翩。钛行业在中国才仅仅发展了60多年,已经是海陆空一起发展。国内钛产品在3D打印、智能机器人、C919、运20、歼20、大吨位火箭、核电、舰船制造、医疗器械、海洋工程等项目和领域不断投入实际的运用,从中我们不难看出,钛行业发展是瞬息万变,不会因为市场的低迷而停滞不前,也不会因为个别企业的经营困难停止转型升级,只有深化改革的企业,以科技创新谋发展的企业才会有出路。“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?”这也是我们行业发展的共识,谁是钛行业的最终强者,我们拭目以待。
国内研究现状及问题
我国从20世纪70年代开始医用钛合金材料的研究和应用,经过前期对Ti-6Al-4V 、Ti-6Al-7Nb、Ti-5Al-2.5Fe医用钛合金的仿制研究,早在1999年西北有色金属研究院在国内研制出个具有我国自主知识产权近α型新型医用钛合金TAMZ(Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr),综合性能与Ti-6Al-7Nb相当。
在2005年,西北有色院又研制出两种新型高强低模量近β型医用钛合金TiZrMoNb(TLE)和Ti Zr Sn Mo Nb (TLM)。中科院金属所也开发出新型低模量近β型钛合金Ti -24Nb-4Zr-7.6Sn(Ti 2448)。另外,北京有色院、哈工大、东北大学、天津大学等单位也在开展新型β型钛合金的应用及相关基础研究。
基于我国国情,拥有约13亿人口和6000万残疾人的大国,而且我国正步入老龄化社会,为此要提供大量优质的生物医用材料及器件以供临床诊治的需要。而我国在医用种植体方面的研究起步较晚,目前人工关节近一半需要进口,而牙科种植体以及一些高端植入物更是90%以上使用进口产品,价格十分昂贵,普通工薪阶层的百姓难以承受。因此,开发没有毒性、低弹性模量且价格低廉的新型植入用钛合金是一个值得研究的课题。