1980年前后,中国海绵钛产量达到2800吨,然而由于当时大多数人对钛金属认识不足,钛材的高价格也限制了钛的应用,钛加工材的产量仅200吨左右,中国钛工业陷入困境。在这种情况下,由当时副总理方毅同志倡导,袁宝华同志支持,于1982年7月成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组,专门协调钛工业的发展事宜,促成了20世纪80年代至90年代初期中国海绵钛和钛加工材产销两旺、钛工业快速平稳发展的良好局面。
综上所述,中国钛工业大致经历了三个发展期:即20世纪50年代的开创期,60-70年代的建设期和80-90年代的初步发展期。在新世纪,得益于国民经济的持续、快速发展,中国钛工业也进入了一个快速成长期。
钛耐腐蚀,所以在化学工业上常常要用到它。过去,化学反应器中装热的部件都用不锈钢。不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——,每隔半年,这种部件就要统统换掉。用钛来制造这些部件,虽然成本比不锈钢部件贵一些,但是它可以连续不断地使用五年,计算起来反而合算得多。
在电化学中,钛是单向阀型金属,电位很负,通常无法用钛作为阳极进行分解。
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。
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。