鈦金屬為何有如此優(yōu)異的性能？

鈦金屬因其材料特色已與鋼、鋁金屬共舞。鈦材的優(yōu)勢為質(zhì)輕、耐熱、耐腐蝕。但因?yàn)殡y以精煉，雖然是鋁，鐵和鎂之后第四豐富的實(shí)用金屬，但鈦仍然歸類為稀有金屬。鈦業(yè)在制成品方面越來越多，但首用于國防工業(yè)，目前其應(yīng)用已經(jīng)從飛機(jī)到汽車零部件，建筑材料和醫(yī)療儀器。

鈦的比重為4.5，僅為銅和鎳的一半，銅和鎳的比重為8.9。鈦比鐵輕40%，鐵的比重為7.9。鈦合金與高強(qiáng)度特種鋼相同或更強(qiáng)。在高達(dá)約500℃的溫度下，就給定密度的強(qiáng)度而言，它是最實(shí)用的金屬之一。與非鐵金屬制造的鈦合金應(yīng)用于噴氣發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣風(fēng)扇、渦輪機(jī)、機(jī)翼及機(jī)身和其他大型結(jié)構(gòu)組件。

鈦應(yīng)用在飛機(jī)產(chǎn)業(yè)：

歐美金屬廠商生產(chǎn)鈦合金錠，供應(yīng)給歐洲空中客車和美國波音公司有關(guān)的零組件生產(chǎn)商和發(fā)動機(jī)制造商。這些廠商如美國的Wyman-Gordon公司，俄羅斯的VSMPO-Avisma公司就囊括航天產(chǎn)業(yè)大部分的市場。

鈦應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè)：

鋼是汽車中使用的主要材料，但近年來汽車制造商已經(jīng)開始使用更多的鋁和鎂來使其車輛更輕。鈦比鐵輕得多，是鋁的三倍。因此鈦在汽車零件中的使用也日漸成長。

日產(chǎn)汽車發(fā)布的GT-R跑車2017年車款，此車款的消音器會采用新日鐵的獨(dú)特的鈦合金Super-TIX 10CU，是按1.0%的重量比例在鈦中添加銅的Ti-Cu類合金，這使它更容易加工，同時(shí)還增加耐熱性，也使使車輛更輕。（注：以前的型號，GT-R的消音器為不銹鋼。）

本田重機(jī)公司的CRF450R越野摩托車的油箱，從2017年車型開始也將使用新日鐵制造的鈦，是第一個(gè)可量產(chǎn)車輛用鈦油箱。新日鐵與本田合作研發(fā)，改進(jìn)了壓力成型和焊接的方法。因?yàn)殁伈馁|(zhì)輕堅(jiān)固的特性，2017年CRF450R油箱可以制成比目前使用的更薄。

豐田汽車的燃料電池車也使用鈦零件。其集團(tuán)子公司豐田紡織株式會社已開發(fā)了用于燃料電池堆的電極分離器中的鈦零組件，其可引發(fā)氫氧發(fā)生作用來發(fā)電。鈦板經(jīng)由壓力處理從而提高發(fā)電效率。 鈦應(yīng)用在建筑產(chǎn)業(yè)：

建筑材料鈦材料的應(yīng)用，包括有如今年夏天，東京淺草區(qū)淺草寺（Sensoji）一角的五層塔的屋頂上的瓷磚的更新。將腐蝕和變形由鋁合金制成的瓦更新為抗風(fēng)雨耐腐蝕的鈦合金，更新后淺草寺的屋頂瓦片看起來就像傳統(tǒng)的日本瓷磚。淺草寺于2007年使用鈦材來汰換其寶藏門（Hozomon）傳統(tǒng)使用的黏土瓦，及2010年寺廟的主建筑體的汰換更新，減輕整個(gè)屋頂重量大約80%，從原有舊材質(zhì)的930噸到鈦材質(zhì)的180噸。因?yàn)榻ㄖ锏闹匦谋挥行У亟档?，大大增加淺草寺抗震的能力。2011年3月的地震期間，建筑主樓的屋頂完好如初，沒有任何瓦片從建筑主樓掉下。

鈦應(yīng)用在海洋產(chǎn)業(yè)： 日經(jīng)評論指出因鈦材質(zhì)的耐腐蝕性，其在海洋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展日漸廣泛。如由新日鐵住金公司所開發(fā)的鈦板使用在東京羽田機(jī)場海面上建造的D跑道。

另外應(yīng)用在日本沖繩縣Nago魚港的防坡堤。防坡堤壁通常由玻璃纖維強(qiáng)化塑料（fiber-reinforced plastic，簡稱FRP）所制成。使用鈦制的防坡堤壁，雖然前期成本比FRP高出約20%，但它可以持續(xù)使用50年以上，而FRP的成本約為30年。而塑料在那段時(shí)間內(nèi)必須修復(fù)兩次，因此使用鈦材其總成本是相對比較經(jīng)濟(jì)。

鈦應(yīng)用在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)：

由于鈦具有防止金屬離子從覆蓋金屬部件表面的氧化膜中溶解的特性已經(jīng)被用于眼鏡框架和其他日常生活的一部分。另外由于其與活生物體的親和力并且因?yàn)槠淙嵝耘c骨的柔韌性相似，所以對人工關(guān)節(jié)，骨骼和牙齒的需求日益增加。研究人員甚至開始使用鈦粉來生產(chǎn)人造骨頭使用3 D打印機(jī)。

Terumo公司支付了約3.8億美元收購生產(chǎn)由鎳鈦合金制成的動脈瘤栓塞裝置的Sequent Medical公司。該裝置將導(dǎo)管從患者的大腿輸送到大腦的血管中，其中鈦網(wǎng)直接插入動脈瘤內(nèi)。與使用線圈并需要多次通過的方法相反，該方法允許裝置在一次通過中展開。

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