钛金属(shu)化(hua)学元素(su)，外(wai)观呈(cheng)银(yin)白(bai)色(se)，有(you)金属光(guang)泽(ze)，它(ta)的(de)重量轻(qing)、强度高(gao)，能(neng)耐湿(shi)氯(lv)腐(fu)蚀(shi)。1971年(nian)，英(ying)国(guo)化学(xue)爱(ai)好(hao)者格雷(lei)戈(ge)尔首次在矿(kuang)物质(zhi)中(zhong)发现了(le)钛。钛(tai)的(de)天(tian)然矿(kuang)石主(zhu)要(yao)为分布(bu)于(yu)地(di)壳和岩(yan)石圈(quan)的(de)钛(tai)铁(tie)矿(kuang)和(he)金红(hong)石(shi)。钛(tai)在自(zi)然(ran)界(jie)的(de)蕴藏(cang)量(liang)比(bi)较丰富，在各(ge)要(yao)素(su)中(zhong)的(de)储(chu)量(liang)排名(ming)第十。但(dan)它被普(pu)遍认为(wei)是(shi)一种(zhong)稀(xi)有金属(shu)，起(qi)源(yuan)于它(ta)分散(san)存在在自然(ran)界中(zhong)，不易被(bei)提(ti)炼(lian)出(chu)来，使(shi)用克(ke)罗尔法(fa)或(huo)亨(heng)特法(fa)可(ke)从(cong)主要(yao)矿(kuang)石(shi)中萃取出钛[1]。
1 、钛(tai)资源(yuan)分布(bu)情况
全(quan)球范(fan)围(wei)内，钛矿(kuang)资(zi)源储量较为集中(zhong)，且分布(bu)不均(jun)。根(gen)据美(mei)国地(di)质调(diao)查(cha)局的统(tong)计资料显(xian)示，2022年全球(qiu)钛矿(kuang)产(chan)量(liang)和资(zi)源(yuan)储(chu)量，中国(guo)仍然是钛(tai)精矿(kuang)的(de)主(zhu)要生(sheng)产(chan)国(guo)和消费国(guo)，占(zhan)世界钛(tai)铁(tie)矿产量的1/3以上。莫桑比(bi)克和(he)南非(fei)则是钛(tai)精矿(kuang)的(de)主(zhu)要生产(chan)国。钛资源(yuan)在我(wo)国(guo)分(fen)布广泛(fan)，但(dan)储量(liang)集中，主要(yao)集中(zhong)在(zai)四(si)川攀(pan)西、河北(bei)承德等(deng)几(ji)个(ge)区(qu)域(yu)。中国的(de)钛(tai)矿(kuang)品(pin)位较低(di)，总(zong)体(ti)质(zhi)量不(bu)太(tai)理(li)想。中国(guo)的(de)钛精矿(kuang)进口量约(yue)为340万吨（毛重(zhong)），比(bi)2021年下降(jiang)10%，其(qi)主(zhu)要(yao)来(lai)源(yuan)是莫(mo)桑比克(ke)（47%）、肯(ken)尼亚(ya)（9%）和(he)越南。在(zai)俄罗斯和乌(wu)克兰之(zhi)间爆发冲突后，欧(ou)洲和美国(guo)的(de)主要(yao)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)钛消(xiao)费(fei)企业(ye)正在寻求替(ti)代供应来(lai)源。在冲(chong)突之前(qian)，乌克(ke)兰是俄(e)罗斯钛金属行业主要的钛精(jing)矿供(gong)应地(di)。据悉(xi)，澳大利(li)亚、巴(ba)西(xi)、加拿大、中(zhong)国(guo)、芬(fen)兰(lan)正(zheng)在开发重(zhong)矿(kuang)物砂的勘探项(xiang)目。
2022年(nian)世界海绵钛金属产量约(yue)为(wei)26万(wan)吨，比(bi)2021年增(zeng)长(zhang)8.3%。2022年(nian)度(du)，我国(guo)海(hai)绵(mian)钛产量(liang)约(yue)为17万(wan)～17.5万吨，比(bi)2021年(nian)大幅增长(zhang)。但(dan)优(you)质钛(tai)资(zi)源仍依(yi)赖进口(kou)，我国海(hai)绵(mian)钛(tai)净(jing)进(jin)口(kou)量(liang)在(zai)2022年(nian)约为1万(wan)吨(dun)，海绵钛表(biao)观(guan)消(xiao)费量(liang)在18万(wan)吨。随着(zhe)我(wo)国(guo)高端制造业的迅(xun)猛发展(zhan)，优(you)质(zhi)钛(tai)资(zi)源(yuan)的(de)消费(fei)需(xu)求(qiu)将大(da)大增(zeng)加(jia)，中国(guo)海(hai)绵(mian)钛产量(liang)和(he)消费量占全(quan)球(qiu)比(bi)重(zhong)有望达(da)到66%和(he)69%。
2021年(nian)及2022年(nian)全(quan)球钛(tai)矿产(chan)量见表1，2022年全球(qiu)钛(tai)资源储量(liang)见(jian)表2，世(shi)界海绵(mian)钛金属(shu)产(chan)量见表3。
2、 钛材(cai)料(liao)的应用(yong)情(qing)况
从(cong)发(fa)现(xian)钛(tai)元素到(dao)制(zhi)作纯(chun)品，经(jing)历(li)了一百(bai)多年的时(shi)间(jian)。而(er)20世(shi)纪40年代之(zhi)后(hou)，人(ren)类才(cai)真正(zheng)认(ren)识钛(tai)、利(li)用(yong)钛(tai)。全球钛(tai)业可(ke)以(yi)简单(dan)分(fen)为两条，一条(tiao)是将(jiang)钛矿作(zuo)为原(yuan)料(liao)生(sheng)产(chan)钛白粉(fen)，为(wei)化(hua)工领域(yu)产(chan)业链(lian)；另(ling)一条(tiao)是利用(yong)海绵钛制作钛材料(liao)，为有色(se)金属领域(yu)产业(ye)链。目前(qian)钛矿(kuang)的终端(duan)产品绝(jue)大部分应(ying)用(yong)在高端领域，如(ru)航天(tian)军工(gong)、石油(you)化工、船舶(bo)海洋(yang)工(gong)程(cheng)、医药等(deng)，在(zai)中(zhong)国(guo)高端(duan)制造(zao)业(ye)快速发(fa)展(zhan)的(de)同(tong)时(shi)，随着钛(tai)材(cai)产(chan)能(neng)的(de)攀(pan)升，相(xiang)应钛材(cai)的(de)价格有望下(xia)降(jiang)。与(yu)此(ci)同时(shi)，我(wo)国钛材的(de)应(ying)用也在不断(duan)探(tan)索(suo)和拓(tuo)宽，随(sui)着深(shen)加(jia)工工(gong)艺(yi)的(de)不断(duan)完善与(yu)成熟(shu)，钛矿(kuang)的(de)终(zhong)端(duan)产(chan)品(pin)还(hai)被(bei)应用(yong)到了建(jian)筑(zhu)材(cai)料、汽车工(gong)程(cheng)、休(xiu)闲(xian)体育生活用(yong)品及(ji)其他方面(mian)，以下(xia)对(dui)钛材的各(ge)种应用情(qing)况(kuang)进行(xing)逐一(yi)说明。
2.1 航空航天军工(gong)领域(yu)
由(you)于钛合金(jin)及(ji)其复合材料(liao)重(zhong)量轻(qing)、强度高、耐(nai)低温并(bing)且具有比较(jiao)好的(de)抗(kang)腐(fu)蚀性能。随(sui)着(zhe)需(xu)求的(de)增长(zhang)、产(chan)能的攀(pan)升(sheng)，其应(ying)用(yong)也得(de)到(dao)了(le)很(hen)大(da)程度的(de)拓(tuo)宽，发(fa)挥了更大的(de)作(zuo)用(yong)，航天业(ye)成为其第(di)一大用户。美国航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)领(ling)域(yu)的(de)钛(tai)材用(yong)量，在总(zong)量中(zhong)所占比重(zhong)高(gao)达60%以(yi)上(shang)。在(zai)美国(guo)战机(ji)更(geng)新(xin)换代(dai)中(zhong)，钛合金和(he)复合材(cai)料(liao)的(de)使(shi)用比例(li)不断提(ti)高(gao)，第五代战机(ji)F-35的钛(tai)金(jin)用(yong)量(liang)达到(dao)27%，而(er)F-22战(zhan)机(ji)的钛(tai)金(jin)用量则高(gao)达(da)41%。其(qi)中，发动机(ji)的叶(ye)轮(lun)、碟片、叶(ye)片(pian)、机(ji)匣(xia)、燃(ran)烧室(shi)筒(tong)体(ti)、尾喷(pen)管(guan)等，都(dou)是以钛(tai)合(he)金为原(yuan)料的(de)[2]。
徐(xu)全(quan)斌等[3]通(tong)过(guo)梳(shu)理分(fen)析国(guo)外航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)领域(yu)钛(tai)及钛合(he)金(jin)牌(pai)号及(ji)应用，阐明(ming)了(le)钛(tai)合金的几(ji)种(zhong)类(lei)型和(he)发(fa)展使用(yong)方向(xiang)。制造航(hang)空(kong)发(fa)动机(ji)主(zhu)要(yao)采用(yong)高温钛合(he)金，并(bing)且高温(wen)钛(tai)铝(lv)合(he)金(jin)未来有望(wang)成(cheng)为最有(you)竞争(zheng)力(li)的(de)航(hang)空(kong)发(fa)动(dong)机(ji)和飞机(ji)结(jie)构件材料。低(di)温(wen)钛(tai)合金、高强高(gao)韧茁(zhuo)型(xing)钛(tai)合(he)金、阻燃(ran)钛合(he)金(jin)和损伤容(rong)限(xian)型钛(tai)合金(jin)在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)领(ling)域(yu)的(de)应(ying)用，代(dai)表(biao)了(le)航空(kong)航天高(gao)性(xing)能钛(tai)合(he)金材(cai)料的发(fa)展方(fang)向(xiang)。而高(gao)强高(gao)韧(ren)茁(zhuo)型(xing)钛合金(jin)，主(zhu)要用于(yu)飞(fei)机(ji)起(qi)落(luo)架等强(qiang)度(du)要求较高(gao)的结(jie)构(gou)件(jian)，也可用于机身(shen)等。阻燃(ran)钛(tai)合金因(yin)其(qi)在(zai)室(shi)温和高(gao)温中强度(du)较(jiao)高(gao)，疲(pi)劳强度(du)和(he)冷(leng)成形(xing)性(xing)极佳(jia)，蠕(ru)变(bian)强(qiang)度(du)良(liang)好，在(zai)高(gao)压(ya)压(ya)气(qi)机(ji)的(de)机(ji)匣(xia)、导向叶(ye)片(pian)和(he)矢(shi)量尾(wei)喷管(guan)上成(cheng)功应(ying)用(yong)于(yu)F119发动(dong)机(ji)。损(sun)伤容(rong)限(xian)钛合金在(zai)美(mei)国F-22 战(zhan)斗(dou)机得(de)到大(da)量应用(yong)，可(ke)满足(zu)新(xin)型飞机(ji)对裂纹(wen)扩展(zhan)性(xing)能、材料(liao)比强(qiang)度、断(duan)裂(lie)韧(ren)性(xing)、寿(shou)命期(qi)成(cheng)本(ben)等综合要求(qiu)。
2.2 石油化工领域
我国的(de)石油化工(gong)行(xing)业对于钛(tai)的应(ying)用(yong)，相(xiang)较(jiao)于(yu)发(fa)达(da)国(guo)家起步(bu)较晚(wan)，但(dan)也(ye)在(zai)摸(mo)索中(zhong)不断(duan)发展。由(you)于(yu)钛(tai)的优(you)异性(xing)能(neng)，在石(shi)油化工行业(ye)中发(fa)展(zhan)空间仍然(ran)广(guang)阔(kuo)。钛(tai)在(zai)石油(you)化工(gong)领(ling)域(yu)的应(ying)用(yong)，主要有(you)两个(ge)大的(de)方向(xiang)，一是(shi)制作(zuo)钛(tai)纳米涂料(liao)，钛(tai)纳(na)米涂料有着优(you)异的抗(kang)渗透(tou)性(xing)、抗(kang)腐蚀(shi)性(xing)、耐温性、耐(nai)水性(xing)、抗(kang)垢(gou)性(xing)能，可以(yi)用于(yu)石油化(hua)工需(xu)要防(fang)腐蚀(shi)的(de)相关领(ling)域，例(li)如原(yuan)油(you)蒸馏(liu)、加氢脱(tuo)硫(liu)、溶(rong)剂萃(cui)取、催(cui)化、裂化等防(fang)腐蚀要(yao)求高的场合(he)；二(er)是制(zhi)作(zuo)相应(ying)专用(yong)设(she)备，钛(tai)材质(zhi)做(zuo)的管(guan)道(dao)，因(yin)其(qi)管壁薄液(ye)体的(de)浸(jin)润(run)性小(xiao)可(ke)作为(wei)换热(re)管使用，蒸(zheng)汽以(yi)滴状(zhuang)冷(leng)凝(ning)的形(xing)式凝结(jie)在其表面，这(zhe)样的冷凝(ning)方(fang)式(shi)使换热表面(mian)不断(duan)更新(xin)，大(da)大(da)增加其给(gei)热系数(shu)。此(ci)外(wai)，污(wu)垢不(bu)易沉积在钛管(guan)表面，在(zai)实际(ji)应用中还(hai)可明显降(jiang)低(di)污(wu)垢系(xi)数。钛(tai)材因其(qi)性能(neng)优异，在(zai)石油开采行(xing)业(ye)中也(ye)大量(liang)应(ying)用于油井(jing)管(guan)、钛(tai)合(he)金(jin)钻(zuan)杆(gan)和钢(gang)制钻(zuan)头的制造(zao)。
苗(miao)刚(gang)等(deng)[4]研(yan)究了(le)热(re)交换器管(guan)板自(zi)动(dong)TIG焊(han)接(jie)工(gong)装不适(shi)用于钛(tai)和管板和热(re)交(jiao)换(huan)管的(de)焊接，焊(han)接(jie)工(gong)装经过改(gai)进后(hou)，可(ke)提高焊(han)接质量(liang)和(he)焊(han)接效(xiao)率(lv)。石(shi)化(hua)行业的压力(li)容器(qi)中(zhong)也(ye)可(ke)见到(dao)钛材的应(ying)用(yong)，王娜等(deng)[5]对钛(tai)制(zhi)压力(li)容(rong)器(qi)的(de)稳定性(xing)设计探(tan)析，探(tan)讨(tao)了(le)壳(ke)体增(zeng)设加(jia)强圈(quan)和(he)采用高(gao)强度材料(liao)增(zeng)加壁(bi)厚(hou)的优劣，确(que)定增(zeng)设(she)加(jia)强圈(quan)比(bi)提高材料弹性(xing)模量(liang)更(geng)可以提(ti)高筒体(ti)临界(jie)压(ya)力(li)值(zhi)，节(jie)省(sheng)材(cai)料，钛材(cai)属(shu)于较为(wei)贵(gui)重(zhong)的(de)有色(se)金(jin)属，壁厚圆筒会(hui)屈(qu)服失(shi)效(xiao)，提(ti)高材料(liao)屈服应力可(ke)节(jie)省成本(ben)。
2.3 船舶(bo)舰(jian)艇和(he)海洋工(gong)程(cheng)领(ling)域(yu)
在舰(jian)船制造或建造(zao)海(hai)洋(yang)工程(cheng)装(zhuang)备(bei)时(shi)，需(xu)要(yao)多种(zhong)多样的特殊金(jin)属材料，而(er)这其中(zhong)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的一项(xiang)就是(shi)钛(tai)及钛合(he)金(jin)。钛(tai)及(ji)钛合(he)金(jin)在塑(su)性(xing)成(cheng)形(xing)和加(jia)工方面(mian)表(biao)现(xian)出(chu)良(liang)好的性(xing)能(neng)，应用(yong)价值(zhi)高，在(zai)实(shi)际(ji)应用中(zhong)具备(bei)优异的防腐蚀性能、高(gao)比强度和良好(hao)的抗(kang)冲击(ji)性(xing)。在钛(tai)以及钛合(he)金(jin)系列(lie)中(zhong)，仅工业(ye)纯(chun)钛延伸(shen)率(lv)大于30%，易于加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)，通常(chang)波纹管(guan)选(xuan)用工(gong)业纯(chun)钛(tai)制(zhi)造。此外，罗(luo)登(deng)等(deng)[6]对(dui)EH36船板(ban)钢中(zhong)夹杂物(wu)和组(zu)织特(te)征的(de)影(ying)响进(jin)行了(le)钛(tai)处理(li)研(yan)究，焊(han)接(jie)热(re)模拟(ni)后(hou)粗晶热影(ying)响区组织显示钛处(chu)理(li)后，原奥(ao)氏体(ti)晶(jing)界(jie)铁素(su)体条铁素体(ti)消(xiao)失，出现大量针状铁素(su)体(ti)，含(han)钛(tai)夹(jia)杂(za)物可(ke)诱(you)导针(zhen)状(zhuang)铁素体(ti)，-40 ℃冲击功(gong)约提高70J。
钛(tai)及其(qi)合金在(zai)海(hai)洋工程中的(de)另一大主要(yao)应(ying)用领域(yu)为海(hai)水(shui)淡化工(gong)程(cheng)[7]。海水淡化方法(fa)目(mu)前(qian)应用(yong)最(zui)广泛(fan)的(de)是(shi)低温(wen)多效(xiao)精(jing)馏、多(duo)级(ji)闪蒸和(he)反(fan)渗(shen)透(tou)技(ji)术(shu)。反渗透(tou)海(hai)水(shui)淡化产(chan)量(liang)，在(zai)世界(jie)海(hai)水淡(dan)化(hua)生(sheng)产总(zong)量(liang)中所占比(bi)重最(zui)高(gao)。经(jing)研究(jiu)，对(dui)比(bi)钛材(cai)和双(shuang)相不(bu)锈钢(gang)在(zai)反(fan)渗透(tou)中(zhong)的(de)应(ying)用，钛材(cai)密度较低(di)，大约(yue)是(shi)双(shuang)相不(bu)锈(xiu)钢(gang)的(de)二(er)分之(zhi)一。
因此(ci)，如果使(shi)用同(tong)样规(gui)格的(de)钛(tai)材(cai)料，其(qi)质(zhi)量(liang)只(zhi)有双相(xiang)不锈(xiu)钢(gang)的(de)一半，在(zai)相似的(de)成(cheng)本(ben)代(dai)价(jia)下，使用钛材作为(wei)替代(dai)品(pin)，却(que)能获得更(geng)加优良的(de)耐(nai)腐蚀(shi)性。Yang等[8]采用(yong)飞秒(miao)激光(guang)技术(shu)加(jia)工泡(pao)沫钛，设计了高效太(tai)阳能蒸发(fa)器在(zai)海(hai)水(shui)淡(dan)化方(fang)面(mian)的(de)应(ying)用(yong)。激(ji)光加(jia)工(gong)的(de)泡(pao)沫钛(tai)显(xian)示(shi)出(chu)高效太(tai)阳(yang)能(neng)吸(xi)收效(xiao)率，且具(ju)备Janus性质(zhi)。该太阳(yang)能蒸(zheng)发装(zhuang)置(zhi)由(you)激(ji)光处理(li)得到的泡沫钛、热(re)绝(jue)缘棉(mian)和聚氨酯(zhi)海(hai)绵(mian)组成，经过处(chu)理(li)的钛(tai)泡(pao)沫(mo)具有超强(qiang)的光热效(xiao)应(ying)（＞97%）以(yi)及(ji)Janus能(neng)力(li)。同(tong)时，超(chao)疏(shu)气性能(neng)使(shi)水蒸气迅速(su)逸出表面。隔(ge)热(re)棉(mian)与(yu)泡沫钛下(xia)表(biao)面(mian)紧(jin)密相(xiang)连(lian)，能够有(you)效(xiao)地(di)减轻(qing)热(re)耗散，而预湿的聚(ju)氨(an)酯(zhi)海(hai)绵能够利用(yong)泡(pao)沫(mo)钛(tai)的(de)Janus能力(li)确保对泡(pao)沫(mo)钛的供水(shui)，从而展(zhan)现出(chu)较(jiao)好(hao)的太阳能海水(shui)淡(dan)化性能(neng)。
2.4 生物医疗
生(sheng)物医疗领(ling)域钛(tai)合金用量每(mei)年(nian)以(yi)5%～7%的速(su)度(du)递增。原因在于(yu)，钛材无磁(ci)无毒，弹(dan)性模量(liang)低，与(yu)人体(ti)组织(zhi)和(he)血液(ye)相(xiang)容(rong)性好(hao)，在(zai)医学上可(ke)以植(zhi)入(ru)钛(tai)元素，是人体最(zui)亲的(de)金(jin)属(shu)。其在生(sheng)物医疗领域(yu)中(zhong)的应用，一(yi)是(shi)主要作为(wei)制(zhi)造多种(zhong)可(ke)植(zhi)入(ru)人(ren)体(ti)内的(de)金(jin)属件，例(li)如人体(ti)骨(gu)骼、关节等，更接(jie)近人体(ti)自(zi)然(ran)骨骼(ge)，利于(yu)接(jie)骨，并(bing)且可以降低(di)骨(gu)骼对(dui)于(yu)植(zhi)入异(yi)物(wu)的盈(ying)利(li)屏蔽(bi)效(xiao)应(ying)。而(er)且(qie)因其质量(liang)低(di)，可大(da)大(da)减轻(qing)人体(ti)的(de)负荷。秦升(sheng)等[9]分析了其(qi)在骨科(ke)的(de)研(yan)究(jiu)应(ying)用情(qing)况(kuang)，通(tong)过(guo)物(wu)理(li)或化(hua)学(xue)方(fang)法(fa)，使(shi)钛及钛(tai)合(he)金等内植物(wu)表面发生改性，以(yi)利(li)于(yu)巨(ju)噬细(xi)胞(bao)趋化及(ji)极(ji)化，可(ke)能达(da)到(dao)预防(fang)或治(zhi)疗感染、促(cu)进骨(gu)折(zhe)愈合的(de)效(xiao)果。
另一(yi)主(zhu)要应(ying)用是，作(zuo)为(wei)一(yi)种(zhong)生物(wu)惰(duo)性金属材(cai)料(liao)，钛及(ji)其合金浸泡(pao)在(zai)人(ren)体(ti)血(xue)液(ye)中，有(you)着(zhe)优(you)异(yi)的(de)抗腐(fu)蚀(shi)性能(neng)。血液与细胞(bao)组(zu)织相容性(xing)较好(hao)，长(zhang)期(qi)植(zhi)入(ru)人(ren)体不(bu)易产生(sheng)人体污(wu)染，常见过敏(min)反(fan)应也(ye)不(bu)容(rong)易(yi)出现。郝(hao)冬梅(mei)[10]研究(jiu)了(le)钛(tai)植(zhi)入(ru)体(ti)表(biao)面制备了(le)C-TiO2NR和(he)G-TiO2NR两(liang)种复(fu)合(he)涂(tu)层，试(shi)验(yan)发现该(gai)材料(liao)均(jun)表现出(chu)优(you)异的体(ti)内(nei)外(wai)抗菌活性(xing)以及(ji)良(liang)好(hao)的生物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)。
2.5 体(ti)育(yu)器械
虽然钛材产(chan)能(neng)不断(duan)攀(pan)升，但(dan)由于其价格昂贵，并未(wei)实(shi)现(xian)大规模的普及。如今，随着我(wo)国(guo)主(zhu)要(yao)钛材生(sheng)产企业(ye)的改(gai)扩产(chan)升(sheng)级完成(cheng)，以及(ji)对相(xiang)关(guan)中小微(wei)企(qi)业的(de)产(chan)业(ye)集群(qun)化(hua)带(dai)动(dong)作用(yong)，全产业链(lian)的原(yuan)料(liao)规模优势(shi)和技(ji)术升级(ji)优势叠加(jia)，钛材(cai)料的价格(ge)有望下拉，以促进(jin)其应(ying)用的推(tui)广普(pu)及。早期(qi)，钛材(cai)在体(ti)育(yu)器械领域主(zhu)要(yao)用于(yu)高(gao)端(duan)体(ti)育(yu)项目产品(pin)，例(li)如(ru)不(bu)等重(zhong)锻造(zao)钛制高(gao)尔(er)夫(fu)球(qiu)头(tou)，橄(gan)榄球钛面罩等。据悉，英(ying)国(guo)某公司制(zhi)作的(de)钛材(cai)面罩(zhao)由(you)涂(tu)有(you)乙(yi)烯(xi)树脂的(de)钛(tai)丝制(zhi)成，将(jiang)其质(zhi)量(liang)减少到(dao)普通钢制(zhi)面罩(zhao)的二分(fen)之一(yi)，约226 g。但该(gai)面罩(zhao)仍然(ran)显示(shi)出了(le)优异的(de)强(qiang)度和(he)耐(nai)久性。在我国(guo)，亦(yi)有(you)大(da)量的(de)科研(yan)工作者进行(xing)钛(tai)材在(zai)该领(ling)域(yu)的研(yan)究，旨在(zai)指导、拓宽(kuan)和加深(shen)钛组(zu)织(zhi)材(cai)料在(zai)体育器(qi)械领(ling)域的(de)进一(yi)步(bu)发展(zhan)。潘剑(jian)勇(yong)[11]开展(zhan)了(le)体育器(qi)材用(yong)纯(chun)钛(tai)组织材料(liao)耐(nai)腐蚀性分析(xi)研究(jiu)，结(jie)果显(xian)示，提高体(ti)育(yu)器(qi)材用(yong)纯钛组织材(cai)料耐腐(fu)蚀性能(neng)的(de)最(zui)佳(jia)温(wen)度(du)和(he)时间(jian)（酸(suan)性和中性环(huan)境）为(wei)700 ℃和(he)300～500 min。
2.6 汽(qi)车行(xing)业
近年来(lai)，钛(tai)材(cai)在汽车(che)行(xing)业(ye)的(de)应(ying)用，不(bu)但在军(jun)用(yong)车(che)领(ling)域取得(de)了进步(bu)，也(ye)逐步(bu)扩大(da)到了豪华车(che)、赛车(che)和跑车等(deng)量(liang)产(chan)车领(ling)域。其在汽(qi)车(che)领域主(zhu)要应用于(yu)提(ti)升(sheng)内燃(ran)机(ji)主(zhu)要(yao)零件的(de)质量(liang)、制(zhi)作钛电池以(yi)及实(shi)现(xian)汽(qi)车的(de)轻量化目(mu)标(biao)。钛(tai)材(cai)主(zhu)要用(yong)来制(zhi)造钛(tai)合金连(lian)杆、钛(tai)合金(jin)发动(dong)机(ji)气(qi)门和气门座(zuo)、钛(tai)合(he)金弹簧(huang)、排(pai)气(qi)系(xi)统和消(xiao)音(yin)器(qi)、车(che)体框架(jia)部分等。因其材(cai)质(zhi)性能(neng)优(you)良(liang)，可(ke)延长(zhang)汽(qi)车(che)零(ling)件的(de)使(shi)用(yong)寿命(ming)，并(bing)可起(qi)到(dao)减(jian)重、节(jie)能、减(jian)震、耐腐(fu)、减(jian)污的(de)作(zuo)用(yong)，提(ti)高(gao)汽车的可(ke)靠(kao)性、安全(quan)性(xing)和(he)舒(shu)适(shi)性(xing)，是一(yi)种理想(xiang)的轻量(liang)化(hua)的材(cai)料。钛(tai)电池(chi)在(zai)北京的公(gong)交(jiao)车(che)上(shang)大量应(ying)用，目(mu)前(qian)保有数(shu)量已经突(tu)破8 000辆(liang)。王正等(deng)[12]研究(jiu)了高温条件(jian)下(xia)车(che)用(yong)钛铝(lv)合金(jin)增(zeng)压(ya)涡轮(lun)叶(ye)片的持久寿命(ming)，得到(dao)了钛铝合(he)金增(zeng)压(ya)器(qi)涡轮(lun)高(gao)温(wen)持(chi)久寿(shou)命(ming)同应力(li)与温度(du)之间(jian)的(de)数(shu)学(xue)关系，可(ke)对(dui)钛铝(lv)合(he)金(jin)涡(wo)轮潜在的叶(ye)片(pian)高温(wen)持久断(duan)裂(lie)失效模(mo)式开(kai)展寿命(ming)预测。未(wei)来，汽车行(xing)业使用钛材料的潜(qian)力(li)巨(ju)大(da)，其会(hui)在汽车领(ling)域占据(ju)一(yi)席(xi)之地(di)。
2.7 建(jian)筑行(xing)业
现在(zai)，随着(zhe)时代的(de)深入发(fa)展(zhan)，仅仅(jin)结实耐(nai)用(yong)已(yi)经(jing)不(bu)能(neng)满(man)足大(da)众(zhong)日(ri)℃提(ti)高的审(shen)美需求(qiu)和工程结(jie)构建(jian)筑要求。传统的建(jian)筑金(jin)属(shu)材(cai)料通常为金属(shu)铜、钢(gang)板、铝材(cai)、彩钢(gang)、不锈(xiu)钢等，但(dan)这(zhe)几(ji)种材(cai)料(liao)各(ge)有优缺(que)点。铜(tong)材使(shi)用效果美(mei)观(guan)高档(dang)，但(dan)其(qi)造(zao)价昂(ang)贵，在(zai)实(shi)际(ji)使(shi)用(yong)中代价(jia)太大。而其他价(jia)格(ge)具有竞(jing)争(zheng)力(li)的材(cai)质，因其重量(liang)、耐久(jiu)性(xing)等在(zai)实际(ji)应用中(zhong)有相(xiang)应的局限(xian)性(xing)。钛(tai)及其(qi)合金(jin)作为新兴(xing)建材(cai)，具(ju)备(bei)多(duo)种(zhong)优(you)异(yi)性(xing)能，发达国家(jia)对(dui)其应(ying)用(yong)更(geng)多更广(guang)。日(ri)本(ben)建筑企业将其用来(lai)建(jian)设高(gao)档(dang)建筑(zhu)的外墙壁(bi)、幕墙(qiang)、棚顶(ding)、海(hai)底(di)隧道、港(gang)湾(wan)设(she)施、栏杆(gan)管道、纪念碑等。近年来在中(zhong)国，有(you)越来越(yue)多(duo)的建(jian)筑采(cai)用(yong)了钛(tai)金(jin)属(shu)材(cai)料(liao)，比如国(guo)家大剧(ju)院、杭(hang)州大(da)剧(ju)院、大(da)连(lian)圣(sheng)亚(ya)极地世界(jie)、上(shang)海马(ma)戏(xi)杂(za)技(ji)场屋(wu)顶(ding)和杭(hang)州临平东(dong)来阁等(deng)。
此(ci)外，还(hai)有很(hen)多(duo)现代化雕(diao)塑运(yun)用(yong)了(le)钛金(jin)属(shu)材料(liao)，如(ru)河北邢(xing)台市(shi)中心广(guang)场(chang)的(de)钛雕塑《乾(qian)坤球》，陕(shan)西(xi)宝(bao)鸡市(shi)滨(bin)河公(gong)园的钛雕(diao)塑(su)《海(hai)豚(tun)与人》，陕西宝鸡市步(bu)行街(jie)的(de)钛雕(diao)塑《雄(xiong)鸡报(bao)晓》等。在(zai)科研(yan)领域，牟永(yong)来等[13]运用(yong)异(yi)型(xing)钛(tai)金板材(cai)幕墙，在旧(jiu)建筑外皮外(wai)加钢(gang)龙(long)骨主体(ti)，再(zai)在(zai)钢龙骨(gu)外(wai)做(zuo)新(xin)外皮(pi)，改(gai)造增加的(de)新表皮为淡香(xiang)槟(bin)色(se)金属(shu)板(ban)———钛(tai)金板金色(se)钛金(jin)板(ban)与(yu)乳白(bai)色亚(ya)克(ke)力(li)灯带(dai)搭(da)配，形成(cheng)流畅的造型和庄重大(da)方(fang)的(de)效果。而裴(pei)健(jian)等[14]在(zai)京张高速(su)铁路(lu)崇(chong)礼(li)支(zhi)线(xian)太(tai)子城(cheng)站站房屋(wu)面在(zai)铁路(lu)站房(fang)工(gong)程首(shou)次采(cai)用(yong)钛(tai)锌(xin)板(ban)。该(gai)站(zhan)房(fang)屋面(mian)采(cai)用双曲落地(di)的复(fu)杂(za)空(kong)间结构(gou)形(xing)式(shi)，选(xuan)用(yong)富(fu)有现代(dai)建筑(zhu)风格的(de)钛(tai)锌(xin)板材(cai)料(liao)，是国内高(gao)速(su)铁路客运(yun)站(zhan)的首(shou)例(li)实(shi)践，填(tian)补了(le)中国(guo)铁路站(zhan)房(fang)工(gong)程施工(gong)工(gong)艺(yi)的空白。杨(yang)明(ming)等[15]试(shi)验研(yan)究(jiu)结(jie)果(guo)显示(shi)Fe-Si-Mn-C 建筑(zhu)高(gao)强钢中添加(jia)合(he)金(jin)元素(su)钛，有助于细化(hua)内(nei)部(bu)组织(zhi)，提(ti)高(gao)试验(yan)钢(gang)的(de)耐(nai)腐(fu)蚀性能。
与不添(tian)加合(he)金(jin)元(yuan)素(su)钛相比，添(tian)加0.06% 合(he)金元(yuan)素钛(tai)含(han)量时(shi)，试验钢的腐(fu)蚀(shi)电位正(zheng)移(yi)91 mV，磨损(sun)体积减小(xiao)9×10-3 mm3，耐(nai)腐(fu)蚀(shi)性(xing)能和耐磨损(sun)性能(neng)显著(zhu)提(ti)高。
2.8 生(sheng)活用品(pin)
在(zai)十四(si)五规划的阶段(duan)，我(wo)国(guo)大(da)众(zhong)消费(fei)力(li)的提升(sheng)导(dao)致(zhi)市场(chang)需(xu)求(qiu)的(de)持(chi)续攀升，钛(tai)金(jin)属(shu)制(zhi)品逐步从(cong)高精尖的(de)制(zhi)造(zao)领域进(jin)入(ru)生活(huo)用品(pin)领域(yu)。国(guo)内(nei)企业海(hai)鸥(ou)品牌生(sheng)产(chan)出全钛自(zi)动日历潜水腕表(biao)，表壳(ke)采(cai)用(yong)全(quan)钛金属材(cai)质(zhi)制成(cheng)、轻盈(ying)坚固，能(neng)够抵(di)抗(kang)海水等(deng)腐蚀(shi)性物(wu)质(zhi)的(de)侵(qin)扰(rao)。又因(yin)其(qi)不(bu)含镍，对(dui)过敏(min)体(ti)质友好(hao)，因此(ci)可(ke)用(yong)于(yu)潜水运动(dong)或(huo)休(xiu)闲佩(pei)戴。在近(jin)年来(lai)风靡全(quan)国(guo)的露营(ying)装(zhuang)备中(zhong)，也随(sui)处(chu)可见钛的(de)身影(ying)，钛(tai)与铝(lv)相(xiang)比(bi)，密度差不多，硬度却比(bi)铝(lv)高(gao)出2倍。因(yin)此(ci)打造同样体积(ji)的(de)容(rong)器，钛(tai)可以做(zuo)得比(bi)铝(lv)更(geng)薄更省料，实(shi)现(xian)轻量化(hua)的(de)效果。钛无(wu)毒(du)无味(wei)，可(ke)以(yi)
直(zhi)接和肌肤(fu)接触，因此喝(he)水(shui)没(mei)有(you)金属(shu)味(wei)。此(ci)外，钛熔(rong)点高(gao)，制(zhi)作(zuo)炉(lu)具(ju)绰绰有(you)余。因(yin)此钛(tai)多见(jian)于(yu)钛(tai)杯(bei)、钛(tai)锅(guo)等(deng)直接(jie)加(jia)热、盛(sheng)放食(shi)物(wu)、饮用水(shui)的(de)容(rong)器。此外，钛也(ye)可(ke)以制作(zuo)户外(wai)炉具、地钉(ding)等(deng)。另外(wai)，钛眼镜(jing)架(jia)、钛(tai)手(shou)表(biao)、钛自行车等(deng)产品(pin)，对钛的需求(qiu)也(ye)在(zai)不(bu)断(duan)增大(da)。相信(xin)未(wei)来，钛在(zai)我们(men)的(de)生(sheng)活中会(hui)有更加广阔的(de)应(ying)用(yong)，未(wei)来(lai)的(de)市场十(shi)分巨大(da)。
3 、结语
随(sui)着(zhe)需(xu)求(qiu)端的(de)增长(zhang)发力(li)，全球海(hai)绵钛产(chan)量在(zai)2022年强(qiang)劲增长。中(zhong)国海(hai)绵钛(tai)产(chan)量和消(xiao)费(fei)量占全球(qiu)比(bi)重进(jin)一步提(ti)高(gao)，发展前(qian)景(jing)良(liang)好(hao)。
在(zai)航空(kong)航天(tian)军工(gong)等(deng)高端(duan)领(ling)域的(de)产能(neng)，随(sui)着(zhe)国(guo)内相(xiang)关头部企业(ye)的改(gai)扩产项(xiang)目(mu)完工投运(yun)会(hui)进一步提升(sheng)。随(sui)着钛(tai)材应用(yong)的科(ke)研工(gong)作在石油化工(gong)、船舶舰(jian)艇(ting)、海(hai)洋(yang)工程(cheng)方面(mian)的不(bu)断细化和深(shen)入(ru)，钛(tai)材(cai)的实(shi)践应(ying)用(yong)情况(kuang)会(hui)向(xiang)更(geng)深(shen)更(geng)精的角度(du)发(fa)展(zhan)。但由(you)于(yu)钛(tai)材(cai)产品的(de)耐(nai)用(yong)性好，寿(shou)命相(xiang)对较(jiao)长(zhang)，也一定(ding)程(cheng)度上(shang)制约并(bing)放缓了(le)其(qi)更(geng)新换(huan)代(dai)的(de)发展(zhan)脚(jiao)步(bu)。希(xi)望随着(zhe)技(ji)术革(ge)命和产(chan)能(neng)的(de)升(sheng)级(ji)，钛材(cai)的(de)应(ying)用(yong)迈上更高(gao)的台阶(jie)。
综上，在生物(wu)医(yi)疗、汽车(che)、建筑(zhu)、体(ti)育(yu)器材(cai)乃(nai)至与大(da)众生(sheng)活(huo)息息相(xiang)关的(de)民(min)用消费品(pin)领(ling)域，随着(zhe)钛材产(chan)能的(de)攀(pan)升，会(hui)有更多(duo)的(de)投(tou)资(zi)进(jin)入钛产品(pin)制造加工的下(xia)游(you)领(ling)域。其产品会(hui)进一(yi)步细分(fen)，并且(qie)随(sui)着技(ji)术(shu)的提(ti)升，向(xiang)精品(pin)化(hua)多元化发(fa)展。在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)将(jiang)来(lai)，如(ru)果能将质(zhi)量(liang)和价(jia)格做(zuo)好(hao)平衡(heng)，随着(zhe)大众消费的升级，应(ying)用(yong)需求(qiu)端(duan)有(you)望(wang)大幅(fu)增(zeng)长(zhang)。
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