外观与钢相似、质量却比钢还要轻45%、储量是铜镍铅锌总量的16倍、强度可以号称全球最硬的金属，这就是过度金属钛。

金属钛的发现

早在两百多年前的1791年,英国化学家格雷戈尔在研究金红石时就发现了金属钛。受于当时的技术和设备原因，雷戈尔并没有提取出钛单质。

钛矿石

(资料图)

到了1795年，德国化学家克拉普罗特在分析红色金红石时也发现了这种氧化物。它引用希腊神话中泰坦神族"Titanic"的名字给这种新元素起名叫"Titanium"，也就是中文钛。

钛单质在高温状态下变得异常活泼，在提炼的过程中会与空气中的N、O、C、H（氮、氧、碳、氢）等化学元素发生反应生成氧化物。由于钛的独特性质，直到两百多年后的1910年人们才揭开钛的庐山真面目，由美国化学家亨特第一次提取出了纯度为99.9%的钛。

金属钛的独特性质与利用

1、强度高、密度小（4.5g/cm3）、超强耐腐蚀，强度位于金属之首，钛的强度是不锈钢的 3 倍，铝合金的 1.3 倍。

20世纪初人们发明了飞机，莱特兄弟成功试飞了世界上第一架飞机。早期的飞机一般是由比较轻便的木头制作，木头带来轻便的同时也带来了非常易碎、易腐蚀、不耐雨水等问题。

20世纪的飞机，主要由木头和布制作

飞机在第一次与第二次世界大战得到广泛应用，在战争中起的作用越来越大。因此人们对飞机的性能要求越来越高，于是利用铝合金的飞机应运而生。铝合金虽然具有耐腐、强度高、质量比较轻等优点，但是其制作的飞机骨架不耐高温、不耐磨。

这时候钛走进了科学家的视野，钛具有强度高、密度小、耐高温、在振动载荷及冲击载荷作用下裂纹扩展的敏感度低、耐腐蚀、重量仅为钢材的57%等独特优点。让其声名大噪，成为飞机制造中必不可少的金属。

美军F22战斗机，钛含量达到了60%

以美军军用飞机为例，大多都是钛合金的产物。1966年服役的高超音速侦察机 SR- 71，它的钛合金总量占据了整机重量的92%。美军第四代战机F-22、航天飞机中的钛合金含量，也都达到了60%左右。

在超音速飞机上，钛的地位更是异常重要。根据相关研究表明，没有钛就难以发展超音速飞机，钛在超音速飞机上的比例达到了95%以上。根据一项研究证明，世界钛的一半产量都是应用在了航空发动机上。

2、无毒、具有生物相容性、良好的人体亲和性。

20世纪80年代发达国家就开始利用钛来修复人的牙齿，效果非常的好。钛和人体接触时不产生敏性，再加上极低的导热率，可以减轻对齿冠牙齿牙髓的热刺激。并且钛做的牙齿和人体正常牙齿几乎没有区别，且具有光泽、耐磨等优点。因此被广泛利用，也成为牙科应用合金的热门话题之一。

钛合金牙齿，与真的没什么两样

钛不单单是修复牙齿的优秀金属，也是人体骨骼、组织移植和再造中的重要金属。实验证明，用钛做的人体骨骼，可以很好的与人体相容。人体的细胞可以在放入的钛骨骼上再生骨骼和生长，且不会出现在经受疲劳、磨损、腐蚀和冲击荷载时劣化问题。目前钛金属已经被广泛用于工骨、接头脚板、断骨固定器、骨髓内钉、人工心脏瓣膜等临床使用中，并且全球还没有发现一例钛和人体相斥的案例。

精准植入的钛合金及聚醚醚酮(peek)将代替缺损的骨骼

钛也是制作手术工具的重要金属，成为了手术器械的主角。第一代手术器械主要为碳钢制作，第二代为奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢手术器械。但是不锈钢容易使人出现感染，而在使用了钛做的手术器械后，这种感染问题也就没再出现过。并且钛做的手术器械强度高、质量轻、弹性高等优点深受医生们的钟爱。

手术器械

3、稳定性、酸碱烟介质中超强耐腐蚀

钛在氯碱工业中带来了一场大革命，使用钛金属作为金属阳极和钛制湿氯气冷却器，给企业带来了很大的经济效益。石油炼制中也是大量用了钛，利用的正是钛的稳定性，例如：热交换器、蒸馏器、高压容器等中都用了钛。

4、形状记忆功能

在一定的温度条件下，钛可以进行塑形变形。而在特定温度条件下，它又可以恢复到以前的形状。

这个性质在战斗机空中加油方面至关重要，可以说没有它很难实现空中加油。在战斗机加油口利用电加热让钛发生记忆变形，油套管紧固收缩实现滴油不漏。这种方式可以避免传统的焊接，直接通过控制温度实现管道的关闭。美国的军用飞机中液压系统使用了将近 10 万个记忆合金接头，这给战机带来了优越的性能。

空中加油

在一些火灾的报警系统中，也利用到了钛的记忆功能。通过不同温度钛可以恢复原来形状，可以实现室内出现火灾报警。同时女士的内衣中也应用到了钛镍合金钢圈，可以满足手洗机洗要求，也不会带来因为普通钢圈过敏发痒的现象发生。

未来发展展望

美国人马赛厄斯在 1962 年就申报了第一个铌钛超导材料体专利，从此铌钛超导体走上了国际舞台。钛具有超导特性，可以应用在电力系统中。而分析指出，在同等容量的变压器中，使用钛超导材料做的变压器会比传统铜变压器重量低60%以上。如果未来利用这种变压器传输电力，将会省大量的空间和资金。

绿色环保能源：氢

高热能、无污染的氢一直被例为科学界研究重点，并且它也是真正的绿色能源。目前氢能主要还是利用在汽车上，主流的为氢能源公交车。但是它的技术早期并不是很成熟，主要就是因为储氢技术达不到。但是钛这个独特金属却可以解决这个问题，钛的应用很好的解决了氢的储存问题。

复合材料储氢瓶

美国科学院的比林斯博士，于1992 年发明的燃料电池汽车，使用了钛铁锰合金储存氢气。这辆车的续航里程达到了500KM，并且整车也用了钛铁锰合金 125 kg。不仅仅能储氢，用钛铁做的罐体安全性无可匹敌。有研究证明，一颗穿甲弹击中罐体，也不会引起罐体爆炸。如此安全的储氢方式实在是难找，因此深受各国研究者和国家的重视。

结语

钛具有如此的优越性能和良好的发展前途，自然可以被称的上是"21世纪的金属"。可以去试想一下，如果没有发现钛，那么人体牙齿修复问题就会出现很多的不便。在人体骨骼和组织的重建中也会困难重重，光是人体的不相容问题就会非常的难解决。不仅会让医生烦恼，也会让患者痛苦。

再就是氢能，氢气燃烧生成的是水，真正的无污染。而用钛来储氢解决了储存和安全问题，可以给人类带来很大的效益和进步。因此钛能得到这个称号，是当之无愧的。

以上就是笔者对于钛的分析和总结，欢迎您的评论！

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