鈦是一種具有低比重、高比強度、高韌性、以及優(yōu)秀的耐疲勞性、耐腐蝕性、溫度耐受性能等特點的稀有金屬。鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)，添加釩、鋁、鉬、鉻等其他可強化鈦金屬性能的元素，經(jīng)過熔煉、鍛造、軋制、擠壓等生產(chǎn)和加工工藝制成的結(jié)構(gòu)材料。鈦合金可基于組織結(jié)構(gòu)和成分、功能用途、物理形式狀態(tài)等進行劃分，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求，由于優(yōu)異的材料性能，鈦合金在化工、航空航天、海洋工程、冶金、電力、醫(yī)療、制藥等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

　　鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域

　　一、鈦合金在海洋工程上的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望占地球表面積約71% 的海洋中蘊藏著豐富的資源， 開發(fā)海洋、利用海洋，讓海洋成為我們巨大財富的源泉， 這已成為人們多年來努力的方向之一。但是，由于海水中含有大約3.5% 的含鹽量，因此， 海水具有腐蝕性。此外， 海洋中的某些生物污染也加速了海水的腐蝕。

　　鈦是一種物理性能優(yōu)良、化學性能穩(wěn)定的材料。鈦及其合金強度高、比重小， 耐海水腐蝕和海洋氣氛腐蝕， 可以很好地滿足人們在海洋工程方面應(yīng)用的要求。經(jīng)過鈦業(yè)界人士和海洋工程應(yīng)用研究人員多年的努力， 鈦已經(jīng)在海洋油氣開發(fā)、海港建筑、沿海發(fā)電站、海水淡化、船舶、海洋漁業(yè)及海洋熱能轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在， 海洋工程用鈦已成為鈦民用應(yīng)用的主要領(lǐng)域之一。

　　前景展望：

　　海洋工程作為新興的鈦的民用市場， 近年來發(fā)展很快。隨著世界能源危機的進一步加劇， 世界各國將投入大量的人力和物力開采海底石油資源和其它礦物資源；全球性淡水日益缺乏的趨勢中， 各個沿海國家都將利用海水來制取淡水；況且， 各軍事大國的海軍裝備競爭日益激烈等等， 這些都離不開鈦及鈦合金材料。因此， 鈦及其合金在海洋工程上的應(yīng)用會越來越廣泛。預計海洋工程用鈦有望成為鈦材的一個較大的應(yīng)用市場。

　　二、鈦合金民用健康產(chǎn)品市場情況

　　1、目前市場情況

　　目前，國內(nèi)外餐具、炊具材料廣泛使用的是鐵、鋁、不銹鋼這些材料，在使用中對人體都或多或少會產(chǎn)生一些不利于健康的因素：

　?、勹F鍋：到了菜里的鐵，是三價鐵，人體是不能吸收，人體只能吸收二價鐵。

　?、阡X鍋：在高溫酸、堿條件下會有鋁溶出，引發(fā)鋁中毒，是不安全的。國際衛(wèi)生組織明文禁止鋁鍋接觸含有鹽類的食品使用。

　?、鄄徽冲仯捍蟛糠质遣捎?ldquo;特富龍”

　　涂料，美國政府指控它是致癌物質(zhì)。特富龍在高溫下，會釋放出十幾種有害氣體，導致一些呼吸道敏感的動物死亡。

　　但這些氣體對人體的毒害作用還沒有確定。

　?、芴麓刹途撸和吭谔麓芍破吠鈱拥膶嶋H上是一層琺瑯質(zhì)，含有硅酸鋁一類物質(zhì)。因為翻炒的碰撞摩擦，極易造成破損，使硅酸鋁一類物質(zhì)便會轉(zhuǎn)移到食物中去。

　　⑤陶鍋、砂鍋：潛在危害主要有兩方面：一是土砂鍋的釉質(zhì)，二是“偽紫砂”。“偽紫砂”添加鐵紅粉、二氧化錳等化學顏料配制加工而成，用化工制劑進行增色制造而成，而非真正紫砂。

　　2、鈦健康產(chǎn)品優(yōu)勢

　　鈦健康產(chǎn)品的優(yōu)勢是在鈦金屬表面生有一層牢固的氧化鈦化合物薄膜，化學性質(zhì)極其穩(wěn)定，甚至酸中的“王水”都奈何不了它。鈦鍋在烹飪時不與食材發(fā)生化學反應(yīng)。所以能烹飪出食材的原汁原味，純鈦鍋是唯一可以用來煎中藥的金屬鍋。

　　在美國和日本，人們稱鈦鍋是美味鍋，原汁原味的美味就是健康元素。

　　鈦鍋的熱功能優(yōu)異：能低溫、快速、低油脂的烹飪出綠色佳肴，最大限度地保留食材的營養(yǎng)成分和口感。高營養(yǎng)的綠色食品是健康元素。

　　鈦制餐具、炊具的使用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

　?、艔姺栏g性：比不銹鋼更耐腐蝕，即使盛裝腐蝕性最強的“王水”（濃硫酸與濃硝酸的混合物）也毫無銹跡，長時間烹煮和存放酸性和堿性的食物也不會產(chǎn)生金屬異味，還可以用來煲中藥。

　　其它金屬的鍋具無法做到這一點。

　　⑵高硬度：比不銹鋼的硬度高很多，耐磨、耐刮，半永久使用。

　?、侵亓枯p：太太使用很輕松，重量只有鐵鍋的一半，使用輕便。

　　⑷無需保養(yǎng)：丈夫使用很放心 高溫燒不壞，摔不壞，無需保養(yǎng)。

　　⑸抗菌性：具有天然的光觸媒抗菌效果，在自然光線下具有天然的抗菌作用，衛(wèi)生、無細菌污染。

　?、什徽承Ч毫己玫牟徽承Ч?，和鐵鍋相當，但不能完全不粘。

　?、斯?jié)能：省時節(jié)能，傳熱速度是鐵鍋的7 倍，是復合底鋼鍋和合金鍋的數(shù)十倍，炒菜節(jié)省能源。

　　⑻生物親合性：是人體親和金屬長時間接觸也不會過敏，醫(yī)療上已取代不銹鋼作為“人骨”植入人體內(nèi)。

　?、褪褂梅秶嚎梢允褂没馉t和陶磁爐⑽健康性：99.75％高純度的鈦金屬制成無涂層，是最健康安全的金屬鍋具。

　?、媳砻娌徽承裕弘娊庋心ジ尤鎻氐?，不存在機械拋光遺留的有害粉塵顆粒，電解研磨的鈦鍋呈現(xiàn)細微的凹凸表面，可以提升傳熱速度和不粘性。

　?、斜娙搜壑械男蜗螅涸诠娧壑锈伿怯脕碜龊教祜w機、核反應(yīng)堆、首飾、眼睛架高爾夫球棍等奢侈品。

　　鈦金屬擁有這樣絕佳的特性，同時鈦也是非常難以加工的金屬。對鈦加工技術(shù)和加工手段的了解和認識制約了相關(guān)企業(yè)進入這一領(lǐng)域，到目前，國內(nèi)鈦制餐具、炊具還是一塊處女地，正在等待有識之士的開發(fā)。本項目技術(shù)生產(chǎn)的鈦制餐具、炊具克服了純鈦金屬難展現(xiàn)藝術(shù)性的難度和美感的刻板印象，并有著鮮艷的顏色， 讓科技與生活工藝完美結(jié)合。使千家萬戶真正體會到“要健康，用鈦鍋！”

　　三、鈦合金建筑裝飾材料應(yīng)用介紹

　　金屬材料用于建筑，特別是屋頂，首先應(yīng)用的是銅，依次開發(fā)使用的是表面處理過的鋼板、鋁、不銹鋼和鈦。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對城市建筑物的要求，特別對建筑物的美觀性要求越來越高。

　　近年來建筑師追求使用比傳統(tǒng)材料更高級的新型建筑材料。鈦金屬具有許多非常優(yōu)異性能，完全滿足對建筑材料的許多特殊性能要求，因而倍受建筑師和建筑業(yè)的青睞。

　　日本是首先將鈦應(yīng)用于建筑物的國家，也是在建筑物上應(yīng)用鈦最多的國家。

　　其主要是應(yīng)用于建筑物的屋頂，以及大廈幕墻、港口、橋梁、隧道、外壁、門牌、欄桿、管道等。英國、法國、美國、西班牙、荷蘭、加拿大、比利時、瑞士均有建筑物使用鈦金屬作屋頂和幕墻的范例，瑞典、新加坡和埃及等國家也在一些新建筑上開始使用鈦金屬。1997 年西班牙畢爾巴鄂市的古根海姆博物館就是采用鈦金屬板構(gòu)造出去曲面的建筑造型。阿布扎比機場也選用了鈦，且用量幾百噸，該機場是世界上第一將鈦作為建筑結(jié)構(gòu)材料使用的機場。

　　我國最先提出應(yīng)用鈦金屬的建筑是國家大劇院，最先應(yīng)用的是杭州大劇院。

　　應(yīng)用鈦金屬的建筑還有中國有色工程設(shè)計研究總院大門廳、杭州臨平東來第一閣、上海馬戲雜技場屋頂和大連圣亞極地世界等。用于城市雕塑的有陜西省寶雞市河濱公園內(nèi)的鈦雕塑“海豚與人”、河北省邢臺市中心廣場的鈦雕塑“乾坤球”、陜西省寶雞市步行街的鈦雕塑“雄雞報曉”等。

　　我國鈦金屬生產(chǎn)技術(shù)基本成熟，生產(chǎn)設(shè)計規(guī)模很大，但銷售市場不大，經(jīng)濟效益不理想，主要是缺少客戶滿意的技術(shù)經(jīng)濟性能好的產(chǎn)品。我國目前的建筑用鈦現(xiàn)狀如下：

　　1、產(chǎn)品單一：作為結(jié)構(gòu)材料，沒有足夠的品種以供使用者選擇。作為表面裝飾材料，目前我國沒有形成較大的鈦表面處理規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)，加工還停留在手工作坊生產(chǎn)方式階段，這不利于大面積使用鈦作為裝飾用材。

　　2、品位低：沒有較高品質(zhì)的產(chǎn)品，更沒有鈦及相關(guān)復合材料的大量供應(yīng)，只能生產(chǎn)一些模型、城雕、工藝品等，沒有品位較高的表面裝飾材料及其生產(chǎn)手段。

　　3、價格高：由于沒有穩(wěn)定的高品質(zhì)的產(chǎn)品，不可能有大面積的廣泛應(yīng)用，導致使用量小、價格高，更不利于推廣使用。

　　4、設(shè)計者因素：我國沒有類似職業(yè)培訓制度，新材料發(fā)明后沒有在建筑設(shè)計師思維中儲存下來，導致在建筑原創(chuàng)設(shè)計圖很少把鈦金屬設(shè)計進去，用途就顯然少了。

　　近年來隨著全球海洋化的進展以及鈦原材料價格不斷下跌，鈦在建筑、裝飾領(lǐng)域的需求量和應(yīng)用范圍正在不斷拓展，預計今后幾年在建筑、裝飾行業(yè)鈦材需求量將達5000 噸以上，海洋工程和海島建設(shè)鈦材需求量將達5000 噸以上，造船工業(yè)用鈦量將達5000 噸以上。

　　而我國現(xiàn)在還沒有一家專業(yè)從事建筑裝飾用鈦材生產(chǎn)企業(yè)，只是將工業(yè)用材料簡單的應(yīng)用于民用領(lǐng)域，與市場和行業(yè)需求差距較大，急需建立專業(yè)化生產(chǎn)線，滿足這一領(lǐng)域的各項專業(yè)化需求。

　　鈦是目前能大量生產(chǎn)的、價格最低的、幾乎完全不被海水腐蝕的金屬。作為建筑材料，鈦材的反射率較小，并呈現(xiàn)淡銀灰色，擁有迷人的金屬自然光澤。

　　寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院將生產(chǎn)建筑裝飾用鈦材，主要是應(yīng)用于建筑物的屋頂，其次是大廈的幕墻、港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀念碑、標牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆等。項目利用國內(nèi)現(xiàn)有鈦板、鈦卷帶為原料，采用整形拋光、壓花技術(shù)，使板材表面光亮，色澤一致并具有金屬花紋；采用大面積板材陽極氧化著色技術(shù)，為板材表面著色，形成多彩顏色，滿足建筑、裝飾類材料的需求。

　　四、航空用鈦合金研究進展

　　鈦元素分布比較廣泛，其含量超過地殼質(zhì)量的0.4%，全球探明儲量約34 億噸，在所有元素中含量居第10 位（氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦）。

　　美國科學家在1910 年采用“鈉法”（鈉還原TiCl4）最早獲得金屬鈦，但是鈦工業(yè)并沒有隨著鈦的發(fā)現(xiàn)立即得以發(fā)展。

　　直到第二次世界大戰(zhàn)后的1948 年，盧森堡科學家發(fā)明的“鎂法”（鎂還原TiCl4）在美國用于生產(chǎn)之后鈦工業(yè)才開始起步。

　　鈦比鋼密度小40%，而鈦的強度和鋼的相當，這可以提高結(jié)構(gòu)效率。同時，鈦的耐熱性、耐蝕性、彈性、抗彈性和成形加工性良好。由于鈦具備上述特性，從一出現(xiàn)鈦合金就應(yīng)用于航空工業(yè)。1953 年，美國道格拉斯公司出產(chǎn)的DC-T 機發(fā)動機防火壁和短艙上首次使用鈦材，開始鈦合金應(yīng)用于航空的歷史。

　　航天飛機是最主要的、應(yīng)用范圍最廣的航空器。鈦是飛機的主要結(jié)構(gòu)材料，也是航空發(fā)動機風扇、壓氣機輪盤和葉片等重要構(gòu)件的首選材料，被譽為“太空金屬”。飛機越先進，鈦用量越多，如美國 F22 第四代機用鈦含量為41%（質(zhì)量分數(shù)），其F119 發(fā)動機用鈦含量為39%，是目前用鈦含量最高的飛機。鈦合金研究起源于航空，航空工業(yè)的發(fā)展也促進了鈦合金的發(fā)展。航空用鈦合金的研究一直是鈦合金領(lǐng)域中最重要、最活躍的一個分支，但其發(fā)展也極其艱辛，如人們花費十幾年的精力克服航空發(fā)動機用鈦合金的“熱障”問題。

　　從合金基體相組成角度對鈦合金進行歸類。以飛機為航空器的代表，著重介紹鈦合金在航空發(fā)動機、飛機機身、航空緊固件等方面的應(yīng)用研究情況。

　　【二】鈦合金市場現(xiàn)狀分析

　　鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬，近年來，我國頻頻發(fā)布政策鼓勵鈦合金材料的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用。在全球市場中，鈦合金材料主要應(yīng)用于航空工業(yè)、國防軍工以及其他工業(yè)。其中，在航空工業(yè)的應(yīng)用需求最大，約占50%，主要是用于飛機和發(fā)動機的制造。在我國鈦材的需求結(jié)構(gòu)中，鈦加工材料主要應(yīng)用于化工領(lǐng)域，而國內(nèi)航空航天用鈦材的比例僅為20%，說明我國航空用鈦材市場還存在較大潛力。目前，在高端鈦合金領(lǐng)域，我國能夠批量生產(chǎn)軍用航空鈦合金棒絲材的企業(yè)較少，呈“雙寡頭”的競爭格局。

　　1、政策鼓勵鈦合金材料的發(fā)展

　　鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發(fā)，并得到了實際應(yīng)用。近年來，我國也頻頻發(fā)布政策鼓勵鈦合金材料的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用。2019年，據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2019征求意見稿)》披露的信息顯示，將高性能超細、超粗、復合結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金材料及深加工產(chǎn)品、低模量鈦合金材料、耐蝕鈦合金材料、航空航天用鈦合金緊固件等列為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整鼓勵類項目。

　　2016-2020年我國鈦合金材料相關(guān)鼓勵政策

　　2、鈦合金材料主要應(yīng)用于航天、軍工領(lǐng)域

　　在全球市場中，鈦合金材料主要應(yīng)用于航空工業(yè)、國防軍工以及其他工業(yè)。其中，在航空工業(yè)的應(yīng)用需求最大，約占50%，主要是用于飛機和發(fā)動機的制造。

　　2019年全球鈦合金材料市場需求結(jié)構(gòu)(單位：%)在我國鈦材的需求結(jié)構(gòu)中，鈦加工材料主要應(yīng)用于化工領(lǐng)域，與全球相比最主要的差別在航空領(lǐng)域，全球范圍內(nèi)航空用鈦材始終占據(jù)鈦材總需求的53%左右，而國內(nèi)航空航天用鈦材的比例僅為20%，說明我國航空用鈦材市場還存在較大潛力。

　　2019年中國鈦加工材的應(yīng)用需求結(jié)構(gòu)(單位：%)3、國內(nèi)高端鈦合金市場呈“雙寡頭”競爭格局在國內(nèi)鈦合金市場中，目前能夠批量生產(chǎn)軍用航空鈦合金棒絲材的企業(yè)主要是：西部超導、寶鈦股份和湖南金天鈦業(yè)科技有限公司。其中，西部超導和寶鈦股份是業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)，兩家公司的相關(guān)分析如下：

　　中國鈦合金行業(yè)龍頭企業(yè)對比分析

　　4、航空航天用鈦材需求前景廣闊

　　2009-2017年，中國航空航天用鈦材銷量的年復合增長率為16%，同時考慮到國內(nèi)目前航空航天用鈦材占比遠低于全球范圍內(nèi)航空航天用鈦材占鈦材總需求的50%的比例，假設(shè)未來幾年年的復合增長率保持不變，至2025年，我國航空工業(yè)鈦材需求量將達2.5萬噸。