钛的超高纯钛

1. 钛的超高纯钛

2014年9月，中国第一炉“电子级低氧超高纯钛”已在浙江省余姚市成功研发投产，一举打破了国外的垄断。低氧超高纯钛主要应用在半导体用溅射靶材、航空航天、海洋石油等核心工业领域，战略意义重大。特别值得一提的是，超高纯钛是中国自主大飞机项目的重要原材料保证。在此之前，从国外进口的超高纯钛价格为120万元/吨左右，受到提纯工艺技术限制，全世界只有美国和日本的三家公司能够生产超高纯钛。作为高端战略性金属材料，美日政府严格限制对中国的出口。中国在超高纯钛领域经常要看美日的“脸色”。宁波创润新材料有限公司年产250吨电子级低氧超高纯钛项目的投产，填补了中国高端钛材的技术空白，意味着中国已具备低氧超高纯钛的自主生产能力，实现了这一战略金属的独立自给，彻底摆脱了对国外的依赖。垄断打破后，直接受益的就是航空航天领域。

2. 钛的钛产能过剩

我国钛工业在这10多年的高速发展过程中，严重失控，许多地方在地方保护主义的“轰轰烈烈”抢滩中发展钛项目，致使钛市场严重供大于求，尽管钛及钛材使用量连年递增，但也改变不了实际产能远远大于需求的现状。比如，2012年尽管钛材总量6万吨以上比上年明显增长，但钛锭出口大幅增加，宝钢、宝钛等多家钛材加工企业钛锭库存总量累计在5000吨以上，另外国家还收储了4000吨钛锭。由此可见，国内钛材产量大幅增长，需求并没有同步增长，相反，可以看出国外钛工业发展是比较理性的，不像国内发展在失控中“高歌猛进”。2012年，经济开始出现复苏，我国钛工业市场依然低迷不振，但我们千万不要去责怪这是金融危机、欧债危机导致的，而要在自身失控的发展中找原因，不然，各种经济危机结束了，我国钛工业各地拼命上项目的发展危机依然存在。纵观我国10多年钛工业的发展路线，看到的是这样一个伴随阵痛的轮回：第一次扩产→第一次洗牌→第二次扩产→第二次洗牌……我国钛工业从上世纪六十年代发展到2004年，不管是钛及钛材加工产能都很小，比如2000年末我国的海绵钛产量2000吨，但随着2004年末期钛需求量逐步增加，到2005年海绵钛价格已从5、6万元1吨涨到20万~30万元1吨，开始出现有价无市的暴利现象，钛领域悄然之中出现第一次大规模扩张，短短几年产能很快翻了60倍以上。扩张，调整，阵痛，整合后的2012年我国海绵钛实际产量在2000年基础增加40倍以上。

3. 钛金属的钛的产品

钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。材质：典化钛，工业纯钛， α 型钛， β 型钛， α +β型钛类型包括有钛丝、钛网、钛管、钛片、钛箔。钛网：应用于一些仪器以及装置，起过滤作用。钛丝：除了工业上的应用，高级钛丝还应用于一些植入和美容手术。钛管：应用于工业、机械上。钛片：应用于骨骼上的植入，外科接骨手术与生物植入公司。钛箔：应用同上，钛箔是更薄的钛片，厚度在0.1mm以下。

4. 钛金属的现状展望

钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而，生产成本之高，使应用受到限制。据相关统计数据，2012年我国化工行业用钛量达2.5万吨，比2011年有所减少。这是自2009年以来，我国化工用钛市场首次出现负增长。近些年来，化工行业一直是钛加工材最大的用户，其用量在钛材总用量的占比一直保持在50%以上，2011年占比高达55%。但随着经济陷入低迷期，化工行业不但新建项目明显减少，同时还将面临产业结构调整，部分产品新建产能受到控制，落后产能也将逐步淘汰的境地。受此影响，其对钛加工材用量的萎缩也变得顺理成章。在此之前，便有业内人士预测化工行业用钛量在2013~2015年间达到峰值。以当前市场表现看来，2012年整体经济的疲软有可能使得化工用钛的衰退期提前。 随着上述政策以及国家相关环保、产业政策落地和市场的推动，我国钛白粉行业将经历去产能化过程，催生行业升级，提高氯化法钛白粉比例，提升行业集中度。未来5年，我国钛白粉行业将迎来大范围重组、整合。近期中核钛白、金浦钛业的收购行为和意向预示着钛白粉行业整合大幕已经开启。

5. 为什么说钛合金前途无量?

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。   钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。   中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。   钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20％～25％。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93％，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20％～30％，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

6. 钛和钛合金的优良性能

钛和钛合金具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能强等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此可以用于航空、航天工业及化学工业等方面．故答案为：高；小；好；强；抗腐蚀；航空、航天工业．

7. 未来取代不锈钢材料的金属钛，详情了解《钛谷商情》，带你领略一个神奇的金属

（1）（1）2248Ti和2250Ti为质子数相同中子数不同的钛元素的不同原子，互称同位素；Ti元素核外有22个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63S23p63d24s2（或[Ar]3d24s2），
故答案为：同位素、1s22s22p63S23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）；
12×
1    
4    
＝3，Ti原子个数=8×
1    
8    
＝1，Ba原子个数为1，所以其化学式为：BaTiO3，故答案为：BaTiO3；
（3）采取sp2杂化的碳原子价层电子对数是3，该分子中碳原子价层电子对数为3的有：苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子，所以一共有7个；采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，价层电子对个数是4的原子有：连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素，所以这三种元素第一电离能从大到小顺序是：N＞O＞C，
故答案为：7、N＞O＞C；
（4）配离子[TiCl（H2O）5]2+中含有非金属原子之间的极性共价键以及配位键，钛元素的配位体是H2O、Cl-，故答案为：极性共价键（或共价键）；H2O、Cl-．

8. 工业纯钛的介绍

工业纯钛是按照杂质元素的含量划分等级的。它具有优良的冲压工艺性能和焊接性能，对热处理及组织类型不敏感，在令人满意的塑性条件下具有一定的强度。它的强度主要取决于间隙元素氧、氮的含量。它在海水中具有高的抗腐蚀性能，但在无机酸中较差。一般用于制造在-253～350℃温度下工作的、受力不大的各种板材零件或锻件，也可制造铆钉线材和管材。