鈦合金的主要金屬鈦并不罕見。在地球上,鈦的含量占地殼總質(zhì)量的0.45%,僅次于鐵、鋁、鎂等金屬元素。目前已知的鈦礦物有140多種,儲(chǔ)量也非常豐富。
在自然界中,鈦存在于鈦鐵礦、金紅石等礦物中。純鈦是銀灰色的,也是輕金屬。鈦的密度只有4.54克每立方厘米,熔點(diǎn)1668攝氏度,是塑料。
真正讓鈦備受追捧的是它自身的特性。鈦?zhàn)鳛橐环N輕金屬,在所有元素中重量與強(qiáng)度之比最高,比鋼輕44%,但其機(jī)械強(qiáng)度與鋼相似,鋼的強(qiáng)度是鋁的三倍。鈦具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。與鋁類似,鈦在室溫下也會(huì)被一層致密的氧化膜覆蓋。
其無毒、無磁性的特點(diǎn)也非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。液態(tài)鈦幾乎可以與所有金屬溶解,因此可以與多種金屬形成合金。通過加入一定比例的其他金屬元素,熔煉出的鈦合金不僅能保證重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特點(diǎn),還具有更高的強(qiáng)度或更高的耐高溫性能,甚至具有記憶能力。鈦是與人體最相容的金屬,也用于醫(yī)療領(lǐng)域,如心臟支架。
有人好奇,鈦不是稀有金屬,儲(chǔ)量這么多。為什么鈦合金還這么值錢?
這將涉及到金屬冶煉技術(shù)。鈦合金對(duì)冶煉環(huán)境極其苛刻,高溫下化學(xué)活性低,因此鈦合金的冶煉必須在高溫下進(jìn)行。鈦合金的熔煉溫度一般應(yīng)在800攝氏度以上,應(yīng)在真空環(huán)境下操作。這種冶煉環(huán)境遠(yuǎn)高于鋼鐵等金屬。俗話說,稀缺是最重要的。隨著時(shí)間的推移,鈦合金變成了所謂的稀有金屬,導(dǎo)致其價(jià)格居高不下。