發布日期：2022-3-20 12:48:04
我國地域廣袤、資源豐富，有色金屬探明儲備量大，多位居世界前列。鈦是一種重要的有色金屬，具有密度小、強度高、耐高溫、耐腐蝕等優良特性，目前廣泛應用于生產生活中的各個領域，在航空航天領域與石油化工領域的應用尤為突出。我國的鈦工業開始于上世紀六十年代，經過了五十多年的發展歷程，已經實現了從國防領域走向各行各業的轉變，建立了完整的工業體系，具備較高水平的生產能力。進入新世紀以來，鈦及鈦合金的應用范圍更廣，已成為新型功能材料與生物材料的重點。21世紀將是鈦的世紀，研究其應用現狀具有重要實踐意義。
1、我國鈦及鈦合金工業特點
1.1產量大、用量多
我國鈦資源儲量十分豐富，居世界首位，約占世界鈦資源探明總量的56％。鈦資源分布范圍也比較廣泛，全國有20個省市及自治區探明存在鈦礦產資源在如此豐富的資源基礎上，我國鈦行業的產量也是十分可觀的，海綿鈦產量位居世界首位，約占世界總產量的28％，鈦加工材產量居世界第二位。同時，我國鈦及鈦合金消耗總量也是巨大的，經過短短幾十年的發展，已經成為僅次于美國的世界第二大鈦及其合金消耗國。
1.2廠家多、產業鏈健全
自1958年第一個海綿鈦生產廠建立以來，隨著經濟的不斷發展，需求量的逐步增加，我國鈦行業現有生產廠家超過300，但其中骨干企業少，能達到世界級生產水平的更少。與行業繁榮相符的，我國鈦行業產業鏈比較完善，涵蓋了原料采集、篩選、冶煉、加工、應用、研究等多個環節，是繼美國、俄羅斯、日本后的第四大鈦工業國，具有完備的工業體系與較高的生產能力水平。
1.3新項目種類多
我國鈦消耗量大，但開采冶煉技術還不夠成熟，鈦資源一度處于緊缺狀態。近些年，鈦及鈦合金項目逐漸增多，力求以新工藝、新技術為基礎開發新型生產線，提高鈦礦產資源利用率。這些項目遍布全國各地，規模大、技術水平高，勢必會在各個生產領域中引發新的鈦及其合金使用熱潮。
2、鈦及鈦合金應用領域現狀分析
2.1化工領域
鈦及其合金擁有耐腐蝕、耐高溫的優良特性，很早便被應用于化工領域，并在諸多行業中做出貢獻。
(1)制堿行業
目前，工業上普遍使用電解飽和氯化鈉溶液的方式獲得氫氧化鈉和氯氣，以它為原料經過各種不同的工藝合成多樣化的化工產品。而在之前的氯堿工業生產過程中，由于冷卻工藝不合理經常會導致產出的氯氣質量不合格現象，同時也會對環境造成嚴重污染。而鈦制冷器的出現很好地解決了這一問題，鈦及其合金即使在高溫潮濕氯氣環境中也具有極強的抗腐蝕特性，在80℃的氯水中腐蝕速率僅為0.0043lmm/a，極大了改變了氯堿工業的生產面貌，部分氯堿廠投入使用的鈦合金制冷器使用超過二十年，依舊完好無損。
(2)制鹽工業
真空制鹽是一種較為先進的制鹽工藝，通過創設適宜海水揮發的真空條件，加快結晶速度，提高制鹽效率與質量。然而，這一過程中產生的高溫濃鹽水會對碳鋼設備造成嚴重的腐蝕作用，導致設備極易損壞、滴漏現象嚴重。直至上世紀八十年代，鄧關鹽廠、內蒙古吉蘭泰鹽廠先后將鈦鋼復合結構用于加熱室與蒸發室。實踐表明，鈦鋼結構可有效防止結鹽垢，提高制鹽品質，同時減輕蒸發過程中高濃度鹽水對管壁的腐蝕作用，延長檢修周期。而經過多年實踐，投入使用的鈦鋼結構始終處于良好的運行狀態，成為真空制鹽法順利推廣的基石。
2.2航空航天領域
在美國和俄羅斯等率先利用鈦及鈦合金的發達國家中，鈦及鈦合金主要應用領域為航空航天工程。但航空航天工業對部件精度要求高，而鈦本身是一種變形系數小、背向力大的難切削材料，加之我國相關研究起步較晚，技術尚未成熟，鈦及其合金在我國航天領域一直處于不慍不火的發展狀態。直至近些年，隨著國家的重視程度提高與綜合科研能力的提升，鈦及其合金在航空航天領域的應用愈來愈廣泛，種類也逐步增多，已經成為飛機骨架、承重架、導向裝置、火箭機盤等重要部位的主要材料。每一種型號的鈦合金 都有其特點，用于不同的部位，如Ti5A12.5Sn高強鈦合金常用于制作發動機外殼，而Ti6A12Sn強化鈦合金常用于緊固件與導向裝置制作等，伴隨科技的不斷革新，鈦及鈦合金在我國航空航天領域的應用將愈加廣泛。
3、鈦工業目前存在的問題及發展趨勢
3.1我國鈦工業目前存在的問題
盡管我國已經成為名副其實的鈦工業大國，但縱觀整個行業，從生產到應用，依舊存在些問題。首先，表現在鈦產品質量缺陷中，我國海綿鈦產量高，但高品質的產品數量少，0級鈦生產比率較低，特殊性能的鈦產品種類少；其次，我國尚且不能批量穩定生產鈦帶和鈦擠壓型材，限制了鈦及其合金在航空航天、海洋等領域的開發利用。我國鈦產品總體種類較多，但缺乏對新材料的系統研究，目前，我國休閑娛樂領域與航空航天領域鈦材應用大多模仿國外相關產品，創新型產品研發力度不夠，創新意識不強，出口產品類型比較單一。此外，我國鈦企業仍處于發展階段，世界級企業少，從長遠角度來看，是不利于鈦產業系統化、集成化發展的。
3.2我國鈦工業的發展趨勢
質量是行業發展的第一要素，我國海綿鈦的質量還有待提升，目前，部分冶金企業在國家支持下，已經開發出不少新型技術，將其應用于海綿鈦生產過程中，可提高產品質量，并有助于節能降耗。鈦產品的質量也需要提高，期待通過技術設備的改善加大組織結構均勻、無偏析的鈦產品生產比例。目前，相關研究項目已經逐步落實，并取得了一些研究成果。此外，針對于我國鈦產品創新力度不足的問題，應加大資金投入力度，鼓勵企業自主研發，同時建立鈦材料表征評價中心，積累鈦材尤其是鈦合金材料的實驗數據與應用數據，系統認知每種合金材料應用于具體行業的技術指標，以創新推動發展，以實踐帶動理論提升，進一步擴大我國鈦工業生產。
參考文獻：
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(作者單位：青海聚能鈦業有限公司，青海西寧810000)