另外像当前的航母、船舶,如果大面积采用钛合金建造,既可以增加抗海水腐蚀效果,减少维护费用;还能获得更高的材料强度,增加防御效果。还有专门用于医疗的“亲生物钛合金”、拥有记忆功能的“钛镍合金”、 专门用于深海探测的“钛潜艇外壳”。
总之凭借着各种优异的性能,钛合金现如今已经被广泛应用于航天、军事、医疗、工业制造等众多领域。正因如此,钛合金也被誉为继铁、铝之后崛起的第三大金属,成为了当前世界各国严格把控的“战略稀有金属”!
储量丰富的“稀有金属”不过有意思的是,虽然名为“稀有金属”,但事实上地球上的钛并不稀缺,甚至可以说极为丰富。根据美国地质调查局的数据,钛元素在地壳中的占比高达0.63%,仅次于铁、铝、镁等金属,全球排名第七。其含钛的矿物种类就超过140多种,且储量都极为充足。据统计,全球仅锐钛矿、钛铁矿和金红石的资源总量就超过了20亿吨。这是个什么概念,像我们常见的铜全球总储量只有7亿吨左右,钛是它的三倍。
那么如此丰富的钛资源为何还能被划为稀有元素呢?其实答案很简单,那就是钛元素的制取太困难了!虽然钛元素在地球上的储量极为丰富,但是绝大多数的钛只是其他金属矿的附带品,极其缺少密集的富矿。在目前已知的140多种钛矿物中,具有开采价值的却仅仅只有十多种,算下来也就十分之一左右。因此金属钛的高储量也只不过是说起来好听而已,现实情况却是根本开采不出来。另外,即使有人成功的将钛矿石开采出来了,想要冶炼制取也没那么简单。刚刚我们说到,金属钛具有极强的抗酸碱腐蚀能力。而这种特性就导致在常温状态下,很难通过化学制取的方式提炼金属钛。
同时钛元素的耐热性还极好,其熔点能到达1700摄氏度以上。因此想要直接熔炼钛矿石,需要一个超高温的环境。可问题在于,在高温环境下钛元素的化学性质会变得极为活泼。很容易和空气中的氧、碳、氮以及其他许多元素产生反应。因此金属钛的冶炼,必须处于真空或惰性气体环境中。严格禁止接触空气和水,甚至连冶金工业中常用的氧化铝坩埚都不能使用,来防止其他元素杂质“污染”金属钛。
而如此严苛的环境,意味着极其高昂的制取成本。根据统计,在同等重量下,钛的生产成本能达到铝的六倍左右、铁的30倍以上,即使是要求较低的工业用钛,其每吨成本都在数千美元。像航空航天、军工产业所需的特种钛,其成本更是高达数万美元。