钛于1791年由格雷戈尔于英国康沃尔郡发现。但因其开采、冶炼难度较大,在20世纪中叶开始才逐渐发展起来。钛是一种重要的结构金属,具有强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。我国的钛工业发展在国际上相对成熟。
在相当长的时间内,钛材料主要应用在航天、军工领域,进入新世纪后,钛民品工业的发展开始迎头赶上。钛民品产业的成长速度如此惊人,主要得益于以下特点。亲生物性钛与人体组织具有良好的生物相容性,不会发生排异、过敏反应,也没有毒副作用,对任何植物动物细胞都不会产生危害,也因此被广泛应用于高端医疗领域,如心脏支架、人造骨骼等领域。
值得一提的是,钛金属坚硬且有质感,密度轻巧,相同体积的钛,重量仅相当于18K金的五分之一到六分之一,因此钛可以设计出表面积更大,更富于装饰性,视觉冲击力更强,而重量却更轻的作品,更加适合日常佩戴。可以说,钛金属的介入解决了长期以来困扰着珠宝首饰的一个重要问题,即装饰性和佩戴性之间的矛盾,那么钛钢有哪些优点呢?
抑菌性
钛金属表面会不断氧化生成氧化钛薄膜,这层薄膜可以抑制细菌生长,使得钛制生活用品具有良好的抑菌性。相比于不锈钢、玻璃、砂锅等传统容器,钛制容器在盛放果汁、中药、牛奶等饮品时,具有更优良的保鲜性能。
抗腐蚀
耐酸碱钛金属拥有极佳的抗腐蚀性,即使是王水也不能将其腐蚀掉。正是因为这一特性,蛟龙号深海探测器也应用了钛金属,它可以长期置于深海而不受到腐蚀。也是因为钛金属坚固耐腐蚀,所以可以实现循环利用,实现了真正意义上的环保材料。耐高温钛可以承受高温而不变形,所以在航天领域也有广泛运用。钛的熔点高达1668℃,在600℃的高温中长期使用不会受到破坏。用钛金属制造的水杯可以直接加热而不发生损坏。
重量轻
钛金属的密度为4.5g/cm3,比强度高,重量轻,相同体积、强度的自行车,使用钛架的更轻便。这一点对于民品来说意义较大,可以制成更轻的锅具和户外用具等。
无重金属析出
无重金属的杂质,也就不会析出重金属,对人体更加健康。传统的不锈钢为了保持不生锈的特性,需要添加铬、镍、锰等重金属元素,长期使用会造成重金属析出并在体内富集,只此一点来看,钛金属确实是相当理想的民品材料。
炫彩
钛金属还有一个著名的称号:变色龙金属。通过一系列的表面处理技术,我们可以改变钛表面氧化膜的厚度,让钛可以反射出不同的颜色,更重要的是,这种「变色」来自于物理手段,是无毒无杂质的物理变色。正是因为如此,钛制首饰、珠宝、艺术品和多彩的钛制冰花杯也越来越多。