第四代金属——钛

中国粉体网讯  人类使用金属材料的历史源远流长。早在6000年前，人类就发现并使用了金属铜。继铜的使用之后，第二代金属是铁，在我国，公元五世纪（春秋末年），就已经大量炼铁和使用铁器了。从那时起直到今天，钢铁的生产和应用，一直在不断发展。当今铝的产量之大，用途之广，仅次于钢铁。如果把铝看做第三代金属的话，那么，金属的第四代就是近几年才崭露头角的钛了。

未来的“钢铁”

    钛这种以希腊神话中的大力神泰坦命名的金属，它具有钢铁般的强度，却不像钢铁那么沉重；它又像铝质轻，抗腐蚀，但其强度却比铝高得多。钛和铝铁一样，可以与一些金属元素形成合金，提高和改善它的力学性能与物理特性，以适应不同的需要。

    钛合金还有一种既耐高温有耐低温的特殊本领。2010年来研制成功的一些钛合金的新品种，又进一步提高了耐高温性和耐高压性，这对于航空航天工业的发展具有重要作用。其实，钛的超众才能不仅仅表现在高高的空间，在深深的海洋里，它也是一把能手。因为钛及其合金有很强的抗腐蚀性，在常温下酸、碱甚至王水，都奈何不了它，在含少量盐分的海水里更可安然无恙。因此，它是制造轮船、军舰的理想材料。

    钛及其合金虽有这么多优良性能，但由于难于提炼，所以直到近几十年来开始崭露头角。2010年来生产的钛就是在高温稀有气体的保护下，用镁使四氯化钛还原而得到的。这样得到的钛是多孔的海绵钛，还要经过一系列的加工过程，才成为工业用的钛材。钛合金以其优越的特性已被广泛用到生活的各个领域，随着钛及其合金的生产工艺不断改进，成本会进一步降低，在民用工业中必将得到更广泛的运用。所以科学家预言，钛就是“未来的钢铁”，钛就是“21世纪的金属”。

有“记性”的合金

    在新型金属材料的行列中，除了被视为新世纪的骨干力量的金属钛以外，还有不少各具特殊功能的角色，形状记忆合金就是倍受瞩目的一个。20世纪60年代初，人们就发现一种由钛镍组成的合金，有对自身形状记忆的功能。这是因为金属晶体是由金属原子按照一定的排列方式构成的，有的合金其原子的排列方式还会随着环境条件的不同而发生改变。到2010年6月份已发现的形状记忆合金达几十种之多，其中应用较多的是钛镍基合金和铜基合金两大种类。

    形状记忆合金的应用也是多方面的，在宇航工作中，人造卫星和月球上的伞形天线都可以用形状记忆合金制作；美国在喷气式战斗机的油压系统中也使用了钛镍形状记忆合金；形状记忆合金还可用于多种驱动装置，控制着从机器人的手臂到随温度变化而自动开启的窗户；在医疗方面，形状记忆合金也大有用武之地。

“速冻”金属

    “速冻”金属就是用超高温急冷的方法得到固态合金，人们称之为非晶质合金。它同样具有高强度和高韧性的特点，可以进行冷轧，合金的薄带还可以反复弯曲180度而不断裂。而且它还具有很高的电阻率，有的合金还可以做催化剂和吸氢材料。非晶质合金代替硅钢片做变压器的铁芯，可以节约三分之一的能源。

    总之，在新型金属材料中，各具特色的新面孔还有很多，如铍、铝基复合材料等，所有这些，都为金属材料的发展谱写了新篇章。