钛材在新材料领域的新应用

盛利 |文

钛材在新材料领域的新应用

盛利 |文

“一带一路”和“中国制造2025”概念，为钛材拓展新的需求领域提供了广阔前景，笔者认为，民生用品、建筑装饰、海洋工程、石油钻采与输送等产业都将成为未来钛材作为新兴材料发展的新领域。

新时期，“一带一路”和“中国制造2025”概念，为钛材拓展新的需求领域提供了广阔前景，笔者认为，民生用品、建筑装饰、海洋工程、石油钻采与输送等产业都将成为未来钛材作为新兴材料发展的新领域。

民用电子产品刮起“钛旋风”

钛做为民众心目中的高档金属，近年来也被应用于民用电子产品中。以苹果手机为代表，首次用钛螺丝替代不锈钢螺丝，在民用电子产品中刮起了一阵“钛旋风”。国内8848钛金手机的钛外壳，让国内高端人士首次感受到钛的沉稳与大气。

目前，钛已引起了手机、笔记本等电子生产厂商的关注，钛制外壳、内饰、配件已成为设计师未来设计的首选元素。钛将以其特有的色泽与优良的金属性能，以及其独特的宣传力，在民用电子产品中将得到大量应用。不要小看每部手机几十克的用量，其每年几亿到十几亿部的市场量，必将掀起钛产业发展的新高潮。

钛市场将因民用产业而崛起

当今社会，健康越来越得到方方面面的重视，钛以其独特的无毒、无重金属析出、无人体排异、生物亲和性好的特性在民用健康产业必将大放异彩。从前后两届钛博会上看到，老的钛眼镜架、高尔夫球杆、钛饰品、户外用品等在市场中稳步前行。以钛复合炒锅、钛保温杯等为代表的厨具、餐具、休闲器具等不断推陈出新，正逐步走向成熟。

今年，浙江永康成立了钛材料民用化项目对接工作领导小组，将钛材与当地民营企业的车、杯、厨具等优势产业擦出火花，合作打造高端民用产品。相信以永康人的智慧、加工与市场开拓能力，高端民生健康产品将在未来取得突破性进展，有望成为高端不锈钢的替代产品。展望未来，每家每户拥有一千克钛将成为可能，钛的市场将因民用产业而崛起。

当然，影响钛在民生健康产业的应用还是钛材的品质。过去不少钛企业认为民用产品对钛的品质要求不高，是钛就可以，而真正从事钛民用钛产品才发现，对钛加外观品质和加工性能的要求往往超过军品。以钛锅为例，加工对材料拉伸性能的要求很高，加工后表面不能出现针眼大的缺陷，这些又恰恰是现在钛材难以做到的。如何开发即适合生产民用产品，易于冲压，加工性能好，又价格低廉的钛材，已成为钛材生产企业需面临的课题。

建筑装饰产业充分发挥钛耐腐蚀优势

中国国家大剧院椭圆拱形钛壳体的面世，让全世界为钛在建筑领域的应用而喝彩，它的成功应用也给了我国钛业工作者和建筑设计师很好的启示，杭州大剧院、江苏大剧院、福建闽台文化园等一批国内开始应用钛元素。世界第一高楼迪拜塔在建筑外装饰墙构件，室外五金件等的应用更是将钛耐腐蚀的优势发挥得淋漓尽致。

我国有漫长的海岸线，滨海建筑受海洋气候的影响较大，腐蚀严重；公路、铁路、工厂附近的建筑因大气污染，腐蚀也较严重。无论是从美观、艺术的角度出发，还是考虑建筑的耐蚀性，均需用钛来取代常规建筑用金属材料，以保证建筑和路边行人的安全。由宝鸡钛产业研究院设计开发的福建闽台文化园项目将钛的本色变幻成绚丽的多彩色，把钛的耐蚀性与建筑装饰的需求完美结合，成为国内自主钛建筑装饰领域的典范。

不过，影响钛进入建筑领域的关键因素还是行业标准，由于国内建筑设计标准中没有钛材这一材料，因此设计师无法使用钛材进行结构设计和结构测算，只能做为装饰材料加以应用。没有标准已严重影响到钛材在我国建筑领域的应用，需要尽快得到解决。相信我国会赶上日、欧等先进国家的时代潮流，关注钛在建筑领域开发和应用，推动我国钛工业的发展。

海洋工程有望成为钛材应用的大市场

海洋工程用材料，除要求耐海洋腐蚀环境外，还要求高性能、高功能、安全可靠性、实用性及低成本等，钛是所有金属中最适合的材料。在舰船应用领域，船体、热交换器、泵、阀、管线等长期浸泡在海水中，极易受到海水腐蚀。钛材可以有效解决由于腐蚀/冲蚀引起的海底管道泄露和海洋生物引起的舰船故障等问题，它不但具有优异的耐海水腐蚀性能，而且可以减轻舰船重量，减少维修费用，延长使用寿命。

近年来，国家海洋战略的实施，海洋设施用钛也有所增加，已经实施或计划用钛的大型浮式海洋结构物机场、港湾物流基地、原油和天然气贮存基地、桥梁、体育娱乐设施等。在海洋勘探方面，海上采油设备如采油平台、原油冷却器、升油管、泵、阀、接头、夹具等均与海水及原油中的硫化物、氨、氯等介质接触，由钛制造的设备或零部件已广泛用于海洋勘探。

展望未来，海洋工程作为新兴的钛的民用市场，最近几年发展很快。在能源紧缺的情况下，从近海到深海，世界许多国家都在开发海洋，利用海洋，而钛优异的性能可以很好地满足人们在海洋工程方面应用的要求，因而应用领域十分广泛，预测海洋工程用钛有望成为钛材的一个较大的应用市场。

石油钻采与输送也将成为钛材应用大市场

地球上蕴藏的石油有30%以上埋藏于海底之下，大约1300×108（亿）吨，把它们开采出来对缓解能源短缺意义重大，海洋底部与地壳中蕴藏着人类将来赖以生存的资源，如何探明它们藏于何处与如何把它们开采出来是人类面临的挑战。在海洋钻探中使用钛合金制造石油提升管与采油预应力管接头、夹具、配件等已在技术上是可行的。在钻井平台、海洋电站上为了应对含硫酸性原油和海水都抗腐蚀，热交换器以及油和气的冷却都可以使用钛制装备。近年来，国内主要钛企业都在积极研发钛合金石油管材，以满足国内超深超高压油气井对高强耐蚀管材的迫切需求。

石油输送管道系统是海底石油开采不可缺少的部分，由于钛对海水具有很高的耐蚀性，其使用寿命为钢的10倍，因此，采用钛管制造的石油输送管的成本与铜、镍金属管相比是合算的。美国已开始将大口径钛合金管应用于北海石油开发中，并取得了良好的使用与经济效果。

影响钛材在石油钻采与管道输送的主要因素还是标准问题。我国钛材的应用推广已有40多年的历史，但在各行业标准制订上都缺乏对钛材使用的规定，国内部分大型骨干钛企业对钛在跨行业标准的制订缺乏积极有效的影响，限制和制约了钛在新领域的推广应用。

未来全球对强度更高、耐蚀性更强的钛合金石油管材的需求十分迫切，国内各大钢管制造公司和科研院所都在积极开展研制工作，预计石油钻采与输送领域用钛有望成为钛材的一个较大的应用市场。

纵观钛材在未来新材料领域的新应用，“跳出钛产业，发展新领域”从必然王国走向自由王国的跨界发展思路已成为钛产业今后发展的主旋律。加强横向结合，实现跨行业跨领域发展，将为未来新材料应用推广带来新的活力。

（本文作者系宝鸡钛产业研究院院长）