天生我材之第三金属—钛

铁和铝是如今用途最广、用量最大的两大金属。随着科技的不断进步，在金属家族中，有一位小弟逐渐成长壮大，慢慢崛起成为继铁、铝之后的“老三”，那就是被称为“第三金属”的钛。

太空金属

你可知道，迄今为止世界上飞行速度最快的有人驾驶飞机是哪种？

答案是美国的SR-71“黑鸟”。这是一种长程战略侦察机，最高爬升高度可超过25 000米，作战半径5400千米，最高速度可超过音速的三倍，甚至可以把某些导弹甩在后面。SR-71“黑鸟”侦察机为何能飞那么高、那么远、那么快？这主要得益于它的机身材料—在它整个机身中，93%的材料采用的是金属钛。

纯净的钛看起来跟钢很像，具有银灰色的金属光泽，但在物理性质上，钢铁跟它比可是差远了。

纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多高强度钢铁的强度，而同样体积下，钛的重量大约是钢的60%。与铝合金相比，钛稍微重一些，但强度却达到它的两倍。这意味着，如果采用钛合金制作飞机机身，可将其重量大大减轻、燃料消耗减少却不削弱其机械性能。

正因为如此，金属钛及钛合金被广泛应用于航空、航天领域，并被赞誉为“太空金属”，可用来制造飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、导弹的燃料罐等部件。

美国近期研制出一种新型无人机——“鸬鹚”，由美国海军的“俄亥俄”级核潜艇从水下发射，升空后负责完成侦察任务，并可携带导弹实施攻击。用金属钛制作的机身大大提高了它的机动性能。

海洋金属

我的体表和氧结合后，就自动生成防护衣——一层致密的氧化膜，使我具有非常强大的抗腐蚀能力，能够抵御稀盐酸、稀硫酸及大部分有机酸的腐蚀。

我们知道，海水不可以直接饮用，必须经过淡化处理才行。但是海水具有较强的侵蚀性，那些钢铁制成的加热器、蒸馏器和冷凝器等海水淡化设备长久运行必然会遭受破坏，这可如何是好？有人做过这样一个实验：将一块金属钛放入腐蚀性较强的海底，时隔几年之后再取出来，竟然没有生锈的痕迹，令人惊讶不已。这告诉我们，倘若这些海水淡化设备是由金属钛制成，可大大减少损失。美国一家海水淡化厂160千米长的钛管，运行十多年未见腐蚀损坏。

2007年8月2日，几名俄罗斯人乘坐“和平一号”和“和平二号”海洋深潜器下潜至深4000多米的北冰洋，然后将一面高约1米的钛合金俄罗斯国旗插在了洋底。他们之所以选用钛合金，正是青睐于其强大的抗腐蚀能力。所以，又有人送给钛一个外号叫“海洋金属”。

此外，钛金属没有磁性，如果用于制造船舶、舰艇，既可以提高抗磁干扰能力，还可以免遭磁性水雷的攻击。磁性水雷是一种布设于海洋中的水雷，一旦它受到磁场的影响，便会接通起爆电路从而引爆。钢铁制成的船舶和舰艇通常会带有一定的磁性，航行过程中常常会被磁性水雷击中，钛制船舶和舰艇就不再有此顾虑了。目前，俄罗斯已经拥有了这样的全钛潜艇。

钛的来源

一直以来，钛被人们认为是一种稀有金属。但实际上地壳中蕴藏的钛元素很丰富，几乎在所有的岩石、土壤和水体中都存在，其储量比铜、镍、铅、锌还要高。钛之所以被认为是稀有金属，主要是由于它们很难从原料中提取，而且分布较为分散。

目前，冶炼金属钛的主要矿物原料有两种——钛铁矿和金红石。

钛铁矿一般为不规则的铁黑色粒状，散布在火成岩中，也会和另一种矿物磁铁矿共生。在我国著名的“钢城”四川攀枝花，这里的磁铁矿颗粒之间常常伴生钛铁矿，而且储量很大。此外，在我国河北承德、广东兴宁、山西左权、陕西洋县等地也有产出。

金红石的主要成分是二氧化钛，含少量的铁、铌、钽等，一般为褐红色，含铁高时呈黑褐色，中国主要的产地是湖北枣阳和山西代县。由于二氧化钛性质稳定，可保持长久的白色，还是目前性能最优良的白色颜料。

找一找，我们身边哪些东西可能含有金属钛？

钛合金眼镜架：不仅坚硬防折断，还大大减轻了重量，给鼻梁“减负”。

钛合金烤瓷牙：由钛、镍、铬三种金属制成的钛合金烤瓷牙不仅可以抵御唾液的腐蚀，经久耐用，而且对口腔组织无刺激，安全性很高。

人工关节：关节置换的外科手术中所用的人工关节，主要是用钛合金制作的。

钛锅：用钛锅炒菜，不会产生粘锅现象。

钛合金用品：自行车、摩托车、高尔夫球杆、羽毛球拍、网球拍、登山用具、滑雪板。

国家大剧院的曲面屋顶：由18 000多块钛金属板制成。