鈦，元素周期表中第22號元素，地殼含量排名第九，金屬元素中位列第四。另一方面，含鈦礦物中，只有5%的量真正用于冶煉鈦金屬，其余95%之多往往用來制備TiO2。鈦被譽為航天工業(yè)的理想金屬，那么，是什么使它如此特殊呢？

    1790年，一位牧師在英國康沃爾郡發(fā)現(xiàn)了鈦，（當(dāng)然那時還沒有titanium這個名號，直到五年后由德國化學(xué)家正式命名為titanium）一百年以后，也就是1910年，美國化學(xué)家Matthew.A.Hunter成功從一種鈦礦石中提取出金屬鈦。相比其他金屬鈦的特點非常明顯：

    輕質(zhì)——鈦的密度很低，只有鋼的56%。

    鈦是已知比強度最大金屬。

    注：ksi=千磅/平方英寸，表示單位面積上所能承受的壓力。

    柔韌性：鈦的彈性模量較低（14.9*106psi），鋼的1/2。鈦作為彈簧時不僅有卓越的恢復(fù)形變能力也有很強的韌性。

    鈦對腐蝕和侵蝕有著異常的抗性。在已有的研究中發(fā)現(xiàn)，鈦自然形成的氧化膜保護了它不受堿性介質(zhì)中氯和其他鹵化物，氣體，無機鹽溶液，有機酸，氧化性無機酸和水的侵蝕。鈦還可以防止微生物的腐蝕。在受到氣流的侵蝕尤其是高速氣流的侵蝕時這種保護顯得尤為重要。

    高導(dǎo)熱：鈦能有效地傳導(dǎo)熱量，具有高導(dǎo)熱性。

    膨脹系數(shù)低。在復(fù)合體系或者陶瓷、玻璃中，比其他金屬更有優(yōu)勢。

    當(dāng)然鈦也有一些劣勢：活性較高，難以（代價高）澆鑄或焊接。一旦焊接后，由于加熱連接處會弱化，容易造成應(yīng)力集中點，裂紋傳播幾率大大增加。工藝成本高，生產(chǎn)困難。

    幾種常見金屬的常見性能對比

    鈦從何而來？

    鈦在自然界中有兩種最常見的存在形式在：鈦鐵礦（FeTio2）和金紅石（Tio），其主要來源是礦砂。所以最終以何種形式使用的鈦都是提煉出來的，也就是說自然界中不存在鈦單質(zhì)。

    鈦鐵礦主要分布在澳大利亞，加拿大，芬蘭，南非和美國。主要用于生產(chǎn)鈦爐渣。金紅石也是在澳大利亞，南非，印度，斯里蘭卡和塞拉利昂廣泛分布。鈦鐵礦占據(jù)了全球90%的鈦礦供應(yīng)。但是為了使含鈦量更高，鈦鐵礦總是先被加工成金紅石和鈦爐渣，然后再和天然金紅石一起用于生產(chǎn)。

    鈦金屬的提煉

    生產(chǎn)金屬鈦的第一步通常是生產(chǎn)海綿鈦，因為這種鈦的質(zhì)地和天然海綿很像。這一過程通常由氯化金紅石來實現(xiàn)。先由金紅石礦石，焦炭和氯制備出四氯化鈦，然后四氯化鈦在惰性氣體中和鎂反應(yīng)生成氯化鎂和海綿鈦。（歷史上“亨特過程”被用來生產(chǎn)海綿鈦，但現(xiàn)在幾乎所有的商業(yè)生產(chǎn)都使用“柯羅爾”過程）添加或者沒有添加合金元素（包括鋁，鉬，釩，錫，鋯）的海綿鈦都能熔融，并以不同的方式多次重熔。

    鈦的用途

    以美國為例，鈦的最大消費市場是航空航天工業(yè)、商業(yè)和防務(wù)。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）估計：2009年，76%的鈦金屬用于航空工業(yè)， 24%則被用于“裝甲、化工、船舶、醫(yī)療、發(fā)電和體育用品。”事實上從1965開始，鈦才開始逐漸應(yīng)用到航空以外領(lǐng)域。此后的50多年，商業(yè)航空以及國防領(lǐng)域?qū)︹伒男枨蠖技眲≡黾印．?dāng)然除以上用途，鈦另有多種民用價值，在此不過多提及，可參看維基百科。

    鈦在波音飛機上所占的比重讓鈦對制造業(yè)的重要性不言而喻。

    市場驅(qū)動與前景

    可以說，航空業(yè)是鈦的一個典型消費者。2009年，由于全球經(jīng)濟放緩，飛機制造業(yè)幾近停滯，由此曾造成海綿鈦礦產(chǎn)量顯著下降，價格也大跌，并推遲了產(chǎn)能擴張。當(dāng)時中國是世界上最大的海綿鈦開采國，首當(dāng)其沖，慘遭波及。不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為形式嚴(yán)峻。

    在海綿鈦的生產(chǎn)中，幾年來中國一直處于領(lǐng)先地位。

    但若因此將其看作鈦金屬價格的唯一推動力，則有失偏頗。工業(yè)需求（主要為商用客機工業(yè)需求）是一個推動因素，但除此外，在供應(yīng)和需求端還有眾多重要的“推動力”。

    近幾年的相關(guān)報告頻頻指出，行業(yè)需求保守估計占到全球總產(chǎn)量的49%左右，商用航空30%，其余軍事10%（其中7%是軍事航空）、消費者8%。

    一直以來在供給方面，產(chǎn)能（產(chǎn)能擴張）仍是主要驅(qū)動因素。

    在航空工業(yè)方面，對鈦的需求至少依賴于三個要素：商用飛機訂單水平；鈦不再僅僅作為輔助材料而是大面積、多部件使用；在軍用飛機中的用量的持續(xù)增長。

    因此不難得出，未來鈦金屬會明顯受這三個因素的影響：飛飛機需求（包括客機、軍用）、供應(yīng)情況、鋼鐵乃至其他工業(yè)中的持續(xù)消耗——在中國尤其表現(xiàn)明顯。

    鈦的生產(chǎn)成本

    最后我們來看看鈦的生產(chǎn)成本問題。

    任何人看到海綿鈦的數(shù)據(jù)都會驚訝（09年產(chǎn)量第一的中國只有5噸），如此重要的金屬產(chǎn)量卻如此小。曾有一篇文章指出：“鈦的市場非常小，只有鋼市場的萬分之一的規(guī)模。”為什么？

    答案就是成本。鈦的生產(chǎn)代價（提煉、加工、制備）非常昂貴——以平方英寸為單位，提煉過程比鋁的提煉貴五倍，加工成錠以及后期成品的成本是鋁的十倍。后期制造是最昂貴的加工階段，其次就是海綿鈦的生產(chǎn)。

    除了簡單的資本要求，另一個重要的因素是能源消耗。鈦生產(chǎn)需要大量的能量，不僅在處理初始礦石到海綿鈦階段，海綿錠成型也需要大量能量。對于某些航空航天應(yīng)用中，海綿鈦可能要被提純?nèi)我陨喜拍苓_到要求。

    尋找比（柯羅爾過程）更經(jīng)濟廉價的的方法是全世界都在攻克的難題。在全球范圍內(nèi)至少有29所研究機構(gòu)在研究新的海綿鈦生產(chǎn)辦法。