の価格チタン合金1キログラムあたり200ドルから400ドルの間ですが、軍用チタン合金の価格はその2倍です。では、チタンとは何でしょうか？合金化するとなぜこんなに高価になるのでしょうか？
まずはチタンの起源を理解しましょう。チタンは主にイルメナイト、ルチル、ペロブスカイトから得られます。銀白色の金属です。チタンの活性な性質と製錬技術への高度な要求により、人々は長い間チタンを大量に生産することができず、そのため「希少」金属としても分類されています。
実際、人類は 1791 年にチタンを発見しましたが、最初のチタンは純チタン1910年に製作され、100年以上の歳月がかかりました。その主な理由は、チタンは高温で非常に活性が高く、酸素、窒素、炭素、その他の元素と結合しやすいためです。純チタンを抽出するには非常に過酷な条件が必要です。しかし、中国のチタン生産量は前世紀の200トンから現在は15万トンまで増加し、現在では世界第1位となっている。では、チタンは非常に高価ですが、主にどこで使用されているのでしょうか?
1. チタン工芸品。チタンは密度が高く、耐食性があり、特に酸化しやすく、着色しやすいです。装飾効果に優れ、本金よりもはるかに安価なため、工芸陶磁器、骨董品や古建築の修復、屋外銘板などに本金の代替として使用されています。
2. チタンジュエリー。チタンは実際に静かに私たちの生活に入り込んでいます。今、女の子が身に着けている純チタン製のジュエリーもあります。この新しいタイプのジュエリーの最大の特徴は、健康、安全、環境保護です。人の肌や体に有害な物質を出さないため、「緑の宝石」と呼ばれています。
3. チタンガラス。 チタンは鋼よりも高い変形抵抗力を持っていますが、その重さは同じ体積の鋼の半分しかありません。チタンメガネは見た目は普通の金属メガネと何ら変わりませんが、実際は軽くて掛け心地が良く、金属メガネのような冷たさを感じず、温かく滑らかな触り心地が特徴です。チタンフレームは通常の金属フレームよりもはるかに軽く、長期間使用しても変形せず、品質がより保証されます。
4. 航空宇宙分野で、現在の空母、ロケット、ミサイルの多くの鋼材はチタン合金に置き換えられています。変形しにくく軽いという理由から、鋼板やチタン合金を使って切断実験をした人もいます。切削加工中に、チタンで発生する火花が少し違うようであることがわかりました。鋼板は金色で、チタン合金の火花は白色でした。これは主に、切断プロセス中にチタン合金によって生成される小さな粒子が原因です。空気中で自然発火して明るい火花を発することができ、その火花の温度は鉄板の火花よりもはるかに高いため、ロケットの燃料としても使用されています。
統計によると、世界中で毎年 1,000 トン以上のチタンが航海に使用されています。チタンは宇宙材料として使用されるほか、潜水艦の製造にも使用されます。かつてチタンを海底に沈めた人がいますが、5年後に引き上げたところ、チタンはまったく錆びていないことがわかりました。チタンの密度はわずか4.5グラムで、立方センチメートルあたりの強度は金属の中で最も高いからです。 2,500気圧の圧力に耐えることができます。したがって、通常の鋼製潜水艦は最大300メートルまで潜ることができるのに対し、チタン製潜水艦は4,500メートルの深海を航行できます。
チタンの応用は豊かでカラフルであり、チタン合金チタンは医療分野でも広く使用されており、歯科、形成外科、心臓弁、医療機器などで使用されています。しかし、現在の市場におけるチタン製品の価格は一般的に高く、多くの消費者が敬遠しています。では、この状況は正確に何が原因でしょうか?
チタン資源の採掘と利用は非常に困難です。我が国のイルメナイト砂鉱山の分布は点在しており、チタン資源の濃度は低い。長年の採掘・利用を経て、高品質かつ大規模な資源が採掘されてきましたが、開発は民生採掘が中心であるため、大規模な開発・利用を形成することが困難です。
チタンの需要は非常に高いです。チタンは新しいタイプの金属材料として、航空宇宙、建設、海洋、原子力、電力などで広く使用されています。我が国の総合国力の継続的な向上に伴い、チタンの消費量も急速な増加傾向を示しております。
チタンの生産能力が不足している。現在、チタンを生産できる先進国は世界でわずか数か国だけです。
チタンの加工は難しいです。
スポンジチタンからチタンインゴット、そしてチタン板に至るまで、数十の工程を要します。チタンの製錬プロセスは鋼の製錬プロセスとは異なります。溶融速度、電圧、電流を制御し、組成物の安定性を確保する必要があります。工程が多く複雑なため、加工も困難です。
純チタンは柔らかいため、一般的にチタン製品としては不向きです。したがって、金属の特性を改善するには他の元素を添加する必要があります。たとえば、航空業界で一般的に使用されているチタン 64 は、金属特性を向上させるために大量の他の元素を添加する必要があります。
チタンは、高温でハロゲン、酸素、硫黄、炭素、窒素、その他の元素と強く反応します。したがって、チタンの精錬は、汚染を避けるために真空または不活性雰囲気中で実行する必要があります。
チタンは活性金属ですが、熱伝導率が低く、他の材料との溶接が困難です。
要約すると、文化的価値、需要、生産の難易度など、チタン合金の価格に影響を与える要因は数多くあります。しかし、科学技術の継続的な発展に伴い、生産の難易度は将来的には徐々に低下する可能性があります。
投稿時刻: 2025 年 1 月 2 日