在材料科學(xué)的領(lǐng)域中，鈦因其優(yōu)異的性能而備受矚目。然而，你是否知道，看似相似的工業(yè)純鈦與化學(xué)純鈦，實則有著巨大的差異。今天，就讓我們深入探究這兩種材料，揭開它們神秘的面紗。
定義：純度不同，本質(zhì)有別
化學(xué)純鈦，通常指用碘化物法獲得的高純度鈦，牌號為 TAD。盡管名為 “化學(xué)純”，但其中仍存在氧、氮、碳等間隙雜質(zhì)元素，這些雜質(zhì)對其力學(xué)性能影響顯著。隨著鈦純度的提升，其強度和硬度會明顯降低，所以化學(xué)純鈦的特點是化學(xué)穩(wěn)定性佳，但強度偏低。這種高純度的鈦主要用于科研機構(gòu)，以研究純金屬的特定性質(zhì)。
工業(yè)純鈦則與之不同，它含有較多的氧、氮、碳及其他雜質(zhì)元素，本質(zhì)上屬于一種低合金含量的鈦合金。中國工業(yè)純鈦的材料牌號有變形工業(yè)純鈦 TA1、TA2、TA3；鑄造工業(yè)純鈦 ZTA1、ZTA2、ZTA3。這些雜質(zhì)元素的存在，反而提高了它的強度，不過與鈦合金相比，強度仍較低。
性能：各有所長，應(yīng)用有別
強度與塑性
化學(xué)純鈦由于純度高，強度較低，這限制了其在承受較大載荷的結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用。而工業(yè)純鈦雖然強度不算，但塑性，易于加工成型，在沖壓、焊接、切削加工等方面表現(xiàn)出色。
耐腐蝕性
在耐腐蝕性方面，工業(yè)純鈦堪稱 “業(yè)界勞�！�。它在大氣、海水、濕及氧化性、中性、弱還原性介質(zhì)中都具有良好的耐蝕性，抗氧化性甚至優(yōu)于大多數(shù)奧氏體不銹鋼。相比之下，化學(xué)純鈦雖然化學(xué)穩(wěn)定性好，但由于實際應(yīng)用場景中，其低強度可能導(dǎo)致在一些復(fù)雜腐蝕環(huán)境下，結(jié)構(gòu)易受損，從而影響其耐腐蝕性能的發(fā)揮。
耐熱性
工業(yè)純鈦有個小缺點，即耐熱性稍弱，使用溫度不宜過高。而化學(xué)純鈦在這方面同樣沒有明顯優(yōu)勢，由于其主要用于對材料純度要求極高的特殊領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)Σ牧夏蜔嵝缘囊笠蚓唧w應(yīng)用而異，但總體來說，化學(xué)純鈦在常規(guī)工業(yè)應(yīng)用中，因強度和加工等方面的限制，較少考慮其耐熱性在大規(guī)模工業(yè)場景中的應(yīng)用。
應(yīng)用：依據(jù)特性，各施其職
工業(yè)純鈦的廣泛應(yīng)用
工業(yè)純鈦按雜質(zhì)含量不同分為 TA1、TA2、TA3 三個牌號。TA2 因其耐蝕性能和綜合力學(xué)性能適中，是工業(yè)上最常用的工業(yè)純鈦。對耐磨和強度要求較高時可選用 TA3，對要求較好成形性能時可選用 TA1。這些鈦材能被加工成板、管、棒、絲等各種半成品，滿足不同行業(yè)的需求。其主要用作工作溫度 350℃或 360℃（不同文獻略有差異）以下，受力不大但要求塑性好的沖壓件和耐蝕結(jié)構(gòu)零件。例如飛機的骨架、蒙皮、發(fā)動機附件；船舶用耐海水腐蝕的管道、閥門、泵及水翼、海水淡化系統(tǒng)零部件；化工上的熱交換器、泵體、蒸餾塔、冷卻器、攪拌器、三通、葉輪、緊固件、離子泵、壓縮機氣閥以及柴油發(fā)動機活塞、連桿、葉簧等。
化學(xué)純鈦的高精尖應(yīng)用
由于化學(xué)純鈦強度低，作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用意義不大，在工業(yè)中很少使用。然而，在一些對材料純度要求極高的高精尖領(lǐng)域，如芯片制造、心臟支架、核反應(yīng)堆等，化學(xué)純鈦卻不可或缺。在這些領(lǐng)域，對材料的純度和穩(wěn)定性要求極為苛刻，化學(xué)純鈦的高純度特性使其能夠滿足這些特殊需求。
制備工藝：復(fù)雜程度，相差甚遠(yuǎn)
工業(yè)純鈦的制備
工業(yè)純鈦一般需經(jīng)過兩次真空（其中至少一次在真空自耗電極電弧爐中）熔煉，其鑄件通常在真空殼式爐中生產(chǎn)。工業(yè)純鈦既可熱加工，也可冷加工。熱加工溫度范圍為 800 - 900℃，冷加工時，當(dāng)冷加工率達到一定值（如 30% - 60%）時，需進行中間退火。在加工過程中，由于鈦加熱時易吸收氧、氫和氮，使塑性降低并影響性能，所以加熱時爐內(nèi)氣氛需保持中性或微弱氧化性氣氛，避免采用還原性氣氛，更禁止使用加熱。其切削性類似于奧氏體不銹鋼，但因鈦化學(xué)活性高、導(dǎo)熱性差，對刀具表面粘結(jié)傾向高，切削工藝與鋼有所區(qū)別，需采用鋒利刀具、大進給量、較低切削速度和溶油性冷卻液，以及剛性強的工夾具。工業(yè)純鈦適合各種焊接，焊縫區(qū)流動性好，工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是氬氣保護電弧焊。
化學(xué)純鈦的制備
化學(xué)純鈦以碘化物法獲得，該方法是將粗鈦與碘反應(yīng)生成揮發(fā)性的碘化鈦，再通過熱分解碘化鈦得到高純度的鈦。這一過程需要在特定的設(shè)備和條件下進行，對操作環(huán)境和工藝控制要求極為嚴(yán)格，以確保獲得高純度的鈦產(chǎn)品。與工業(yè)純鈦相比，化學(xué)純鈦的制備工藝更加復(fù)雜、精細(xì)，成本也更高。
價格：純度決定成本，差距懸殊
工業(yè)純鈦由于其雜質(zhì)元素的存在，制備相對容易，產(chǎn)量較大，價格較為親民，一般每公斤在 100 - 300 元左右。而化學(xué)純鈦，因其超高的純度要求，制備工藝復(fù)雜，需要經(jīng)過反復(fù)提純、超高真空加工等復(fù)雜工序，成本高昂，價格通常是工業(yè)純鈦的幾十倍甚至上百倍，每公斤可達幾千甚至幾萬元。
總結(jié)：兩字之差，性能與應(yīng)用大不同
工業(yè)純鈦和化學(xué)純鈦，雖僅兩字之差，但從定義、性能、應(yīng)用到制備工藝和價格，都存在著巨大的差異。工業(yè)純鈦憑借其良好的綜合性能和相對較低的成本，在眾多工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；化學(xué)純鈦則以其高純度，在對材料要求極高的高精尖領(lǐng)域發(fā)揮著的作用。在實際應(yīng)用中，我們需根據(jù)具體需求，合理選擇這兩種材料，充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢。
文獻出處
《工業(yè)純鈦與化學(xué)純鈦的區(qū)別》，上海天宇鈦業(yè)的鈦板技術(shù)員小章講解，豆丁網(wǎng)。
《工業(yè)純鈦》，詳細(xì)介紹工業(yè)純鈦相關(guān)特性，包括制備、加工、性能等， 。
《常見的鈦合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域》，寶雞市中揚金屬材料有限公司，介紹工業(yè)純鈦和鈦合金的應(yīng)用等，https://www.zy - - information/153.html 。
《工業(yè)純鈦 vs 化學(xué)純鈦：名字差不多 身價差百倍（附 8 月 7 日市場行情）》，對比二者差異并提及市場價格， 。
《工業(yè)純鈦 vs 化學(xué)純鈦：一字之差，天壤之別》，闡述二者性能和用途區(qū)別， 。
《鈦及鈦合金的分類》，介紹工業(yè)純鈦牌號等相關(guān)知識，https://m. - 532235446.html 。
《鈦合金 - 鈦合金 - 上海君木鋼鐵集團》，包含鈦及鈦合金相關(guān)知識，http://www.junmu - - 62 - 39 - 1.html 。
