了解鈦金屬的價值，與優缺點

發現鈦金屬

鈦金屬的發現始於1791年，並以希臘神話中的泰坦(Titans)將其命名

泰坦是希臘神話中曾统治世界的古老神族，在許多歐洲語言裡，「titan」一詞常表示為「巨大的」，「了不起的」，同時也是強大的象徵

而歷史上最早製作出純鈦(99.9%)一直要到1910年

在這段時間內研究如何能更有效並降低成本提煉鈦金屬的方式不斷在創新。

在1950年代至60年代年間

蘇聯率先將鈦用於軍事及潛艇用途，從此

鈦開始被用於各種軍事航空用途，尤其是製造飛機

目前鈦工業以平均每年約8％的成長速度發展中，現今國際鈦合金加工材料年產量約4萬多噸

鈦合金種類近30種

鈦元素在地球上儲量相當豐富，全球鈦鐵礦儲量約14億噸，儲量僅次於鋁、鐵、鎂，排名第四

鈦及鈦合金儼然成為一種耐蝕構造材料

在航空航天、艦船軍工、冶金化工、建築建材(台灣可在大巨蛋的屋頂及帷幕牆上看到其應用)、

生活3C用品(手錶、高爾夫球頭)、環境保護、醫療器械(牙根、義肢等)與眾多產業中大量廣泛使用

鈦其實離我們很遠也很近

也提供了廣大的經濟和社會效益

為什麼鈦、鈦合金這麼貴？

1、鈦金屬提煉困難

鈦與氧結合力較強，不易從礦石中分離出

步驟相對複雜繁瑣，而鈦金屬的價格相對高，是因在提煉的過程中，需要氧化另一種昂貴的金屬「鎂」

透過鎂還原鈦，然後在真空環境中把鈦蒸餾

整個鈦的冶煉是個電解還原的過程，需要用到大量電能

鈦蒸餾後外觀疏鬆多孔，稱為海綿鈦

海綿鈦必須用電爐重新熔鑄才能變成可以用的鈦錠。

2、加工難度

由於鈦金屬的低導熱性，使得鈦加工製程複雜，切削鈦金屬的主要問題是過程會產生過高的熱量

鈦本身傳熱不良導致相當大的熱能直接傳遞到切削刃，使刀具的刃口迅速磨損

進一步縮短切削刀具的壽命，也經常造成模具的損壞

純鈦金屬及鈦合金的優點

1、鈦金屬機械性能優良

比強度(抗拉強度/密度)高，抗拉強度可達100~140kgf / mm2

而密度僅為鋼的60％

可用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能支撐所要求的工作強度，可在450~500℃的溫度下連續工作。

2、耐腐蝕性好

在大氣中鈦外表當即構成一層均勻細密的氧化膜，有反抗多種介質腐蝕的能力

通常鈦在氧化性和中性介質中具有良好的耐蝕性

鈦合金在潮濕的大氣和海水中工作，其抗蝕性遠勝於不鏽鋼。

3、低溫功能好

空隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能堅持一定的塑性

4、熱導率小，無鐵磁性，對人體無毒無害

鈦醫用製品植入人體內或與皮膚接觸，不引起發炎、過敏

更不會造成人體組織不相容，已廣為醫療界採用。

純鈦金屬及鈦合金的缺點

1、加工困難

鈦及鈦合金主要限制是在高溫與其它材料的化學反應性差

此性質迫使鈦合金與一般傳統的精鍊、熔融和鑄造技術不同

2、難以提煉

因為鈦的氧化物相當穩定，且金屬鈦在高溫時才能與氧、氮、氫、碳等元素起激烈反應

直至1910年才由美國化學家亨特（Matthew A. Hunter）第一次製得高純度的金屬鈦

為什麼純鈦、鈦合金適合做成鈦餐具？

1、健康

無化學電鍍塗層，鈦金屬亦對人體無毒害

即使經年使用後產生刮痕，也可以放心使用

2、無味

最佳食物儲藏器皿，使用無臭無味的鈦餐具鈦杯

能使食物菜餚、飲品保持原本的風味，沒有不鏽鋼的鐵味

3、輕盈

鈦的重量約為不鏽鋼的60%，銅的1/2。鈦製品可以打造得更輕量同時強度不減

因此很受登山、露營愛好者的歡迎，許多戶外登山玩家都有鈦製的裝備

包括煮食鍋具、餐具器皿、甚至是帳蓬營釘等

4、防酸鹼腐蝕

抗蝕性幾乎跟鉑一樣好，鈦與氧反應能於表面瞬間形成穩定且能阻止生鏽的氧化膜

而這層薄膜可以抑制細菌生長，使鈦製品具有良好的抑菌性

因不易與酸鹼食材起反應，因此盛裝鹽、醋、調味料、果汁時，不會使飲品和菜餚的味道發生變化，一樣可以安心使用

5、強度高

不銹鋼的4.7倍，鈦擁有高比強度，是低碳鋼的2倍，鋁的3倍

在打造更輕、更薄的規格同時，材質強度不會受影響

6、好清潔

鈦不易沾黏油垢、異味，能輕易的清潔乾淨

在戶外水資源稀少的情況下能進一步節省水，可以直接使用紙巾擦拭