我国有漫长的海岸线,滨海建筑受海洋气候的影响较大,腐蚀严重;公路、铁路、工厂附近的建筑因大气污染,腐蚀也较严重。无论是从美观、艺术的角度出发,还是考虑建筑的耐蚀性,均需用钛来取代常规建筑用金属材料。 我国建筑业用钛还处在起步阶段,仅在装饰方面有所应用,总量不超过10t。钛在日本和欧美建筑上的成功应用给了我国钛业工作者和建筑设计师很好的启示。 目前,北京大剧院选择钛作为椭圆形拱顶的包层,这一选择将会推动钛在我国建筑业的长期推广应用。尤其是我国申奥成功后,在北京与其它城市将有更多的基本建设项目,这将给钛的应用提供难得的机遇。面对蓬勃兴起的钛艺术建筑,相信我国也会赶上时代潮流, 1.眼镜架 日本尼康公司早在约10年前,就开始着手研制合乎要求的钛眼镜架。而成功的研究出钛眼镜架制作技术的则是福井公司。年,钛眼镜架还只是作为样品,到80年代后半期,钛眼镜架的数量已占眼镜架生产总数20%,年眼镜架用钛材为t,到年已超过T,年眼镜架用钛材量达历史最好水平。现在,日本福井眼镜公司已形成年产(万~万副钛眼镜架的生产能力,接每副镜架重12G计算,使用钛材则可达T)。目前,日本一半以上的眼镜架是用钛制作的。80年代,眼镜架用钛以纯钛为主,到90年代,眼镜架材有复合钛,钛合金形状记忆合金、超弹性合金和高强钛合金等。 2.手表壳 近几年,全世界每年可生产近10亿只各种表壳,钛表壳仅占总生产量1%左右。年,日本表壳、表带的钛消费量约为T。使用的材料不仅有纯钛,还有合金(Ti-10Zr,Ti-3Al-2.5V,Ti-4,5Al-3V-2Fe-2Mo和Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn等)。最近日本精工公司上市了一种登山用钛表,单价为5万日元。该表的表壳及表链均用纯钛制成,且表壳采用了离子碳沉积硬化处理技术,表面硬度提高了5倍。日本西铁城公司则上市了一种为“爱克希德.尤罗斯”的钛手表,所用钛材光亮度接近不锈钢,表壳所用钛合金具有很高的硬度。 3.照相机外壳 在日本,用于照相机的钛材年消费约10t~15t。日本尼康公司最早使用钛箔材(JIS2类)制成集平面帘幕式快门。日本美能达公司制成的尺寸为长99mm×宽59mm×厚29.5mm,质量为g的超小型高级照相机,现己在市场上出售。该相机的上下盖、前后盖及镜头均采用是JIS2类纯钛。照相机是日本精密工业中领先产品,年产万台,由此可见,照相机用钛材的市场份额还会进一步扩大。 4.高尔夫球杆头 市场上最早出售的钛高尔夫球杆头为铸造品,4年以后的年才出现了锻造品,且容积逐年增大。特别是容积为ml的锻造钛杆头的出现对钛业来说具有划时代的意义。从此,钛制品高尔夫球杆头的销售数量呈直线上升。目前的制造方法主要用精密铸造及锻造工艺,铸造采用的合金有Ti-10Zr,Ti-4.5Al-3V-3Sn,Ti-20V-4Al-1Sn等。 钛制高尔夫球的需求90年代中期呈上升趋势。但近几年该市场一直处于低迷状态,随着高尔夫球杆市场的逐渐复苏,今后,世界高尔夫球杆市场的竞争也将从原来的价格和质量竞争向服务和差别化方向发展。 5.海洋构造物 日本四面临海,经济发展迫使日本扩大利用海域。为此,日本设立了超大型浮式海洋构筑物技术研究小组。钛材则成为海洋构筑物的首选材料。作为海洋构筑物防蚀材料,一是用钛薄板包覆易腐蚀部位;二是海洋构筑物易腐性部分用钛钢复合板。目前在横段建造了一个超大型浮式海洋构筑物,在海水飞沫冲刷处使用了钛刚复合材。日本新开发的钛钢复合板基本上与高级不锈钢的制造成本相同。 已经实用或计划中的大型浮式海洋构筑物有机场,港湾物流基地、发电厂、原油和天然气贮存基地、紧急避难所、体育娱乐设施等。6.医用生物材料 年后,日本社会人口将进入高龄化,医用钛材用量将增加。80年代以来开始用钛代替传统的Co-Cr材料,用的几乎都是Ti-6Al-4VELI,目前又开发出了无钒的Ti-6Al-7Nb,Ti-Zr,Ti-Mo系合金。日本在年人工关节的需求量为3。9万件,年已增加到4.1万件,在日本,包括人工股关节在内的整形外科用植入材商场的年增长率为7%~8%,这还是保守数字,所以钛合金医用金属材料在日本有可观的潜在市场。 日本拥有居世界领先地位的牙科铸铁机,该设备可用来铸造钛骨内种植体,骨膜下种植等小型人工骨,铸造全口义齿钛基板、部分义齿支架、固定义齿钛基底及牙冠桥。 据美国国家心肺及血液研究所统计,美国现有近万人患心力衰竭症,且每年新增病例40万。如果不采用取心脏移植手术,每年约有2.5万~10万保患心力衰竭症死于心脏病。由于捐赠的人体心脏数量极为有限,因而每年实际心脏移植手术的只有~0例,远远满足不了病人的需求量,造成许多患者病情恶化甚至死亡。 钛具有极好的生物相容性,可耐受人体苛刻的生理环境(人体PH值为7.4)因而长期以来一直用于人体臀部及膝部关节和移植。实践证明,人体对钛无排异反应,也不产生凝血现象。 面对医学界的需求并根据钛材的特点,近十年,特别是近几年来,许多科研所的专家教授都在致力于钛制人工心脏的研制和开发工作,这样既可挽救诸多心脏患都的生命,也可带来可观的经济效益。 总之,无论采用哪一类产品,使用钛材是必然趋势。如果FDA经过探讨,能够批准将钛制人工心脏作为长期性或永久性植入件植入人体,不仅可使不适合接受异体心脏种植的病人得到康复,还会带来每年20亿美元的收益。由此可见,钛制人工心脏市场前景可观。7.轮椅 因钛轻、强度好、不易生锈、无毒、抗冲击性和抗振动性优良,是制作轮椅的理想材料。日本继年开发了轻量、高刚性且不引起过敏反应的篮球、马拉松等体育项目的钛制轮椅之后,又开发了日常生活用的各种钛制轮椅。其中“TiG-0L”型轮椅,通用型质量约8Kg,折叠起来宽25cm,若取下车轮只有15cm。每台价格为20万日元,比钢制的价格高与铝合金相当。 8.渔具 用钛制网箱养殖鱼虾,使用寿命延长到15年~20年。网箱用Φ2mm的纯钛丝编织而成,已形成大规模工业化生产。估计年的用钛量可达1t,占养殖网箱市场的30%。 日本3家公司已于年联物制成全钛渔般长12.5m,宽2.8m,总重4.6t,甲板、壳板等用钛制成,使用工业纯钛约3t。这3家公司计划制造钛娱乐船、快艇和高速警船,用钛总量可达10t。 在日本,钛在船只上找到应用方向,日本正在收集和分析数据以形成设计和建造钛船的工业标准。 9.装饰材料 钛作为装饰材料主要有以下几个特点: (1)轻量、强度好且不易生锈; (2)可根据需要控制色彩; (3)可进行与其它材料一样的加工; (4)特别是与其它材料极易相配,重点使用也可提高附加值,目前,日本北九高炉台公园纪念碑使用了钛着色板;北九洲市户烟车站前具有象征意义的是塔是用钛板进行三维加工制成像花一样的,塔高4米;新日铁八幡制铁所劳动会馆纪念碑,采用全钛;北九州东田开发街的照明烟高10m及高4m的柱子安装了钛套。今后钛作为装饰材料仍有许多课题(成本高、附着指纹等)值得研究。 10.钛网球拍 最近,日本钛制网球拍市场需求量呈上升势头。几乎所有的网球拍生产厂家都在出售钛制球拍,约占到网球市场的一半份额。今后日本还将继续开发钛合金新的应用领域,如食品工业、废气处理、抗菌钛等,使钛的产量在21世纪早些进修达到不锈钢的1%(约t)。 11.钛制厨房用具 新泻县的燕三条地区较为集中,与日本的另一大的民用品制造的鲭江县(以钛制眼镜框架为主)并驾并驱,一起成为日本的两大民用钛产品基地。在燕三条件地区下,不锈钢的用量达到每月10t,如果能取代10%不锈钢,对钛来讲那将是非常可观的数量。目前各种各样的钛厨房用品已经商品化。用钛制厨具无金属离子的溶出,在冷藏条件下长期存放食品、饮料等不变味,口感好,这也为实际所证明。如果对钛厨房具再进行阳极氧化着色,会使其呈现各种鲜艳的颜色,则可进下步提高其档次和品位。 12.钛制外壳笔记本电脑 美国著名的苹果电脑公司年1月推出了一款新型笔记本电脑。该电脑不仅具有先进的性能,而且其外壳是用钛制作的。虽然有很多笔记本电脑都自称采用了钛外壳,但一般都是镀钛,而这台PowerBookG4笔记本电脑则采用1级工业纯钛做外壳。这也是目前世界上第一个用纯钛作外壳的电脑。电脑整体厚2.54cm,重2.4kg。 在笔记本电脑的生产中,日本索尼公司曾采用镁合金外壳,其产品外形美观,整体又轻又薄,苹果公司力图在电脑的外形设计上有所突破,希望外壳轻而薄,钛薄板是最佳选择。苹果公司推出的这台钛外壳电脑说能够挑战索尼电脑,不但具有美观的外形,而且且有优良的性能。这也是钛向销费品市场迈出的一大步。 13.钛制计算机硬盘 钛制计算机硬盘盘片的市场很大,发展迅速。年世界盘片产量约4.5亿张,分析家预测硬盘生产将以每年10%~15%的速率增长,到年可达到7亿张。TianniumX期望今后4年的市场占有率增长80%。 14.手机外壳与钛合金 诺基亚推出新款高价手机Nokia。该手机除保持了Nokia过支一惯的设计理念、按键部分镀铬的处理以及应用蓝牙技术,更重要的是外壳使用了钛合金,使其质感有了极大的提高,更增加了手机的价值感。 15.家庭轿车与钛 钛以其诱人的特性在汽车行业中有很大的应用潜能。其高强度、低密度和优良的耐腐蚀性,不仅可用于汽车驱动装置,也可应用到汽车底盘上。多年以来,赛车制造就用钛来制造发动机气门和连杆。由于钛气门和连杆具有更大的转矩和输出功率以及更小的部件挠度而使其性能得到提高。在家用轿车上,发动机使用钛部件可以搞高燃效,减少其噪音和振动,提高使用寿命。这套部件包括发动机气门、连杆、气门弹簧和气门弹簧座圈。 全世界每年钛市场需求大约是40t,其中一半在美国。而汽车市场上每年的汽车生产总量约为万辆,其中美国的产量略高于25%。因此,即使在5.5kg的钛,也的汽车上每辆车使用0.5kg的钛,也将带来钛需求量30%的增加。 Timet总裁介绍,年在汽车工业中用钛近t,而日本就占t,Timet预计年,世界汽车、摩托车钛总量将达到0t。
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