鈦的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

　　格雷戈爾（ Reverend William Gregor，1762—1817）：1791年，鈦以含鈦礦物的形式在英格蘭的康沃爾郡被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)者是英格蘭業(yè)余礦物學家格雷戈爾（Reverend William Gregor），當時正業(yè)為負責康沃爾郡的克里特（Creed）教區(qū)的牧師。他在鄰近的馬納坎（Manaccan）教區(qū)中小溪旁找到了一些黑沙，后來他發(fā)現(xiàn)了那些沙會被磁鐵吸引，他意識到這種礦物（鈦鐵礦）包含著一種新的元素。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)沙里面有兩種金屬氧化物：氧化鐵（沙受磁鐵吸引的原因）及一種他無法辨識的白色金屬氧化物。意識到這種未被辨識的氧化物含有一種未被發(fā)現(xiàn)的金屬，格雷戈爾對康沃爾郡皇家地質(zhì)學會及德國的《化學年刊》發(fā)表了這次的發(fā)現(xiàn)。大約就在同時，米勒?馮?賴興斯泰因（Franz-Joseph Müller von Reichenstein）也制造出類似的物質(zhì)，但卻無法辨識它。

　　克拉普羅特 (Martin Heinrich Klaproth ，1743—1817）：1795年德國化學家克拉普羅特在分析匈牙利產(chǎn)的紅色金紅石時也發(fā)現(xiàn)了這種氧化物。他主張采取為鈾（1789年由克拉普羅特發(fā)現(xiàn)的）命名的方法，引用希臘神話中泰坦神族“Titanic”的名字給這種新元素起名叫“Titanium”。中文按其譯音定名為鈦。當他聽聞到格雷戈爾較早前的發(fā)現(xiàn)之后，克拉普羅特取得了一些馬納坎礦物的樣本，并證實它含鈦。

　　亨特（Matthew A. Hunter）：格雷戈爾和克拉普羅特當時所發(fā)現(xiàn)的鈦是粉末狀的二氧化鈦，而不是金屬鈦。因為鈦的氧化物極其穩(wěn)定，而且金屬鈦能與氧、氮、氫、碳等直接激烈地化合，所以單質(zhì)鈦很難制取。直到1910年才被美國化學家亨特第一次用鈉還原TiCI制得純度達99.9%的金屬鈦。

　　1940年盧森堡科學家W.J.Kroll用鎂還原TiCl4制得了純鈦。從此，鎂還原法(又稱為克勞爾法)和鈉還原法(又稱為亨特法)成為生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)方法。美國在1948年用鎂還原法制出2噸海綿鈦，從此開始了鈦的工業(yè)化生產(chǎn) 。

　　鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

　　1789年科學家發(fā)現(xiàn)了鈦元素，然而直到1908年，挪威和美國才開始用硫酸法生產(chǎn)鈦白，1910年在試驗室中第一次用鈉法制得海綿鈦，1948年美國杜邦公司才用鎂法成噸生產(chǎn)海綿鈦——這標志著海綿鈦即鈦工業(yè)化生產(chǎn)的開始。

　　中國鈦工業(yè)起步于20世紀50年代。1954年北京有色金屬研究總院開始進行海綿鈦制備工藝研究，1956年國家把鈦當作戰(zhàn)略金屬列入了12年發(fā)展規(guī)劃，1958年在撫順鋁廠實現(xiàn)了海綿鈦工業(yè)試驗，成立了中國第一個海綿鈦生產(chǎn)車間，同時在沈陽有色金屬加工廠成立了中國第一個鈦加工材生產(chǎn)試驗車間。

　　20世紀60-70年代，在國家的統(tǒng)一規(guī)劃下，先后建設(shè)了以遵義鈦廠為代表的10余家海綿鈦生產(chǎn)單位，建設(shè)了以寶雞有色金屬加工廠為代表的數(shù)家鈦材加工單位，同時也形成了以北京有色金屬研究總院為代表的科研力量，成為繼美國、前蘇聯(lián)和日本之后的第四個具有完整鈦工業(yè)體系的國家。

　　1980年前后，中國海綿鈦產(chǎn)量達到2800噸，然而由于當時大多數(shù)人對鈦認識不足，鈦材的高價格也限制了鈦的應(yīng)用，鈦加工材的產(chǎn)量僅200噸左右，中國鈦工業(yè)陷入困境。在國家的政策支持下， 于1982年7月成立了跨部委的全國鈦應(yīng)用推廣領(lǐng)導小組，專門協(xié)調(diào)鈦工業(yè)的發(fā)展事宜，促成了20世紀80年代至90年代初期中國海綿鈦和鈦加工材產(chǎn)銷兩旺、鈦工業(yè)快速平穩(wěn)發(fā)展的良好局面。

　　綜上所述，中國鈦工業(yè)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展期：即20世紀50年代的開創(chuàng)期，60-70年代的建設(shè)期和80-90年代的初步發(fā)展期。在新世紀，得益于國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展，中國鈦工業(yè)也進入了一個快速成長期。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，中國鈦工業(yè)確實取得令人矚目的成就，但與美、日、俄相比，中國鈦工業(yè)還是后進者，特別是金融危機加劇以來，更突顯出中國鈦工業(yè)缺陷與不足。2014年在世界經(jīng)濟繼續(xù)處于弱增長格局、全球鈦行業(yè)持續(xù)低迷的大背景下中國鈦工業(yè)也難以獨善其身，進入了“高產(chǎn)能、微利潤、低需求”的嚴冬期。

　　在國家穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式、科技創(chuàng)新發(fā)展的方針指導下，與環(huán)境和諧發(fā)展、促進行業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展成為經(jīng)濟發(fā)展的主旋律。投資放緩，產(chǎn)能擴張，需求下降以及鈦產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性過剩，導致鈦制品的價格一直在低位徘徊。鈦冶煉企業(yè)大都處在虧損或盈虧持平狀態(tài)，鈦加工企業(yè)處于微利運行狀態(tài)，2014年是鈦行業(yè)的艱辛之年。

　　中低端鈦制品產(chǎn)能過剩，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整

　　經(jīng)過新世紀以來的快速發(fā)展，中國海綿鈦的年產(chǎn)能已達15萬噸，鈦錠的產(chǎn)能已達12.4萬噸.，而國內(nèi)市場需求放緩，2014年實際的產(chǎn)量分別為67825噸和57039噸，開工率不足，而且大多數(shù)企業(yè)均處在中低端產(chǎn)品的生產(chǎn)定位上，產(chǎn)品趨同，競爭激烈，效益低下。

　　另一方面，在航空、醫(yī)療等高端產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)上，我們還不能滿足國內(nèi)的發(fā)展需求，航空鈦合金材料和醫(yī)用鈦合金材料等高端鈦制品還需要進口。因此，中國的鈦行業(yè)處在結(jié)構(gòu)性過剩中。

　　鈦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及產(chǎn)能過剩的問題需要國家、地方和企業(yè)共同商榷解決。

　　自主創(chuàng)新能力不強

　　長期以來，我們研制鑒定了很多新型鈦合金，但自主的原創(chuàng)的不多，絕大多數(shù)是跟蹤仿制國外同類產(chǎn)品，并且對新型鈦合金的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性的研究不夠，從而阻礙了新型鈦合金的應(yīng)用。

　　鈦合金成分組織一致性、批次穩(wěn)定性不夠

　　目前，中國鈦行業(yè)的技術(shù)裝備已居世界前列，也生產(chǎn)了大量的優(yōu)質(zhì)鈦合金材料來滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。但是用于大飛機和航空發(fā)動機等高端鈦合金材料的可靠性、批次穩(wěn)定性較差，導致發(fā)動機葉片和風扇盤等關(guān)鍵部件蠕變變形，發(fā)動機性能下降，不能滿足大飛機及醫(yī)用人體植入件對材料的高端需求。