鈦的形成及被人類(lèi)應(yīng)用的發(fā)展歷史

這樣看來(lái)，這坨海綿鈦絕非等閑之輩了。那么，它是什么來(lái)頭呢？大約150億年前，宇宙源于一次大爆炸，然后便有了物質(zhì)。最原始的元素H和He產(chǎn)生之后，星系開(kāi)始孕育，恒星開(kāi)始形成，太陽(yáng)系稍后出現(xiàn)，距今46億年前地球誕生了，鈦元素大約就是那個(gè)時(shí)候來(lái)到了地球?；蛟S更早，在地球沒(méi)有誕生之前，鈦已經(jīng)由一些較輕的元素聚變而生成。

在鈦元素生成之后的漫長(zhǎng)歲月里，它是怎么跟其他元素反應(yīng)而生成礦石的，這個(gè)大概沒(méi)人說(shuō)的清楚，地質(zhì)學(xué)家能講清楚的，是在某個(gè)地質(zhì)年代，地殼劇烈運(yùn)動(dòng)，火山猛烈噴發(fā)，金紅石，鈦鐵礦這些鈦的礦物質(zhì)便從地表以下翻騰出來(lái)，經(jīng)風(fēng)化，沖蝕，沉積的作用，在全球各地形成了巨大的礦床。

鈦是生性活波的元素，跟大多數(shù)元素都能發(fā)生反應(yīng)，而它的命運(yùn)也因這活潑的個(gè)性注定坎坷不平。鈦的生性活波，冶煉異常困難，是稀有的貴金屬大約3000年前，人類(lèi)已經(jīng)掌握了冶鐵技術(shù)，金屬元素鐵便早早的進(jìn)入了人類(lèi)文明史，見(jiàn)證人類(lèi)農(nóng)耕文明的興衰，參與工業(yè)文明的蓬勃發(fā)展，直到現(xiàn)代，鋼鐵仍是最為顯赫的金屬族元素，沒(méi)有之一。與鐵的榮耀相比，鈦則顯得默默無(wú)聞，在漫長(zhǎng)的歲月里，它只是靜靜的躺在礦床上，似乎永遠(yuǎn)沒(méi)有被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的可能。時(shí)間終于來(lái)到了距今200余年前的1791年，英國(guó)的一個(gè)名叫格雷戈?duì)柕哪翈煹谝淮伟l(fā)現(xiàn)了它，但是那哥們卻忘了給它起名字，四年后的1795年，德國(guó)人克拉普魯斯，在研究金紅石的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了鈦，并以希臘神話中的大力神泰坦(Titans)給它命名。前面說(shuō)到鈦的化學(xué)性質(zhì)活波，因此從礦物中將其分離提純異常困難，這大概也是人類(lèi)很晚才發(fā)現(xiàn)它的一個(gè)重要原因。好在這個(gè)德國(guó)人最終分離出了純鈦，德國(guó)人定是花了很大的力氣，才完成了這一壯舉，否則他怎么會(huì)將鈦起名為大力神呢？

鈦這個(gè)大力神雖被德國(guó)人費(fèi)了九牛二虎之力分離了出來(lái)，但卻仍舊默默無(wú)聞了許久。這依然跟它的天性有關(guān)，性格決定命運(yùn)。因?yàn)殁伒幕畈▊€(gè)性，冶煉異常困難，又因?yàn)楫?dāng)時(shí)的已知儲(chǔ)量很少，所以一直被認(rèn)為是稀有的貴金屬。戰(zhàn)爭(zhēng)促進(jìn)科技的進(jìn)步，這是有著自殘傾向的人類(lèi)語(yǔ)言。但是無(wú)論如何卻在鈦的身上應(yīng)驗(yàn)了，兩次世界大戰(zhàn)，飛機(jī)扮演了越來(lái)越重要的角色，誰(shuí)搶占了制空權(quán)，誰(shuí)將贏得戰(zhàn)役的勝利。為此，美國(guó)軍方不惜血本，要造出更高性能的戰(zhàn)機(jī)。那為什么要選擇價(jià)格昂貴的鈦合金來(lái)制造飛機(jī)呢？(鈦合金是純鈦經(jīng)過(guò)合金化冶金的產(chǎn)物，如果把海綿鈦比作豬肉原料的話，鈦合金類(lèi)似于豬肉經(jīng)過(guò)烹飪加佐料而做成的毛氏紅燒肉)，這當(dāng)然是因?yàn)樗鯇こ５膬?yōu)異性能，這次，鈦的命運(yùn)開(kāi)始改變了！他在材料世界，將一鳴驚人。

鋼鐵作為結(jié)構(gòu)材料，雖然結(jié)實(shí)抗造，強(qiáng)度很高，然而密度太大，用在飛行器上過(guò)于笨重。鋁合金作為結(jié)構(gòu)材料，雖然密度小，抗氧化，做出的零件輕巧耐用，但是強(qiáng)度不高，耐熱性能不好，飛機(jī)巡航速度達(dá)到一定高度便會(huì)軟化，不能委以重任。鈦合金卻綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，巧妙的避開(kāi)了兩者的不足，強(qiáng)度高，密度小，又具有良好的耐熱和耐低溫性能，且耐腐蝕性能優(yōu)異，幾乎永不生銹，選用鈦合金制造飛機(jī)，不僅能減輕機(jī)身重量，節(jié)省燃料，而且可以提高飛行性能，延長(zhǎng)壽命，在當(dāng)時(shí)，這樣的金屬簡(jiǎn)直是為制造飛機(jī)而生的(斗轉(zhuǎn)星移，如今航空領(lǐng)域叱咤風(fēng)云的還有復(fù)合材料)。

鑒于鈦無(wú)與倫比的優(yōu)異性能，針對(duì)鈦的冶煉和加工技術(shù)從未停止。第二次世界大戰(zhàn)后的1948年，美國(guó)人終于用鎂還原法制出了2噸海綿鈦，從此拉開(kāi)了鈦工業(yè)化的帷幕。鈦被大規(guī)模應(yīng)用之后，其優(yōu)異性能日益得到人們的青睞，不僅飛機(jī)工業(yè)越來(lái)越離不開(kāi)他，建造宇宙飛船，發(fā)射火箭、導(dǎo)彈離了他也是萬(wàn)萬(wàn)不能的。不僅在天上大顯身手，因?yàn)殁伳秃Ｋg的優(yōu)異性能，他被更多的應(yīng)用于建造艦船，核潛艇，接受驚濤駭浪的洗禮。隨著鈦在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鈦的冶煉和加工制造成本也因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步而逐漸降低，鈦的價(jià)格終于不像原來(lái)那么高不可攀，民用領(lǐng)域也漸漸瞄上了他，體育器材，醫(yī)療器械，環(huán)境工程等領(lǐng)域都越來(lái)越多的出現(xiàn)了他的身影。