人類19世紀發(fā)現(xiàn)了鈦元素,而純金屬鈦直到1910年才被提取出。由于鈦冶煉困難,必須使用氯氣與惰性氣體,或是在真空中進行,直到20世紀40年代中期才能夠工業(yè)化生產(chǎn)海綿鈦。金屬鈦冶煉的工業(yè)化一實現(xiàn),鈦就以重量輕、耐腐蝕性好而成為“神奇的金屬”,得到了迅猛發(fā)展。
鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬,在空氣中和氧化性或中性水溶液中,能迅速生成一層穩(wěn)定的氧化性保護膜。即使遭到破壞,也能迅速自動恢復(fù),因此鈦在氧化性、中性介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐腐蝕性。
鈦合金在我國艦船中的防腐蝕應(yīng)用
各國海軍及造船行業(yè)對鈦材在艦船上的應(yīng)用研究十分重視,先后研究開發(fā)了專用的鐵合金系列,并在艦船上大量采用鈦合金,以提高艦船設(shè)備運行的可靠性和使用壽命。
我國海疆遼闊,南北跨越溫熱兩大氣候帶,不同地域有不同的海洋環(huán)境。在海洋環(huán)境下的大氣中含有大量的氯離子,具有較高的導電率,易在金屬表面形成微觀腐蝕電池和宏觀腐蝕電池,增加了腐蝕的活性,可破壞金屬表面的鈍化膜,促使形成孔蝕和縫隙腐蝕。就算是在一般大氣條件下,耐腐蝕性能良好的不銹鋼在海水中也會發(fā)生局部腐蝕。[1]
鈦合金相比其他金屬來說,有著良好的耐海水腐蝕性能,所以在艦船上得到了廣泛的應(yīng)用。
表:幾種金屬在海水中耐腐蝕性能比較

鈦合金在口腔方面的應(yīng)用
鈦及鈦合金作為醫(yī)用金屬材料可追溯到20世紀40年代初,Bothe等人首次把鈦引入到醫(yī)學領(lǐng)域;20世紀50年代初,英美等國家首先采用純鈦來制造接骨板、螺釘、髓內(nèi)釘和髖關(guān)節(jié)等植入物器械。1958年,Branemark等人首次將鈦合金引入到口腔領(lǐng)域,率先開展了對牙科鈦種植體的研究,并于1965年將其應(yīng)用于臨床,并提出了骨結(jié)合的理念;20世紀60年代,Buehler利用鈦鎳合金的超彈性和記憶效應(yīng)將其用于制作正畸絲;20世紀80年代起,美、日、德等國開始將鈦及鈦合金用于制作牙科冠、橋、基托、卡環(huán)和冠釘?shù)龋F(xiàn)在鈦材已越來越受到牙科醫(yī)生和患者的重視。
口腔用鈦及鈦合金材料的優(yōu)勢
①在酸性和堿性環(huán)境下溶化量少,無腐蝕、變色問題。
②安全性高,不會出現(xiàn)鎳合金引起的超敏反應(yīng)。
③鈦由于對磁共振成像無磁場干擾,患者做磁共振成像檢查時無須拆掉義齒或種植體。
④純鈦的密度僅為4.5g/cm,與自然牙齒的密度接近,制作的義齒重量輕,鑲牙裝著感好。
⑤純鈦的熱傳導率低,對牙髓無刺激性。
⑥與傳統(tǒng)的口腔材料相比,具有咀嚼時不改變食物味道的特性。因此,鈦及鈦合金是迄今為止臨床應(yīng)用效果最佳的口腔材料之一。