鈦的發現
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現,發現者是英格蘭業余礦物學家格雷戈爾(Reverend William Gregor),當時正業為負責康沃爾郡的克里特(Creed)教區的牧師。他在鄰近的馬納坎(Manaccan)教區中小溪旁找到了一些黑沙,后來他發現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。經過分析,發現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現的金屬,格雷戈爾對康沃爾郡皇家地質學會及德國的《化學年刊》發表了這次的發現。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,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的紅色金紅石時也發現了這種氧化物。他主張采取為鈾(1789年由克拉普羅特發現的)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現之后,克拉普羅特取得了一些馬納坎礦物的樣本,并證實它含鈦。
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的紅色金紅石時也發現了這種氧化物。他主張采取為鈾(1789年由克拉普羅特發現的)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現之后,克拉普羅特取得了一些馬納坎礦物的樣本,并證實它含鈦。
鈦產業發展歷程
1789年科學家發現了鈦元素,然而直到1908年,挪威和美國才開始用硫酸法生產鈦白,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海綿鈦——這標志著海綿鈦即鈦工業化生產的開始。
中國鈦工業起步于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年國家把鈦當作戰略金屬列入了12年發展規劃,1958年在撫順鋁廠實現了海綿鈦工業試驗,成立了中國第一個海綿鈦生產車間,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試驗車間。
20世紀60-70年代,在國家的統一規劃下,先后建設了以遵義鈦廠為代表的10余家海綿鈦生產單位,建設了以寶雞有色金屬加工廠為代表的數家鈦材加工單位,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、前蘇聯和日本之后的第四個具有完整鈦工業體系的國家。
1980年前后,中國海綿鈦產量達到2800噸,然而由于當時大多數人對鈦認識不足,鈦材的高價格也限制了鈦的應用,鈦加工材的產量僅200噸左右,中國鈦工業陷入困境。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用推廣領導小組,專門協調鈦工業的發展事宜,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銷兩旺、鈦工業快速平穩發展的良好局面。
綜上所述,中國鈦工業大致經歷了三個發展期:即20世紀50年代的開創期,60-70年代的建設期和80-90年代的初步發展期。在新世紀,得益于國民經濟的持續、快速發展,中國鈦工業也進入了一個快速成長期。
經過多年的發展,中國鈦工業確實取得令人矚目的成就,但與美、日、俄相比,中國鈦工業還是后進者,特別是金融危機加劇以來,更突顯出中國鈦工業缺陷與不足。2014年在世界經濟繼續處于弱增長格局、全球鈦行業持續低迷的大背景下中國鈦工業也難以獨善其身,進入了“高產能、微利潤、低需求”的嚴冬期。
在國家穩增長、調結構、轉變增長方式、科技創新發展的方針指導下,與環境和諧發展、促進行業健康和可持續發展成為經濟發展的主旋律。投資放緩,產能擴張,需求下降以及鈦產品的結構性過剩,導致鈦制品的價格一直在低位徘徊。鈦冶煉企業大都處在虧損或盈虧持平狀態,鈦加工企業處于微利運行狀態,2014年是鈦行業的艱辛之年。
中低端鈦制品產能過剩,產業結構亟待調整
經過新世紀以來的快速發展,中國海綿鈦的年產能已達15萬噸,鈦錠的產能已達12.4萬噸.,而國內市場需求放緩,2014年實際的產量分別為67825噸和57039噸,開工率不足,而且大多數企業均處在中低端產品的生產定位上,產品趨同,競爭激烈,效益低下。
另一方面,在航空、醫療等高端產品的研發及生產上,我們還不能滿足國內的發展需求,航空鈦合金材料和醫用鈦合金材料等高端鈦制品還需要進口。因此,中國的鈦行業處在結構性過剩中。
鈦產業結構調整及產能過剩的問題需要國家、地方和企業共同商榷解決。
自主創新能力不強
長期以來,我們研制鑒定了很多新型鈦合金,但自主的原創的不多,絕大多數是跟蹤仿制國外同類產品,并且對新型鈦合金的基礎性、系統性的研究不夠,從而阻礙了新型鈦合金的應用。
鈦合金成分組織一致性、批次穩定性不夠
目前,中國鈦行業的技術裝備已居世界前列,也生產了大量的優質鈦合金材料來滿足國民經濟發展的需要。但是用于大飛機和航空發動機等高端鈦合金材料的可靠性、批次穩定性較差,導致發動機葉片和風扇盤等關鍵部件蠕變變形,發動機性能下降,不能滿足大飛機及醫用人體植入件對材料的高端需求。