钛，元素周期表中第22号元素，地壳含量排名第九，金属元素中位列第四。另一方面，含钛矿物中，只有5%的量真正用于冶炼钛金属，其余95%之多往往用来制备TiO2。钛被誉为航天工业的理想金属，那么，是什么使它如此特殊呢？

    1790年，一位牧师在英国康沃尔郡发现了钛，（当然那时还没有titanium这个名号，直到五年后由德国化学家正式命名为titanium）一百年以后，也就是1910年，美国化学家Matthew.A.Hunter成功从一种钛矿石中提取出金属钛。相比其他金属钛的特点非常明显：

    轻质——钛的密度很低，只有钢的56%。

    钛是已知比强度最大金属。

    注：ksi=千磅/平方英寸，表示单位面积上所能承受的压力。

    柔韧性：钛的弹性模量较低（14.9*106psi），钢的1/2。钛作为弹簧时不仅有卓越的恢复形变能力也有很强的韧性。

    钛对腐蚀和侵蚀有着异常的抗性。在已有的研究中发现，钛自然形成的氧化膜保护了它不受碱性介质中氯和其他卤化物，气体，无机盐溶液，有机酸，氧化性无机酸和水的侵蚀。钛还可以防止微生物的腐蚀。在受到气流的侵蚀尤其是高速气流的侵蚀时这种保护显得尤为重要。

    高导热：钛能有效地传导热量，具有高导热性。

    膨胀系数低。在复合体系或者陶瓷、玻璃中，比其他金属更有优势。

    当然钛也有一些劣势：活性较高，难以（代价高）浇铸或焊接。一旦焊接后，由于加热连接处会弱化，容易造成应力集中点，裂纹传播几率大大增加。工艺成本高，生产困难。

    几种常见金属的常见性能对比

    钛从何而来？

    钛在自然界中有两种最常见的存在形式在：钛铁矿（FeTio2）和金红石（Tio），其主要来源是矿砂。所以最终以何种形式使用的钛都是提炼出来的，也就是说自然界中不存在钛单质。

    钛铁矿主要分布在澳大利亚，加拿大，芬兰，南非和美国。主要用于生产钛炉渣。金红石也是在澳大利亚，南非，印度，斯里兰卡和塞拉利昂广泛分布。钛铁矿占据了全球90%的钛矿供应。但是为了使含钛量更高，钛铁矿总是先被加工成金红石和钛炉渣，然后再和天然金红石一起用于生产。

    钛金属的提炼

    生产金属钛的第一步通常是生产海绵钛，因为这种钛的质地和天然海绵很像。这一过程通常由氯化金红石来实现。先由金红石矿石，焦炭和氯制备出四氯化钛，然后四氯化钛在惰性气体中和镁反应生成氯化镁和海绵钛。（历史上“亨特过程”被用来生产海绵钛，但现在几乎所有的商业生产都使用“柯罗尔”过程）添加或者没有添加合金元素（包括铝，钼，钒，锡，鋯）的海绵钛都能熔融，并以不同的方式多次重熔。

    钛的用途

    以美国为例，钛的最大消费市场是航空航天工业、商业和防务。据美国地质调查局（USGS）估计：2009年，76%的钛金属用于航空工业， 24%则被用于“装甲、化工、船舶、医疗、发电和体育用品。”事实上从1965开始，钛才开始逐渐应用到航空以外领域。此后的50多年，商业航空以及国防领域对钛的需求都急剧增加。当然除以上用途，钛另有多种民用价值，在此不过多提及，可参看维基百科。

    钛在波音飞机上所占的比重让钛对制造业的重要性不言而喻。

    市场驱动与前景

    可以说，航空业是钛的一个典型消费者。2009年，由于全球经济放缓，飞机制造业几近停滞，由此曾造成海绵钛矿产量显著下降，价格也大跌，并推迟了产能扩张。当时中国是世界上最大的海绵钛开采国，首当其冲，惨遭波及。不少业内人士认为形式严峻。

    在海绵钛的生产中，几年来中国一直处于领先地位。

    但若因此将其看作钛金属价格的唯一推动力，则有失偏颇。工业需求（主要为商用客机工业需求）是一个推动因素，但除此外，在供应和需求端还有众多重要的“推动力”。

    近几年的相关报告频频指出，行业需求保守估计占到全球总产量的49%左右，商用航空30%，其余军事10%（其中7%是军事航空）、消费者8%。

    一直以来在供给方面，产能（产能扩张）仍是主要驱动因素。

    在航空工业方面，对钛的需求至少依赖于三个要素：商用飞机订单水平；钛不再仅仅作为辅助材料而是大面积、多部件使用；在军用飞机中的用量的持续增长。

    因此不难得出，未来钛金属会明显受这三个因素的影响：飞飞机需求（包括客机、军用）、供应情况、钢铁乃至其他工业中的持续消耗——在中国尤其表现明显。

    钛的生产成本

    最后我们来看看钛的生产成本问题。

    任何人看到海绵钛的数据都会惊讶（09年产量第一的中国只有5吨），如此重要的金属产量却如此小。曾有一篇文章指出：“钛的市场非常小，只有钢市场的万分之一的规模。”为什么？

    答案就是成本。钛的生产代价（提炼、加工、制备）非常昂贵——以平方英寸为单位，提炼过程比铝的提炼贵五倍，加工成锭以及后期成品的成本是铝的十倍。后期制造是最昂贵的加工阶段，其次就是海绵钛的生产。

    除了简单的资本要求，另一个重要的因素是能源消耗。钛生产需要大量的能量，不仅在处理初始矿石到海绵钛阶段，海绵锭成型也需要大量能量。对于某些航空航天应用中，海绵钛可能要被提纯三次以上才能达到要求。

    寻找比（柯罗尔过程）更经济廉价的的方法是全世界都在攻克的难题。在全球范围内至少有29所研究机构在研究新的海绵钛生产办法。