在科技飛速發展的今天，我們的生活充斥著各種高科技產品，而這些產品所使用的材料往往蘊含著科學的奧秘。 蘋果最新的 iPhone 15 手機外殼有一種特殊的材料——鈦。 這種材質不僅賦予了手機堅固的外殼，還體現了輕盈和時尚的設計理念。 鈦的這些特性使其在現代工業中越來越重要，其應用遠不止於此。
鈦 （Ti） 是一種銀灰色過渡金屬，以其獨特的物理和化學性質在材料科學中占有一席之地。 它的原子序數為 22，是地球表面第九豐富的金屬元素。 鈦令人印象深刻的熔點為1668°C，使其能夠承受極端高溫，其出色的強度特性使其具有卓越的結構完整性，其出色的導熱性和導電性使其在導熱性和導電性方面具有優越性。 這些優異的組合效能使鈦成為許多高階應用的最佳選擇。
然而，要利用鈦的優勢並不容易。 在自然界中，鈦主要以氧化物的形式存在，這就是為什麼它在精煉之前不會以純金屬的形式出現。
鈦的發現可以追溯到 1791 年，當時英國業餘地質學家威廉·格雷戈爾 （William Gregor） 在英國康沃爾郡鄰近的馬納坎教區的一條小溪旁發現了一些黑沙。
四年後，德國化學家克拉普羅特在分析匈牙利的紅金紅石時也發現了這種氧化物。 他主張以鈾命名，以希臘神話中的泰坦神“鐵達尼號”命名新元素“鈦”。 中文根據其音譯被命名為鈦。
然而，直到1910年，美國科學家亨特才首次用鈉還原四氯化鈦，製造出純鈦。 1948年，杜邦公司採用鎂法生產了噸級的海綿鈦，這標誌著海綿鈦工業化生產的開始。
鈦的應用廣泛而深遠。 因為它比鋼強50%左右，但密度只比鋼高60%，所以被稱為“空氣合金”。 壓縮機葉片、渦輪盤、導環等，由於工作環境的極高溫度，需要抵抗高溫氣體、空氣等腐蝕性介質的侵蝕，在執行中承受高迴圈應力，並且需要具有優良的抗疲勞性，這是常規合金難以滿足的要求。 TA6V和IMI834等鈦合金熔點高，高溫強度和蠕變效能優異，在800°C以上的高溫環境下能保持結構穩定性，非常適合製造航空發動機壓縮機葉片等高溫部件。
此外，鈦是一種生物相容性極強的材料，可以與人體骨骼和組織無害地接觸，因此在醫療植入物領域具有廣泛的應用。
這一發現可以追溯到 20 世紀 60 年代初，當時瑞典醫生 Per-in**ar br Nemark 博士在進行一項研究時，意外發現了鈦與骨骼結合的奇怪現象。 當時，B.R. Nemark博士在兔子的脛骨上鑽了乙個小洞，並將鈦釘釘入骨頭，目的是研究骨癒合過程。 然而，令他驚訝的是，幾個月後，當他想取下鈦螺絲時，他發現鈦釘已經完全與骨頭融為一體，無法拔出。 經過進一步的觀察和實驗，他發現鈦在生物體中表現出優異的生物相容性，能夠與骨組織牢固結合而不會產生排斥反應。
B.R. Nemark博士開始了一系列關於鈦與骨骼結合的研究。 1965年，他首次成功地將純鈦製成的人造牙根植入人體，這被認為是現代種植醫學的開端。 他也很有創意地上來了"骨質恐懼症"這個概念，即："一種與骨結構剛性結合的無機人工植入物"。
在隨後的幾十年裡，人們加深了對鈦的生物相容性機理的認識，開發了多種鈦合金，如TA6V、Ti5553等，廣泛應用於人工關節、人工牙根、脊柱內固定器、骨折內固定器等領域。 因此，金屬鈦在生物醫學植入系統中的應用已發展成為新的研究熱點。
在日常生活中，鈦的使用同樣廣泛。 鈦可以在廚具、眼鏡架、珠寶、運動器材，甚至手機和相機套等電子產品中找到。 鈦具有良好的耐腐蝕性，不易生鏽或氧化，這使得用它製成的鍋碗瓢盆可以直接用於烹飪，2023年，各家廚具企業將推出鈦材製成的鍋碗瓢盆，開始在各大電商平台上架，銷量超過百萬件， 而主要賣點是無塗層鍋體。
在運動領域，鈦合金高爾夫球杆、鈦合金自行車架等重量輕但強度高的裝置為運動員提供了更好的效能。 在電子產品領域，鈦合金的使用使手機、相機等產品更加堅固和時尚。