相對(duì)于其它金屬板材，建筑中鈦板及鈦合金板使用量極少，相對(duì)于其他常用建筑金屬如不銹鋼、鋁等材料，鈦合金的價(jià)格限制了其大批量使用。

什么是鈦？

鈦（Titanium）最早是由英國(guó)科學(xué)家格雷戈?duì)枺℅regor）于1791年從鈦鐵礦石中發(fā)現(xiàn)的，德國(guó)化學(xué)家克拉普魯斯（Klaproth）于1795年也從金紅石中發(fā)現(xiàn)了這一元素，并命名為“鈦”。由于鈦的化學(xué)活性高，提煉困難，直至1910年才由美國(guó)科學(xué)家亨特（Hunter）首次用鈉還原提煉出純鈦。1940年盧森堡科學(xué)家克羅爾（kroll）用鎂還原法制得了海綿鈦，從此奠定了鈦的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

鈦在地殼中的儲(chǔ)量非常豐富，它僅次于鐵、鋁、鎂，居第四位，比常用金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十幾倍。工業(yè)上用來生產(chǎn)鈦的礦石有金紅石、白鈦礦、鈣鈦礦、鈦鐵礦等。雖然地殼中鈦元素的含量如此多，但因大部分的鈦元素被用于制作二氧化鈦，鈦白粉（一種主要應(yīng)用在涂料、造紙、塑料、橡膠、化纖、陶瓷等行業(yè)中，用于類似添加劑的材料），金屬型鈦及鈦合金材料應(yīng)用相對(duì)較少，且鈦相對(duì)于不銹鋼等其他金屬材料不易加工，綜合影響其相對(duì)昂貴的價(jià)格。

金屬鈦的基本特點(diǎn)

從外形上看，金屬鈦呈銀灰色，與鋼鐵相似。鈦與普通金屬相比具有很多優(yōu)良的性能：

①密度小強(qiáng)度高，用于建筑中能夠滿足建筑輕型化的需要。鈦的密度為4.54g/cm3，僅為普通結(jié)構(gòu)鋼的56%，而強(qiáng)度與普通結(jié)構(gòu)鋼相當(dāng)或更高，在金屬結(jié)構(gòu)材料中，鈦的比強(qiáng)度（材料強(qiáng)度和密度的比值）是最高的，許多合金（如“鋅板”）中加入少量的鈦后性能得到很大的改善。

②鈦在自然環(huán)境中極易在表面與氧形成一層堅(jiān)固的氧化物薄膜，使其在氧化性酸、堿、鹽介質(zhì)，特別是在濕氯氣和海水中，具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，氧化膜的厚薄不同，可變幻出不同的色彩。由于它耐腐蝕性能極強(qiáng)，考慮到長(zhǎng)期的維修費(fèi)用，其長(zhǎng)期綜合成本并不比其他金屬高許多，特別適合于用在苛刻的環(huán)境下如海濱、酸雨、火山地帶。某些生產(chǎn)廠商甚至愿意提供100年耐久年限的保證。

③鈦的膨脹系數(shù)為8.2×10－3mm/ m·℃，約是不銹鋼和銅的一半，在急冷急熱時(shí)應(yīng)力小，適于在溫度變化較大的環(huán)境中使用，更適合用作溫度變化較大的部位如建筑屋面。

④鈦屬于不燃材料，其熔點(diǎn)高達(dá)1660℃，在火災(zāi)測(cè)試中能夠經(jīng)受1100℃的高溫。作為結(jié)構(gòu)材料，鈦合金具有比鋁合金好得多的熱強(qiáng)性。

⑤鈦具有好的韌性和抗疲勞性能，焊接性能好、低溫性能好，即使在-196℃下，也不呈現(xiàn)低溫脆性，非常適合特殊情況下的結(jié)構(gòu)運(yùn)用。

⑥鈦在金屬里屬于隔熱性能最佳的一類，其導(dǎo)熱系數(shù)約為鋁的1/10。

⑦某些鈦合金還具有超導(dǎo)性能、記憶性能和貯氫性能等特殊功能。

鈦與不銹鋼及銅在不同環(huán)境中的表現(xiàn)對(duì)比

鈦金屬的應(yīng)用

由于鈦具有多種優(yōu)異的特性，它被廣泛用于軍工、航空航天、艦艇、石油化工、冶金、輕工、電力、海水淡化和日常生活等工業(yè)生產(chǎn)中。鈦的應(yīng)用首先是從軍工和航空工業(yè)開始的，它的發(fā)展隨著軍備、航空制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)受了數(shù)次大起大落，常被稱為“太空金屬”、“第三金屬”?？傮w來說，鈦的發(fā)展速度很快，甚至超過了其他任何有色金屬。

在實(shí)際應(yīng)用中，常加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪匦纬刹煌铺?hào)的鈦合金板。

金屬鈦板在建筑外表皮中的應(yīng)用前景

鈦的諸多優(yōu)異性質(zhì)決定了鈦材同樣非常適宜于用作各種環(huán)境下的建筑墻屋面材料，在建筑中以屋面用鈦居多，約占60%，外墻約占30%。日本是建筑中應(yīng)用鈦材最早的國(guó)家，鈦?zhàn)鳛榻ú囊延屑s30年的歷史。美國(guó)是用鈦?zhàn)畲蟮膰?guó)家，主要集中在航空航天領(lǐng)域，目前已逐步向民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。近年來，歐洲建筑用鈦也有迅猛的發(fā)展，許多國(guó)家均有建筑用鈦計(jì)劃。

即便如此，鈦板在建筑中的使用還是少之又少。（許多人容易將常說的“鈦鋅板”誤解為鈦板，實(shí)際鈦鋅板只是加入了極少量鈦元素的鋅合金板而已；而“鈦板”是以鈦為主，只是添加了極少量其它元素的金屬合金材料。這也是我們一直建議用“鋅板”而非“鈦鋅板”作為鋅合金板名稱的主要原因。）

弗蘭克·歐·蓋里設(shè)計(jì)的西班牙畢爾巴鄂市古根海姆（Guggenheim）博物館是所有以鈦為主要飾面材料的建筑中最為聞名的，該建筑除了部分石材基座外，整個(gè)墻面及屋面均為0.3~0.4mm厚（由于鈦的最佳耐腐蝕性能，板材使用厚度只是鋅板的一半）的鈦板覆蓋，面積達(dá)32000m2,重量約達(dá)80噸，其特殊的金屬光澤、由于板太薄造成的凸凹不平的金屬皺褶配合著自由的體塊，非常引人注目。

2001年1月完工的英國(guó)格拉斯哥科技館 建筑師：BDP建筑師事務(wù)所

典型的金屬薄板平咬接構(gòu)造，采用了瓦片式方塊形、長(zhǎng)方形兩種比例的板材形成兩種不同的表面肌理。

從以上兩個(gè)實(shí)例可以感受到鈦板的極佳耐腐蝕性能，除了少量污漬外，經(jīng)過十幾年的風(fēng)雨依然亮麗如新，而不似其它金屬板材會(huì)顯出自然、時(shí)間帶給表面的變化。

目前，鈦的冶煉過程中過高的成本導(dǎo)致鈦的價(jià)格相對(duì)還較貴（按重量計(jì)是不銹鋼的2倍左右），然而從其超強(qiáng)的耐腐蝕性能、強(qiáng)度、重量、使用壽命以及建筑使用周期、建筑荷載、綜合維護(hù)成本等方面綜合考慮，鈦與其他金屬相比還是有非常大的競(jìng)爭(zhēng)力的。如按0.4mm板材計(jì)，考慮構(gòu)造折邊等因素，按國(guó)內(nèi)報(bào)價(jià)約￥200元/kg計(jì)算，每平米花費(fèi)約￥500元，甚至不比0.7mm的 鋅板貴。

在實(shí)踐中，更為經(jīng)濟(jì)有效的解決方法是使用鈦與其它金屬組合為鈦金屬?gòu)?fù)合板，既有鈦的耐蝕性，又有普通厚度金屬板材的剛度。我國(guó)的國(guó)家大劇院屋頂外層據(jù)稱采用了面積達(dá)3萬m2的鈦－不銹鋼復(fù)合板，據(jù)說生產(chǎn)廠商承諾100年的保質(zhì)期，這為我國(guó)鈦在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用推廣開創(chuàng)了先河。

近年來國(guó)內(nèi)鈦加工廠數(shù)量眾多，各種標(biāo)號(hào)的鈦合金板也是應(yīng)有盡有，之間的差異也非常微妙。當(dāng)然作為建筑外表皮材料要求不似軍工、工業(yè)那么要求高。如果對(duì)鈦板有興趣，可以聯(lián)系專業(yè)廠商寶雞市辰暉金屬獲取更多的專業(yè)內(nèi)容。隨著冶煉工藝的發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的將來，鈦的生產(chǎn)成本會(huì)逐漸降低，它將會(huì)像不銹鋼、銅、鋁等金屬一樣，更多地走入我們的日常生活中。