我國有漫長的海岸線,濱海建筑受海洋氣候的影響較大,腐蝕嚴(yán)重;公路、鐵路、工廠附近的建筑因大氣污染,腐蝕也較嚴(yán)重。無論是從美觀、藝術(shù)的角度出發(fā),還是考慮建筑的耐蝕性,均需用鈦來取代常規(guī)建筑用金屬材料。 我國建筑業(yè)用鈦還處在起步階段,僅在裝飾方面有所應(yīng)用,總量不超過10t。鈦在日本和歐美建筑上的成功應(yīng)用給了我國鈦業(yè)工作者和建筑設(shè)計師很好的啟示。 目前,北京大劇院選擇鈦作為橢圓形拱頂?shù)陌鼘,這一選擇將會推動鈦在我國建筑業(yè)的長期推廣應(yīng)用。尤其是我國申奧成功后,在北京與其它城市將有更多的基本建設(shè)項目,這將給鈦的應(yīng)用提供難得的機遇。面對蓬勃興起的鈦藝術(shù)建筑,相信我國也會趕上時代潮流,關(guān)注鈦在建筑領(lǐng)域開發(fā)和應(yīng)用,推動我國鈦工業(yè)的發(fā)展。 1.眼鏡架 日本尼康公司早在約10年前,就開始著手研制合乎要求的鈦眼鏡架。而成功的研究出鈦眼鏡架制作技術(shù)的則是福井公司。1982年,鈦眼鏡架還只是作為樣品,到80年代后半期,鈦眼鏡架的數(shù)量已占眼鏡架生產(chǎn)總數(shù)20%,1991年眼鏡架用鈦材為100t,到1999年已超過470T,2000年眼鏡架用鈦材量達歷史最好水平。現(xiàn)在,日本福井眼鏡公司已形成年產(chǎn)(1200萬~1400萬副鈦眼鏡架的生產(chǎn)能力,接每副鏡架重12G計算,使用鈦材則可達144T)。目前,日本一半以上的眼鏡架是用鈦制作的。80年代,眼鏡架用鈦以純鈦為主,到90年代,眼鏡架材有復(fù)合鈦,鈦合金形狀記憶合金、超彈性合金和高強鈦合金等。 2.手表殼 近幾年,全世界每年可生產(chǎn)近10億只各種表殼,鈦表殼僅占總生產(chǎn)量1%左右。1994年,日本表殼、表帶的鈦消費量約為130T。使用的材料不僅有純鈦,還有合金(Ti-10Zr,Ti-3Al-2.5V,Ti-4,5Al-3V-2Fe-2Mo和Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn等)。最近日本精工公司上市了一種登山用鈦表,單價為5萬日元。該表的表殼及表鏈均用純鈦制成,且表殼采用了離子碳沉積硬化處理技術(shù),表面硬度提高了5倍。日本西鐵城公司則上市了一種為“愛克希德.尤羅斯”的鈦手表,所用鈦材光亮度接近不銹鋼,表殼所用鈦合金具有很高的硬度。 3.照相機外殼 在日本,用于照相機的鈦材年消費約10t~15t。日本尼康公司最早使用鈦箔材(JIS2類)制成集平面簾幕式快門。日本美能達公司制成的尺寸為長99mm×寬59mm×厚29.5mm,質(zhì)量為185g的超小型高級照相機,現(xiàn)己在市場上出售。該相機的上下蓋、前后蓋及鏡頭均采用是JIS2類純鈦。照相機是日本精密工業(yè)中領(lǐng)先產(chǎn)品,年產(chǎn)2700萬臺,由此可見,照相機用鈦材的市場份額還會進一步擴大。 4.高爾夫球桿頭 市場上最早出售的鈦高爾夫球桿頭為鑄造品,4年以后的1993年才出現(xiàn)了鍛造品,且容積逐年增大。特別是容積為250ml的鍛造鈦桿頭的出現(xiàn)對鈦業(yè)來說具有劃時代的意義。從此,鈦制品高爾夫球桿頭的銷售數(shù)量呈直線上升。目前的制造方法主要用精密鑄造及鍛造工藝,鑄造采用的合金有Ti-10Zr,Ti-4.5Al-3V-3Sn,Ti-20V-4Al-1Sn等。 鈦制高爾夫球的需求90年代中期呈上升趨勢。但近幾年該市場一直處于低迷狀態(tài),隨著高爾夫球桿市場的逐漸復(fù)蘇,今后,世界高爾夫球桿市場的競爭也將從原來的價格和質(zhì)量競爭向服務(wù)和差別化方向發(fā)展。 5.海洋構(gòu)造物 日本四面臨海,經(jīng)濟發(fā)展迫使日本擴大利用海域。為此,日本設(shè)立了超大型浮式海洋構(gòu)筑物技術(shù)研究小組。鈦材則成為海洋構(gòu)筑物的首選材料。作為海洋構(gòu)筑物防蝕材料,一是用鈦薄板包覆易腐蝕部位;二是海洋構(gòu)筑物易腐性部分用鈦鋼復(fù)合板。目前在橫段建造了一個超大型浮式海洋構(gòu)筑物,在海水飛沫沖刷處使用了鈦剛復(fù)合材。日本新開發(fā)的鈦鋼復(fù)合板基本上與高級不銹鋼的制造成本相同。 已經(jīng)實用或計劃中的大型浮式海洋構(gòu)筑物有機場,港灣物流基地、發(fā)電廠、原油和天然氣貯存基地、緊急避難所、體育娛樂設(shè)施等。 6.醫(yī)用生物材料 2010年后,日本社會人口將進入高齡化,醫(yī)用鈦材用量將增加。80年代以來開始用鈦代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Co-Cr材料,用的幾乎都是Ti-6Al-4V ELI,目前又開發(fā)出了無釩的Ti-6Al-7Nb,Ti-Zr,Ti-Mo系合金。日本在1993年人工關(guān)節(jié)的需求量為3。9萬件,1994年已增加到4.1萬件,在日本,包括人工股關(guān)節(jié)在內(nèi)的整形外科用植入材商場的年增長率為7%~8%,這還是保守數(shù)字,所以鈦合金醫(yī)用金屬材料在日本有可觀的潛在市場。 日本擁有居世界領(lǐng)先地位的牙科鑄鐵機,該設(shè)備可用來鑄造鈦骨內(nèi)種植體,骨膜下種植等小型人工骨,鑄造全口義齒鈦基板、部分義齒支架、固定義齒鈦基底及牙冠橋。 據(jù)美國國家心肺及血液研究所統(tǒng)計,美國現(xiàn)有近500萬人患心力衰竭癥,且每年新增病例40萬。如果不采用取心臟移植手術(shù),每年約有2.5萬~10萬保患心力衰竭癥死于心臟病。由于捐贈的人體心臟數(shù)量極為有限,因而每年實際心臟移植手術(shù)的只有2000~2500例,遠遠滿足不了病人的需求量,造成許多患者病情惡化甚至死亡。 鈦具有極好的生物相容性,可耐受人體苛刻的生理環(huán)境(人體PH值為7.4)因而長期以來一直用于人體臀部及膝部關(guān)節(jié)和移植。實踐證明,人體對鈦無排異反應(yīng),也不產(chǎn)生凝血現(xiàn)象。 面對醫(yī)學(xué)界的需求并根據(jù)鈦材的特點,近十年,特別是近幾年來,許多科研所的專家教授都在致力于鈦制人工心臟的研制和開發(fā)工作,這樣既可挽救諸多心臟患都的生命,也可帶來可觀的經(jīng)濟效益。 總之,無論采用哪一類產(chǎn)品,使用鈦材是必然趨勢。如果FDA經(jīng)過探討,能夠批準(zhǔn)將鈦制人工心臟作為長期性或永久性植入件植入人體,不僅可使不適合接受異體心臟種植的病人得到康復(fù),還會帶來每年20億美元的收益。由此可見,鈦制人工心臟市場前景可觀。
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