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虽然早在18世纪人们就发现了金属元素钛，但由于提炼难度大成本高，直到20世纪中叶以前，钛一直是实验室里的稀罕物。二战以后，由于钛的强度重量比优于钢合金，是一种理想的钢合金替代物，在航空航天领域广泛应用。

太空竞赛金属

1957年10月4日，美国公众十分震惊地得知自己在二战以后最大的意识形态和军事对手苏联已经成功地将第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”送入了地球轨道。根据后世的航天器标准，“斯普特尼克1号”的结构相当简单，不过是一个金属球中装了个电池驱动的无线电发射机。虽然如此，作为地球轨道中的第一颗人造卫星，它预示着更大、更好或许也会更坏的事物的到来。“斯普特尼克1号”的防热罩材料中分别含有铝（93.8%）、镁（6%）和钛（0.2%）。

比起本书中的大部分元素和矿物，钛的发现时间是相当接近现代的。虽然人类在18世纪末期就分离出了钛元素，但直到19—20世纪之交才掌握其生产方法。可是，该方法非常费时，成本高昂，产量也很低。就像是19世纪中叶的金属铝一样，当时的金属钛只用于实验室研究。由于过于昂贵和稀少，没有任何实用价值。1940年，终于出现了克罗尔法，实现了钛的大批量生产，并将其成本降低到相对可以承受的水平。

现代金属
钛金属是20世纪才出现的。

第二次世界大战见证了以德国为先驱的火箭和导弹技术的兴起，以及英德两国发明的第一代喷气式飞机的发展。战后，美国和苏联立刻接手了火箭和导弹技术的相关研究。而胜利的盟军各国也开始在民用和军用领域开始使用喷气式飞机。这些进步使得钛成为了一种相当受追捧的材料。因为比起钢来，它不仅强度更高，重量也更轻。苏联走在开发钛金属和钛合金的前沿，将其应用在自己的航天项目和核潜艇制造领域。

太空第一
“斯普特尼克1号”的防热罩材料含有0.2%的钛金属材料。

1961年4月，苏联再次实现了一个航天领域的第一，将“东方一号”航天器——也是一颗钛金属航天器——和宇航员加加林（1934—1968）送入了地球轨道。由于苏联在太空领域领导地位看似难以撼动，美国总统肯尼迪（1917—1963）宣布本国要在1970年代以前把人类送上月球。太空竞赛的大幕随之正式拉开，竞争的主题就是航天器。这使得对钛的需求不断增加。即使没有钛金属，阿波罗计划可能也能实现登月目标。但所耗费的时间想必会更久，事故也更多。从1970年代开始，每个大型航天器，包括苏联的“联盟号”、美国的航天飞机、探索太阳系行星的无人探测器以及国际空间站，在结构和发动机部件方面都采用了钛材料部件。

世界之巅
加加林绕地球轨道飞行所乘坐“东方一号”航天器由钛金属制成。

无敌金刚(www.daowen.com)

在20世纪70年代的美国电视剧集《无敌金刚》中，男主角岳史迪在经历了一场空难后接受了肢体改造，植入了左眼，安上了新的右臂和双腿，拥有了超能力。不过，影片并未交代这些假肢的制作材料。虽然1970年代的时候，电视剧中所描述的技术都是科学幻想，但随着最近医学、电子和材料科学的发展，或许我们离实现岳史迪的超能力已经不再遥远，只不过到时候成本想必要比岳史迪的更高。得益于良好的强度、生物惰性和耐腐蚀性，钛（或者钛铝合金以及钛铝钒合金）被人们拿来修复或者取代受损骨骼和关节，还被拿来制造心脏瓣膜、起搏器和假牙。

神秘来客

2002年9月，一名天文爱好者在地球轨道中发现了之前一个未被发现的天体。该天体被命名为J002E3。起初人们以为它是一颗小型岩态小行星。可是对于一个天然天体来说，J002E3的运行轨道完全不正常。因此天文学家认定它肯定是在不远的过去从地球发射出去的一架航天器。然而，这一结论同样带来了问题，那就是过去十年中，没有任何发射物跟J002E3的大小和轨道相符。对J002E3的光谱分析显示有白色二氧化钛（TiO2）的存在。二氧化钛是生产家用白色涂料的颜料之一。跟元素钛相似，二氧化钛这种化合物也是一种新生事物，发现于1821年。由于难以大批量生产，而且成本高，因此二氧化钛的实际用途并不多，一直没有走出实验室。尽管如此，科学家注意到，它有着很高的遮光性和白度，其折射指数甚至比钻石还高。直到1916年，通过将二氧化钛与另一种白色颜料——氧化锌结合，挪威泰坦公司和美国钛白粉公司才分别成功实现了二氧化钛油漆的商品化。1921年，第一种绘画级别的钛白颜料问世，取代了有毒的含铅同类产品。

泰坦之石
钛元素是德国化学家克拉普鲁斯用希腊神话中大地之子泰坦（Titan）的名字来命名的。

高科技镀层
古根海姆博物馆位于西班牙毕尔巴鄂，其建筑表面覆有一层钛合金。

现代的防晒化妆品也利用了二氧化钛的高折射率，其中通常还加入氧化锌以及其他能够吸收紫外线的化合物。皮肤敏感人群专用的高防晒指数产品采用的是三氧化钛，这是因为与其他化学成分相比，三氧化钛不易引发皮肤过敏。

最高机密
美国钛X-15航天飞机。

要说某个路过地球的外星飞船突发奇想，决定把一个小行星刷白或者给它喷上防晒霜，应该是不太现实的（虽然对某些UFO狂热者来说，这事的可信度跟麦田怪圈差不多），所以科学家开始研究比这更早发射的航天器以及有可能使用二氧化钛粉刷过的运载工具。最后他们确定，J002E3原来是美国国家航空航天局阿波罗12号中美国土星五号火箭的第三级推进器。阿波罗12号是第二次人类登月任务，于1969年11月飞离地球。第三级火箭推进器本应进入太阳轨道，但第一次跟指令舱和登月舱分离的33年之后，它一定是又误飞回了地球轨道。J002E3一直在地球轨道内飞行到了2003年7月，也许30年后，它会再次回到地球。

金属钛和钛合金广泛应用于飞机、喷气机、直升机、导弹、航天飞机和人造卫星的制造。这些产品必须能够承受发射、飞行、进入轨道、落地……时产生的巨大压力。以波音777型飞机为例，该飞机的钛金属含量约为58吨。而世界上最大的商用飞机——A380空中客车的钛含量约为77吨。

——《钛》（2008），格雷格·洛萨著

钛与自行车

作为一名自行车爱好者，笔者知道重量在自行车比赛当中是一个重要因素。传统自行车架为钢制，在具备高强度的同时，仍保留了一定的弹性。公路自行车的比赛场地是平滑路面，因此车架重量没那么重要。但由于山地自行车需要应对恶劣的地形条件和反复的颠簸，这一点就变得不容忽视了。然而钢的比重较大，暴露于水和空气当中后容易产生锈蚀。而铝虽然重量较轻，但质地不够坚固。虽然将钢制成合金可以减轻重量，但近年来，高端竞赛自行车生产商有了一种新的选择——钛制车架。钛制车架的强度很高，但重量比钢要轻很多，而且在某些管道位置的直径要比钢制车架粗很多，因此很好辨认。尽管钛制车架的性能毫无疑问要大大优于钢制和钢合金车架，但也有缺点，那就是难于加工，价格也更高。