高純鈦板一般是指鈦元素純度在99.9%及以上的板材，具有低密度、高強(qiáng)度、良好的韌性和延展性、低導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、出色的耐腐蝕性、生物相容性、良好的抗疲勞性能。廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、化工、電子、海洋工程、建筑、汽車等高端領(lǐng)域。
1、牌號(hào)與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)牌號(hào)
國(guó)標(biāo)（GB/T）：
TA0（純度≥99.9%）：工業(yè)純鈦，雜質(zhì)含量極低。
參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3621-2007（鈦板材）、GB/T 2965-2007（鈦棒材）。
國(guó)際牌號(hào)
ASTM標(biāo)準(zhǔn)：
Grade 1（UNS R50250）：純鈦（3N級(jí)），雜質(zhì)總量≤0.1%。
Grade ELI（Extra Low Interstitial）：超低間隙元素鈦（O、N、H含量更低）。
JIS標(biāo)準(zhǔn)（日本）：TP270G（純度≥99.7%）。
特殊用途標(biāo)準(zhǔn)：
SEMI標(biāo)準(zhǔn)（半導(dǎo)體）：SEMI F67（靶材用超純鈦）。
醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)：ISO 5832-2（植入物材料）。
2、化學(xué)成分（以4N級(jí)為例）
| 元素 | 含量（ppm） | 控制要求 |
| Fe | ≤10 | 需電子束熔煉去除 |
| O | ≤50 | 真空熔煉控制 |
| C | ≤30 | 避免高溫碳化 |
| N | ≤20 | 防止脆性 |
| H | ≤5 | 真空退火脫氫 |
| 其他 | ≤15（總和） | 如Si、Al、Cr等痕量元素 |
3、性能特點(diǎn)
物理性能
超低磁化率：接近零磁化率，適用于MRI設(shè)備、量子計(jì)算。
低溫性能：液氦溫度（-269°C）下仍保持高韌性。
導(dǎo)電性：電阻率約42 μΩ·cm（優(yōu)于不銹鋼）。
機(jī)械性能
低強(qiáng)度高塑性：抗拉強(qiáng)度≤240 MPa，延伸率≥40%（退火態(tài)）。
加工硬化率低：適合深沖、精密成型。
化學(xué)性能
耐腐蝕性：在超純酸（HF、HCl）中腐蝕速率<0.01 mm/年。
無(wú)晶間腐蝕：長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)異，適合半導(dǎo)體清洗環(huán)境。
4、關(guān)鍵工藝技術(shù)
熔煉工藝：
電子束熔煉（EBM）：去除高蒸汽壓雜質(zhì)（如Mg、Cl）。
區(qū)域熔煉（Zone Refining）：逐級(jí)提純，用于5N級(jí)鈦。
加工工藝：
冷軋+真空退火：厚度可達(dá)0.01mm箔材，表面粗糙度Ra≤0.1μm。
無(wú)污染加工：使用鈦/陶瓷工具，全程無(wú)油、無(wú)塵。
表面處理：
電解拋光（EP）：原子級(jí)平整，用于光學(xué)鍍膜基材。
化學(xué)鈍化：提升耐蝕性，減少表面活性。
5、 應(yīng)用領(lǐng)域
半導(dǎo)體制造：
晶圓加工腔體、濺射靶材（與Al/Cu復(fù)合鍍膜）。
光學(xué)器件：
高反射率鏡面、激光器鍍膜基板。
生物醫(yī)療：
人工關(guān)節(jié)、心臟瓣膜（需5N級(jí)生物相容性）。
新能源與超導(dǎo)：
超導(dǎo)線圈支撐、核聚變裝置內(nèi)襯（抗中子輻射）。
航空航天：
衛(wèi)星薄壁結(jié)構(gòu)、低溫燃料儲(chǔ)罐。
6、注意事項(xiàng)
污染控制：
儲(chǔ)存需真空或惰性氣體保護(hù)，避免接觸Fe、C等污染物。
加工環(huán)境潔凈度需達(dá)ISO Class 4（百級(jí)潔凈室）。
檢測(cè)要求：
雜質(zhì)分析需采用GDMS（輝光放電質(zhì)譜）或ICP-MS。
晶粒度控制：ASTM E112標(biāo)準(zhǔn)，需均勻等軸晶。
設(shè)計(jì)限制：
避免與氟化物、高溫熔鹽直接接觸（可能導(dǎo)致局部腐蝕）。
7、市場(chǎng)前景
技術(shù)趨勢(shì)：
更高純度：6N級(jí)鈦（99.9999%）研發(fā)，用于量子芯片基材。
復(fù)合化：鈦/石墨烯復(fù)合材料，提升導(dǎo)電性與強(qiáng)度。
應(yīng)用拓展：
氫能：燃料電池雙極板（耐氫脆、低電阻）。
太空探索：深空探測(cè)器輕量化結(jié)構(gòu)材料。
高純度鈦板是尖端科技領(lǐng)域的“戰(zhàn)略材料”，其超低雜質(zhì)、卓越性能在半導(dǎo)體、醫(yī)療、超導(dǎo)等領(lǐng)域不可替代。隨著工藝進(jìn)步與需求增長(zhǎng)，其應(yīng)用將從高端制造向新能源、量子技術(shù)擴(kuò)散。選型時(shí)需嚴(yán)格匹配純度等級(jí)與工況要求，并關(guān)注供應(yīng)鏈穩(wěn)定性。未來(lái)5-10年，國(guó)產(chǎn)化替代與6N級(jí)技術(shù)突破將成為行業(yè)核心驅(qū)動(dòng)力。
