金屬材料用于建筑，特別是屋頂，首先應(yīng)用的是銅，依次開發(fā)使用的是表面處理過的鋼板、鋁、不銹鋼和鈦。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對城市建筑物的要求，特別對建筑物的美觀性要求越來越高。隨著建筑材料工業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，近年來建筑師追求使用比傳統(tǒng)材料更高級的新型建筑材料。鈦金屬具有許多非常優(yōu)異性能，完全滿足對建筑材料的許多特殊性能要求，因而倍受建筑師和建筑業(yè)的青睞。

一、鈦金屬適宜于建筑工程

純鈦具有中等強(qiáng)度和優(yōu)異的焊接性能，它最適合于建筑物的屋頂和墻面。Ti－15－3合金具有高強(qiáng)度，用于建筑物的各種支架和橫梁。最近興起的超越不銹鋼加工方法和技術(shù)都用于剪切、成型機(jī)加和鈦的連接。鈦材能夠采用通用的TIG焊接工藝進(jìn)行組件之間的連接，而且鈦材可自我恢復(fù)的氧化膜可以防止焊接受到破壞。

此外，采用二次加工技術(shù)和根據(jù)客戶的需要對鈦材的表面進(jìn)行加工，諸如蝕刻、壓花、旋壓、噴砂、噴丸、電鍍和打孔等。

作為一種建筑材料，鈦材不但擁有自然光澤，而且經(jīng)氧化能呈現(xiàn)不同色彩，加之其耐蝕性優(yōu)越，不需要鍍一層防腐膜，由于鈦材的反射率較小，并呈現(xiàn)淡銀灰色，故其自然色澤令人滿意，鈦材經(jīng)過退火和酸洗后，表面熠熠生輝。

采取對金屬進(jìn)行陽極氧化以及氧化前對表面自然光澤進(jìn)行調(diào)整的方法來改變色調(diào)，以滿足客戶對顏色的要求。鈦的氧化膜是鈦金屬表面與空氣／水發(fā)生反應(yīng)而形成的。和不銹鋼和鋁的表面相比，鈦材突出的耐蝕性正是該層氧化膜，鈦材表面的不同顏色取決于氧化膜的不同厚度（＜10nm，銀色；12nm，金色；20nm，棕色；35nm，藍(lán)色），通過調(diào)整氧化膜厚度以及鈦材表面光澤度，可以使建筑用鈦材的表面呈現(xiàn)多姿多彩的外觀。

建筑用鈦材的表面結(jié)構(gòu)多樣，從柔軟、粗糙到銀光閃閃的表面應(yīng)有盡有，經(jīng)過陽極氧化處理后，其色彩和光澤不會消退，氧化膜會增厚，這樣，因光的干涉彩虹原理就產(chǎn)生了顏色，光線穿過這層氧化膜時，一部分會被反射，一部分被折射，一部分被吸收，反射光線的相位不同，產(chǎn)生干涉表面就呈現(xiàn)不同顏色，為了保持鈦材在建筑上使用時顏色的穩(wěn)定性，在實(shí)際生產(chǎn)中要考慮表面光澤控制技術(shù)，即退火和酸洗狀況的調(diào)節(jié)可以從光澤監(jiān)測裝置反饋檢測結(jié)果來調(diào)節(jié)退火（溫度、時間）和酸洗（溫度、時間、酸配比）的狀況。

二、應(yīng)用案例

日本是首先將鈦應(yīng)用于建筑物的國家，也是在建筑物上應(yīng)用鈦?zhàn)疃嗟膰遥饕菓?yīng)用于建筑物的屋頂，其次是大廈的幕墻、港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀(jì)念碑、標(biāo)牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆等。

英國、法國、美國、西班牙、荷蘭、加拿大、比利時、瑞士均有建筑物使用鈦金屬作屋頂和幕墻的范例，瑞典、新加坡和埃及等國家在的一些新建筑上開始使用鈦金屬。1997年西班牙畢爾巴鄂市的古根海姆博物館就是采用鈦金屬板構(gòu)造出去曲面的建筑造型。阿布扎比機(jī)場也選用了鈦，且用量近百噸，該機(jī)場是世界上第一將鈦?zhàn)鳛榻ㄖY(jié)構(gòu)材料使用。

我國最先提出應(yīng)用鈦金屬的建筑是國家大劇院，最先應(yīng)用的是杭州大劇院。應(yīng)用鈦金屬的建筑還有中國有色工程設(shè)計(jì)研究總院大門廳、杭州臨平東來第一閣、上海馬戲雜技場屋頂和大連圣亞極地世界等。用于城市雕塑的有陜西省寶雞市河濱公園內(nèi)的鈦雕塑"海豚與人"、河北省邢臺市中心廣場的鈦雕塑"乾坤球"、陜西省寶雞市步行街的鈦雕塑"雄雞報(bào)曉"等。

三、其他應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)分析鈦金屬在建筑上的應(yīng)用僅有30年的歷史，圍繞鈦建材的制作、表面處理工藝和設(shè)計(jì)使用尚有許多課題需要研究，特別是研究開發(fā)低成本制作和表面處理工藝是亟待解決的課題，建筑一次投資成本和長期維護(hù)成本的綜合平衡也應(yīng)當(dāng)納入人們的視野。

我國鈦金屬生產(chǎn)技術(shù)基本成熟，生產(chǎn)設(shè)計(jì)規(guī)模很大，但銷售市場不大，經(jīng)濟(jì)效益不理想，主要是缺少客戶滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能好的產(chǎn)品。我國目前的建筑用鈦現(xiàn)狀如下：

1.產(chǎn)品單一。作為結(jié)構(gòu)材料，沒有足夠的品種以供使用者選擇。作為表面裝飾材料，目前我國沒有形成較大的鈦合金表面處理規(guī)模，還停留在手工作坊生產(chǎn)方式階段，這不利于大面積使用鈦?zhàn)鳛檠b飾用材。

2.品位低。沒有較高品質(zhì)的產(chǎn)品，更沒有鈦復(fù)合材料的大量供應(yīng)，只能生產(chǎn)一些模型、城雕、工藝品等，沒有品位較高的表面裝飾材料及其生產(chǎn)手段。

3.價(jià)格高。由于沒有穩(wěn)定的高品質(zhì)的產(chǎn)品，不可能有大面積的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致使用量小、價(jià)格高，更不利于推廣使用。

4.設(shè)計(jì)者因素。我國沒有類似職業(yè)培訓(xùn)制度，新材料發(fā)明后沒有在建筑設(shè)計(jì)師思維中儲存下來，導(dǎo)致在建筑原創(chuàng)設(shè)計(jì)圖很少把鈦金屬設(shè)計(jì)進(jìn)去，用途就顯然少了。

綜上所述，我國的鈦金屬及鈦合金生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，檔次不高，質(zhì)量不穩(wěn)定。鈦金屬的優(yōu)越的性能就是它的耐腐蝕性，只要大量生產(chǎn)使用鈦金屬，它的性能、單價(jià)、品質(zhì)肯定會更加合理，更加吸引人們的注意力，我們的建筑使用期限更加長久。

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