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。鈦金屬具有非常優(yōu)異的性能，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、鈦金屬非常適合用于建筑上
純鈦具有中等強度和優(yōu)異的焊接性能，它最適合于建筑物的屋頂和墻面。Ti-15-3合金具有高強度，用于建筑物的各種支架和橫梁。最近興起的超越不銹鋼標(biāo)牌加工方法和技術(shù)都用于剪切、成型機加和鈦的連接。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、鈦金屬在建筑上的應(yīng)用
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)用鈦最多的國家，主要是應(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)造出曲面的建筑造型。阿布扎比機場也選用了鈦，且用量近百噸，該機場是世界上第一將鈦作為建筑結(jié)構(gòu)材料使用。
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