チタン
チタンの約95 %は酸化チタン(IV)として、おもに白色の顔料として絵具や合成樹脂などに使用される。酸化チタン(IV)で作られた絵具は赤外線の反射率が高いため、屋外での絵画の描写に向いているほか、セメントなどにも使用される。また光触媒としての性質を持ち、光を吸収して有機物を分解する。この性質によって、光のあたる場所では有機物による汚れが分解されるために白さが長く保たれる。しかし有機系の色素や合成樹脂も分解してしまうため、これらと混ぜて利用するのは難しい。
1791年、イギリス帝国の聖職者ウィリアム・グレゴールが「メナカイト (menachite)」と名付けた。発見地のメナカン谷にちなむ。
1795年、プロイセン王国のマルティン・ハインリヒ・クラプロートが「チタン」と名付けた。ギリシア神話における地球最初の子、ティーターンにちなむ。
チタンあるいはチタン合金は、一般の合金鋼と同等の強度を持ち、鉄よりも軽く、ステンレス鋼・アルミニウムよりも圧倒的に耐食性に優れており、500 °Cの高温でも有効な強度を保てる耐熱性といった性質から、航空機や潜水艦、自転車、ゴルフクラブなどの競技用機器、化学プラント、生体インプラントの材料、打楽器など多岐にわたって使用されるほか、合金鋼との脱酸剤や、ステンレス鋼において、炭素含有量を減少させる目的などにも使用される。
本格的な実用化は、1950年代の軍用ジェット機からであり、人類が実用化し始めてから時間が経過しておらず、人類にとって比較的若い金属である。
金属チタンの加工はかなり難しく、これは鉄鋼材料には備わっている熱処理による強度増幅能力がチタンにはわずかにしか備わっていないためである。金属チタン製の部品は高価なため、その用途は耐食性・耐熱性・軽量化と強度のバランスを考慮した狭い領域に限られるが、腕時計や眼鏡フレームの装用品には、広く使用されている。
1952年に、生体親和性(生体不活性とは異なる)が非常に高く骨と結合する(オッセオインテグレーション)ことが発見されると、デンタルインプラントのフィクスチャー(インプラント体)のほとんどが、チタンを使用するようになった。拒絶反応や金属アレルギーを防ぐため、グロー放電でクリーニングしたり、純度の高いチタンが使用される。また、人工関節・人工骨といった、整形外科分野でも利用されている。
合金の組成例
Ti-3Al-2.5V
Ti-6Al-4V
Ti-6Al-7Nb