チタン
金属光沢を持つ。性質は化学的・物理的にジルコニウムに近い。酸化物である酸化チタン(IV)は非常に安定な化合物で、白色顔料として利用され、また光触媒としての性質を持つ。この性質が金属チタンの貴金属に匹敵する耐食性や安定性をもたらしている(水溶液中の実際的安定順位は、ロジウム、ニオブ、タンタル、金、イリジウム、白金に次ぐ7番目。銀、銅より優れる)。
チタンは、酸化物が非常に安定で侵されにくく、空気中では空気に触れる表面が強力な酸化物(不動態酸化皮膜)で覆われる不動態となり、白金や金などの貴金属とほぼ同等の強い耐食性を持つ。貴金属並みの耐食性を持つ金属の中で、もっとも軽く安価な金属と言える。
常温では酸や食塩水(海水)などに対し高い耐食性を示し、少量の湿気が存在する場合は塩素系ガスとも反応しない。そのため純チタンはやや接着性に劣るが、逆に表面の汚れやごみなどの付着物を容易に取り除ける。一方、高温ではさまざまな元素と反応しやすくなるため、鋳造・溶接には酸素・窒素を遮断する大がかりな設備が必要であり、この点が製造の難しさのひとつの起因となっている。炭素・窒素とも反応してそれぞれ炭化物・窒化物を作り、これらは超硬合金の添加物としてしばしば利用される。
特に純度の高いチタンは無酸素空間においての塑性に優れ、鋼と似た色合いの銀灰色光沢を持つ。チタンは鋼鉄以上の強度を持つ一方、質量は鋼鉄の約55 %と非常に軽い。チタンはアルミニウムと比較して、約60 %重いものの、約2倍の強度を持つ。これらの特性により、チタンはアルミよりも金属疲労が起こりにくいが、工具鋼などの鉄鋼材料には劣る。
世界のチタン生産は、米国、ロシアならびにCIS諸国、日本、中国、インドが主要生産国となっており、各々有力企業が存在している(米国:AllegenyTechnology、TIMET、ロシア:VSMPO、中国:宝鶏など)。
優れた耐食性から、チタン合金製の溶接管・熱交換器・タンク・反応容器・バルブなどの製品が、化学プラント・石油精製プラントに適用されている。ほか、製紙業の製造プロセスにも使用されている。
また、ほかにも以下の用途などに使用されている。
海水への耐蝕性から、海水の淡水化プラントにおける熱交換器で利用される。
イオン化しにくいために金属アレルギーを引き起こしにくいことから、ピアスなどの装身具の材料として利用される。
健康器具を兼ねたネックレスなどのアクセサリーの材料としての利用。
軽量でさびにくく高強度であることから、チタンジルコニウム合金の刃物として利用される。
酸化しにくい特徴を生かし、腕時計の腕に接する面での利用。
ヨーヨーとしての利用。
形状記憶合金の材料としての利用。
ニオブなどとの合金による超伝導素材。
チタン酸バリウムあるいはチタン酸ストロンチウムは、その高誘電率により電子材料(積層セラミックコンデンサ)に用いられる。
チタン酸ストロンチウムは高屈折材料として人工宝石や光学材料に用いられる。
塩化チタン(IV)はガラスの着色や、高湿度の空気中で発煙する性質を利用して煙幕や空中文字へ利用される。
酸化チタン(IV)の皮膚を保護する性質から日焼け止め剤として利用される。
酸化チタン(IV)は光触媒作用により有機物を分解するため、便器の表面に利用される。
オレフィン重合に関わるチーグラー・ナッタ触媒としての利用。
チタン板をガスバーナーで熱するなど加工することによる、美術品の作成。
真空の質を向上させる際には真空槽内部に蒸着し、酸素などの活性ガスを化学的に吸着する目的で用いられる(ゲッターポンプ)。
2016年ごろから、クレジットカードのプラチナカードに使われている。
酸化チタン(IV)は紙に織り込むという方法でも使用される。チタンをパルプに織り込むことで、白く丈夫で薄くて透けない良質の紙を作ることが可能となった。一方で、金属化合物であるため重くなる。広辞苑など、長期にわたって使用される分厚い書籍に利用されるようになっている。