高纯钛板一般是指钛元素纯度在99.9%及以上的板材，具有低密度、高强度、良好的韧性和延展性、低导热性和导电性、出色的耐腐蚀性、生物相容性、良好的抗疲劳性能。广泛应用于航空航天、医疗、化工、电子、海洋工程、建筑、汽车等高端领域。
1、牌号与执行标准
国内牌号
国标（GB/T）：
TA0（纯度≥99.9%）：工业纯钛，杂质含量极低。
参考标准：GB/T 3621-2007（钛板材）、GB/T 2965-2007（钛棒材）。
国际牌号
ASTM标准：
Grade 1（UNS R50250）：纯钛（3N级），杂质总量≤0.1%。
Grade ELI（Extra Low Interstitial）：超低间隙元素钛（O、N、H含量更低）。
JIS标准（日本）：TP270G（纯度≥99.7%）。
特殊用途标准：
SEMI标准（半导体）：SEMI F67（靶材用超纯钛）。
医用标准：ISO 5832-2（植入物材料）。
2、化学成分（以4N级为例）
| 元素 | 含量（ppm） | 控制要求 |
| Fe | ≤10 | 需电子束熔炼去除 |
| O | ≤50 | 真空熔炼控制 |
| C | ≤30 | 避免高温碳化 |
| N | ≤20 | 防止脆性 |
| H | ≤5 | 真空退火脱氢 |
| 其他 | ≤15（总和） | 如Si、Al、Cr等痕量元素 |
3、性能特点
物理性能
超低磁化率：接近零磁化率，适用于MRI设备、量子计算。
低温性能：液氦温度（-269°C）下仍保持高韧性。
导电性：电阻率约42 μΩ·cm（优于不锈钢）。
机械性能
低强度高塑性：抗拉强度≤240 MPa，延伸率≥40%（退火态）。
加工硬化率低：适合深冲、精密成型。
化学性能
耐腐蚀性：在超纯酸（HF、HCl）中腐蚀速率<0.01 mm/年。
无晶间腐蚀：长期稳定性优异，适合半导体清洗环境。
4、关键工艺技术
熔炼工艺：
电子束熔炼（EBM）：去除高蒸汽压杂质（如Mg、Cl）。
区域熔炼（Zone Refining）：逐级提纯，用于5N级钛。
加工工艺：
冷轧+真空退火：厚度可达0.01mm箔材，表面粗糙度Ra≤0.1μm。
无污染加工：使用钛/陶瓷工具，全程无油、无尘。
表面处理：
电解抛光（EP）：原子级平整，用于光学镀膜基材。
化学钝化：提升耐蚀性，减少表面活性。
5、 应用领域
半导体制造：
晶圆加工腔体、溅射靶材（与Al/Cu复合镀膜）。
光学器件：
高反射率镜面、激光器镀膜基板。
生物医疗：
人工关节、心脏瓣膜（需5N级生物相容性）。
新能源与超导：
超导线圈支撑、核聚变装置内衬（抗中子辐射）。
航空航天：
卫星薄壁结构、低温燃料储罐。
6、注意事项
污染控制：
储存需真空或惰性气体保护，避免接触Fe、C等污染物。
加工环境洁净度需达ISO Class 4（百级洁净室）。
检测要求：
杂质分析需采用GDMS（辉光放电质谱）或ICP-MS。
晶粒度控制：ASTM E112标准，需均匀等轴晶。
设计限制：
避免与氟化物、高温熔盐直接接触（可能导致局部腐蚀）。
7、市场前景
技术趋势：
更高纯度：6N级钛（99.9999%）研发，用于量子芯片基材。
复合化：钛/石墨烯复合材料，提升导电性与强度。
应用拓展：
氢能：燃料电池双极板（耐氢脆、低电阻）。
太空探索：深空探测器轻量化结构材料。
高纯度钛板是尖端科技领域的“战略材料”，其超低杂质、卓越性能在半导体、医疗、超导等领域不可替代。随着工艺进步与需求增长，其应用将从高端制造向新能源、量子技术扩散。选型时需严格匹配纯度等级与工况要求，并关注供应链稳定性。未来5-10年，国产化替代与6N级技术突破将成为行业核心驱动力。
