チタン（Ti）：航空機の金属と塗料の白

チタンは航空機を軽くし、酸化チタンは塗料を白くします。金属と酸化物の違いを追うと、同じ鉱石から生まれる二つの大きな材料産業が見えてきます。

Ti｜原子番号22｜チタン
第4周期の遷移金属。表面に安定した酸化皮膜をつくり、軽さと耐食性を生かす材料になります。

見てみよう：姿・色・三態の変化

灰白色の光沢をもつ、軽くて強い金属です。表面の薄い酸化膜が内部を保護します。白い顔料として広く使う酸化チタンは、この金属と酸素が結び付いた化合物です。金属の灰色と顔料の白色を並べると、結合の相手が光の反射を変えることが分かります。

項目	状態・温度
20℃・約1気圧	固体
融点の目安	約1670℃
沸点の目安	約3287℃
三態の見取り図	融点より低温で固体、融点と沸点の間で液体、沸点より高温で気体（約1気圧・平衡状態の目安）

温度は純物質の代表値を読みやすく丸めています。約1気圧を基本とし、同素体・純度・圧力で値は変わります。融解や沸騰の境界では二つの相が共存します。

純チタンは室温で六方最密構造のα相、高温で体心立方構造のβ相になります。合金元素と加熱・冷却を組み合わせ、両者の割合や粒の大きさを調節します。航空機の部品の性能は、元素を混ぜるだけでなく、並べ方を整える工程で生まれます。

⁴⁸Tiが最も多く、⁴⁶Ti・⁴⁷Ti・⁴⁹Ti・⁵⁰Tiも含まれます。複数の安定同位体をもつため、同じチタンの試料にも質量の違う原子が一緒に入っています。

同位体は、陽子の数が同じで、中性子の数が異なる原子です。次はCIAAWの2024年版にある代表組成、または試料間で認められる範囲です。割合は質量ではなく原子の個数で表します。

割合は近似値です。測定の不確かさは表では省略し、原資料に示されています。範囲の上下端は異なる試料の値で、上下端どうしを足して100％にするものではありません。100％の表記でも、特殊な環境や人工試料まで他核種が存在しないという意味ではありません。

1791年、ウィリアム・グレゴーは英国コーンウォールの黒い砂から未知の成分を見いだしました。1795年にはクラプロートが別の鉱物から同じ元素を調べ、ギリシャ神話の巨人に由来する名を付けました。酸素との結び付きが強く、金属の工業生産には鉱物の発見後も長い技術開発が必要でした。

チタンは鉄より軽く、合金にすると比強度の高い材料になります。表面の酸化皮膜は腐食を抑えるため、海水を扱う熱交換器や化学設備に適しています。加工、溶接、原料の精製には管理された条件が必要で、その工程費用が素材価格に反映されます。

酸化チタンは光を強く散乱させ、塗料や樹脂に白さと隠蔽力を与えます。航空機ではチタン合金が構造部品やエンジンの適した温度域の部品に使われます。白い粉と強い金属を、同じ「チタン」の用途として一括りにせず、必要な精製工程まで分けて見ることが重要です。

原料鉱物はイルメナイトやルチルです。モザンビークのモマ鉱山では、これらをジルコンとともに回収します。鉱石の供給国とスポンジチタンの製造国は異なり、金属製造では中国、日本、ロシアなどが重要です。酸化チタン顔料と航空機用金属では、加工経路も品質要求も変わります。

航空機用の材料は、不純物、製造履歴、品質認証を含めて調達します。鉱石を別の国から買うだけで、高品質の金属供給をすぐに置き換えることはできません。鉱山、スポンジ製造、溶解、鍛造の各工程を分けて確保することが、供給網の強さにつながります。

酸化チタンの生産量と金属チタンの生産量は別区分です。用途によって粒径や結晶形も調整します。

資料確認：2026年10月。資源統計の対象年は各出典に記載しています。