1. 純チタンの純度による性能の違い
1.1 機械的性質
強度と硬度
低純度の市販チタン（グレード 3/グレード 4 CP チタン）-: 不純物含有量が高くなると (例、グレード 4 では酸素含有量が 0.35% まで)、格子間原子 (O、N、C) がチタン格子を歪ませる「硬化剤」として作用し、引張強度と硬度が大幅に向上します。グレード 4 CP チタンの引張強度は 550 ～ 650 MPa、ブリネル硬度は 150 ～ 180 HB で、これはグレード 1 チタンのほぼ 2 倍の強度です。ただし、その代償として延性が低下し、破断点伸びはわずか 10 ～ 15% です。
中純度の市販チタン（グレード 2 CP チタン）-: バランスのとれた不純物含有量 (酸素含有量 ~0.25%) により、強度と延性のトレードオフを達成し、345 ～ 450 MPa の引張強さ、18 ～ 25% の伸びを誇り、一般的なエンジニアリング用途で最も広く使用されている材種です。
高純度チタン（純度99.9%以上）-：不純物含有量あり（格子間元素の合計）<0.05%) minimized, the lattice structure remains highly regular, resulting in extremely low strength (tensile strength ~200–250 MPa) and hardness (Brinell hardness <100 HB). However, it exhibits exceptional ductility, with elongation at break exceeding 30%, and can even be cold-formed into ultra-thin sheets or fine wires without cracking.
耐疲労性と耐衝撃性
-低純度 CP チタン（グレード 3/4）は、強度が高いため疲労強度が高くなります（10⁷ サイクルで最大 200～250 MPa）が、衝撃靱性は劣ります（シャルピー衝撃エネルギー）<20 J at room temperature) because impurities cause stress concentration and reduce crack resistance.
High-purity titanium has lower fatigue strength (~100–120 MPa) but superior impact toughness (Charpy impact energy >室温で 40 J）、不純物-によって引き起こされる欠陥がないため、材料は変形や衝撃の際により多くのエネルギーを吸収できます。
1.2 物理的性質
熱伝導率と電気伝導率
低純度チタンの不純物は熱媒体（フォノンと自由電子）を散乱させ、熱伝導率（グレード 4 の場合 18～20 W/(m・K)）と電気伝導率（1.8～2.0 MS/m）を低下させます。
高純度チタンは、電子散乱とフォノン散乱が最小限に抑えられ、熱伝導率が 25～30 W/(m・K)、電気伝導率が最大 3.0～3.5 MS/m に向上し、安定した熱または電気の伝達を必要とする用途により適しています。
熱安定性と融点
低純度チタン中の不純物は、再結晶温度を低下させ（500～550 度まで）、高温での結晶粒粗大化を引き起こし、高温での構造安定性を低下させます。-
-高純度チタンは再結晶温度が高く（600～650 度）、高温（最大 400 度）でも微細で均一な粒子構造を維持し、長期の高温条件下でも安定した性能を保証します。--
1.3 耐薬品性および耐腐食性
一般的な耐食性
すべての純チタン グレードは緻密な自己修復 TiO₂ 不動態膜を形成し、ほとんどの酸（濃 HF を除く）とアルカリに対して優れた耐性を示します。-ただし、不純物レベルはパッシベーション膜の品質に影響します。
低純度チタン（グレード 4）は、局所的に不純物が豊富な領域を形成する可能性があり、不動態皮膜を弱め、高塩化物環境（塩分濃度の高い海水など）では孔食を引き起こします。{{3}
高純度のチタンは、均一で欠陥のない不動態皮膜を形成します。-腐食速度が遅い<0.001 mm/year in 10% H₂SO₄ at room temperature and near-zero corrosion in most ultra-pure chemical media.
水素脆化感受性
低純度チタン中の鉄や炭素などの不純物は水素吸収を促進し、200 度を超える温度で水素脆化を引き起こし、応力下で脆性破壊を引き起こします。{0}高純度チタン-は、水素の吸収（水素含有量）が最小限です。<0.001%) and is immune to hydrogen embrittlement even in high-temperature hydrogen-containing environments.
1.4 処理性能
冷間加工性
高純度チタンの高い延性により、冷間深絞り、スタンピング、スピニングが可能となり、複雑な形状の部品（例:<0.1 mm). In contrast, low-purity Grade 4 titanium has poor cold formability and requires intermediate annealing during processing to avoid cracking.
溶接性
高純度チタンは不純物含有量が低いため、不純物によって引き起こされる溶接割れのリスクを排除し、母材とほぼ同じ機械的特性を備えた溶接継手を形成します。- - 純度の低いチタンは溶接部に脆い金属間相（TiC、TiN など）を生成し、接合部の靭性を 30 ～ 40% 低下させる可能性があります。
2. 高純度チタンの主な用途-
2.1 半導体および電子産業
ウェーハ処理装置: 高純度チタン-は、化学蒸着 (CVD) チャンバー、エッチング装置、イオン注入装置のコンポーネントの製造に使用されます。不純物含有量が低いためシリコンウェーハの汚染を防ぎ、その耐食性は強力なエッチャント (HF/HNO3 混合物など) にも耐えます。
真空電子部品: 電子管の陰極、ゲッター材、薄膜基板の製造に使用されます。-高い導電率と熱安定性により、高真空、高温-環境でも安定した電子放出と熱放散が保証されます。{2}
プリント回路基板 (PCB) 基板: 超薄-高純度-チタン箔は、信号伝送を妨げず、繰り返しの曲げに対して優れた耐疲労性を備えているため、高周波PCB用の柔軟な導電性基板として機能します。-
2.2 生体医工学
高-精度のインプラント: 人工内耳、神経刺激電極、微小血管ステントなどの特殊な用途では、高純度チタンの優れた生体適合性（細胞毒性不純物を含まない）と延性により、炎症や拒絶反応を引き起こすことなく人間の組織の動きに適応するマイクロスケールの柔軟な構造に加工できます。{0}{1}
医療機器部品: 外科用器具の先端、歯科用インプラントのアバットメント、および診断センサーのケーシングに使用されており、体液 (血液、唾液) に対する耐腐食性と低い磁化率 (MRI スキャンと互換性がある) が重要な利点です。
2.3 航空宇宙および航空
航空宇宙推進システム: 高純度チタン-は、ロケット エンジンの極低温燃料タンク ライナーや液体酸素/液体水素パイプライン コンポーネントに使用されます。低い水素脆化感受性と極低温 (-253 度) での延性により、極端な熱サイクル下での亀裂が防止され、化学純度が推進剤との反応を回避します。
衛星構造部品: 軽量で高精度の衛星コンポーネント (アンテナ サポート、熱制御パネルなど) の場合、その安定した熱膨張係数 (10.8×10⁻⁶/度) と高純度により、宇宙の極端な温度変動においても寸法安定性が保証されます。
2.4 化学および原子力産業
超高純度化学処理-: 高純度の化学物質（医薬品中間体、電子-グレードの試薬など）の生産では、高純度チタンの反応器とパイプラインが製品への不純物の浸出を防ぎ、厳格な純度基準（医薬品の USP クラス VI など）への準拠を保証します。-
原子炉コンポーネント: 研究炉の燃料棒や中性子減速材の容器の被覆に使用されます。中性子吸収断面積が低く (中性子の損失が減少する)、液体ナトリウムまたはホウ酸冷却剤による腐食に対する耐性があるため、原子力用途に最適です。
2.5 先端材料製造
チタン合金マスターアロイ: 高純度チタンは、不純物含有量が低いため、合金の一貫した機械的および生体適合性が保証されるため、高性能チタン合金（医療用 Ti-6Al-4V ELI など）を製造するための基礎材料として機能します。-
薄膜とコーティング技術-: -高純度チタン スパッタリング ターゲットは、太陽電池、光学コーティング、ハードディスク ドライブ (HDD) 磁性層用のチタン膜の成膜に使用され、均一な純度により膜の密着性と性能が保証されます。
