钛单晶　(titanium single crystal)　

由单一的钛原子组成的单晶体。钛单晶在固态下有两种同素异形体：882℃以下为密排六方结构的α－Ti，882℃以上为体心立方结构的β－Ti。当发生α⇔β相变时，体积有变化。这种转变特性，给培育单晶造成比较大的困难。

培育方法　有真空电子束区域熔炼法和应变退火法。

(1)真空电子束区域熔炼法。以电子束为热源，制造金属的局部熔化和定向结晶，由于各种杂质在钛的固－液二相中的分布量不同，使微量杂质达到分离的目的。此法，可以用来培育钛单晶和高纯钛。

(2)应变退火法。又称二次再结晶法。首先用真空电子束区域熔炼制取高纯钛，然后进行5％～15％变形加工，再在相转变温度(临界温度)进行长时间地保温退火(一般为24～32h)，使其晶粒逐步长大，生长成单晶体。20世纪70年代，前苏联、美国、德国先后用第一种方法培育出钛单晶，中国用第二种方法培育出钛单晶。

鉴别方法　有宏观观察、化学腐蚀和X-射线劳厄衍射3种方法。

(1)宏观观察。单晶外形对称，有明显的单晶线。

(2)化学腐蚀。经化学腐蚀，无晶界线的为单晶。最常用的晶界腐蚀剂按HF：HNO₃：H₂SO₄=15％：30％：5％(体积分数)配制。

(3)X-射线劳厄衍射。用连续X射线照射固定不动的晶体，底片放置在垂直入射的方向上，凡底片能获得对称、重叠的劳厄斑点者为单晶。该种方法是当今世界上最成熟、最可靠的方法。

用途 钛单晶纯度高(5个9，6个9以上)、工艺性能稳定。在基础科学研究中用来测定元素的基本常数；在电子工业中用来制造溅射靶、传感器、精密仪表元件等。钛单晶的组织结构单一，用来研究金属变形过程中的强化机理和规律、位错形成和位错扩散规律、再结晶行为和机理、断裂形成和扩散规律。钛单晶表面结构完整稳定，用来研究金属表面物理化学过程的规律和机理，应用前景广泛。

展望(1)规格大型化，使其达到具有工业使用价值；(2)研制钛合金单晶，如TC₄、Ti-Ni合金等；(3)研制异形单晶，如片单晶、管单晶等。