钛
titanium
一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，原子量47.88，属周期系ⅣB族。
发现 1791年英国化学家兼矿物学家W.格雷哥尔首先在钛铁矿中发现钛的氧化物。1795年德意志科学家M.H.克拉普罗特在研究金红石矿石时再次发现钛，并命名为titanium，它来源于希腊神话中大地之子Titans之名，以表示金属钛所具有的天然强度。1910年美国冶金家M.A.亨特用金属钠还原四氯化钛，制得金属钛。
存在 钛在地壳中的含量为0.6％，占第9位。钛广泛存在于许多岩石中，特别是砂石和粘土中。石油、煤炭、天然水、植物、动物机体和骨骼、火山灰烬、深海污泥以及陨石中也都含钛。含钛量较大的矿物有金红石TiO 、钛铁矿FeTiO 、钙钛矿CaTiO 、榍石CaTiSiO 和钒钛铁矿等，其中以钛铁矿和金红石经济价值较高。钛铁矿中含钛32％，金红石含钛量比钛铁矿高，但它常与其他矿石相掺杂，而且分布也没有钛铁矿广。钛在自然界中有5种稳定同位素:钛46、钛47、钛48、钛49、钛50。
物理性质 钛为银灰色金属(见彩图[金属钛]), 质软,有延展性;熔点1660℃。沸点3287℃,密度4.5克／厘米 (20℃)。杂质的存在会改变钛的熔点。通常,碳、氧、氮等杂质会使其熔点升高，铁、锰、铬、铜等金属杂质会使其熔点降低。金属钛有两种晶形: 钛为六方密堆积结构(常温);β钛为立方体心结构(882～1670℃)。钛有顺磁性，导电和导热性较差。钛能与大多数金属和许多非金属形成合金，金属钛中加入其他金属可以增加钛的强度,例如，含7％锰的钛合金的抗拉强度能增加一倍。
化学性质 氧化态有-1、+2、+3、+4。钛具有优异的抗腐蚀性。常温下，金属钛表面容易形成一层保护性氧化膜，不受王水、硝酸、潮湿氯气、稀硫酸、稀盐酸和稀碱溶液的侵蚀。钛对海水的抗腐蚀能力特别强。氢氟酸、磷酸和中等浓度的碱溶液对钛有侵蚀作用。低温时，钛在空气中稳定，随着温度上升，氧化速率也随之增加。在250℃左右,钛的表面即失去光泽，形成蓝至金黄色的氧化物薄层；温度再升高，氧化层增厚, 颜色变为黄棕色；温度高达1200℃时，氧化过程加速。钛在高温下能与大多数非金属单质直接化合,如与氧、氮、氢、碳、硫和卤素等。此外,钛能溶于热浓盐酸, 形成 Ti(离子, 也能与热的硝酸生成TiO H O。在发烟硝酸中,钛易被侵蚀。在强热下,[kg2] 钛还能使水蒸气分解。
钛的 ＋4价化合物最稳定，如二氧化钛和四卤化钛；在一般情况下,+2、+3价的化合物都不稳定,易被氧化为＋4价 钛还可与联吡啶(C H N) 形成氧化态为0和－1的配位化合物,例如Li[Ti(dipy) ] 3.5C H8O和Ti(dipy) ，dipy为联吡啶。
制法 工业上，先将钛铁矿或金红石在碳存在下加热，通氯气，使二氧化钛转化为挥发性的四氯化钛：
2TiO +3C+4Cl ─→2TiCl +2CO+CO 把蒸出的四氯化钛冷凝提纯，然后在氩气氛中用金属钠或金属镁高温还原四氯化钛，即得金属钛。克罗尔法用镁作还原剂，在常压下以熔融的镁还原四氯化钛：
[951-02] 反应在氩气氛中进行，当镁消耗到60％左右时，可将熔融的氯化镁从反应器中放出，使四氯化钛蒸气与留下的金属镁继续反应。此法制得的钛呈海绵状，中间混杂有氯化镁，可在粉碎后用稀酸浸提法或高真空蒸馏法除去。
应用 钛具有密度小、耐高温、耐腐蚀等特性，钛合金强度高，大量用于制造军用超音速飞机的结构部件，喷气发动机的压缩部件，飞机机架的构件、机壳、隔火墙、铆钉，空运装备的结构部件，军事设施和军事舰艇的装甲板、上层结构部件、热交换管、开关，以及螺旋桨的叶片等。在民用工业中，钛及其合金可用于制造各种泵、阀门、过滤设备的金属丝网和各种机器零件。粉末状钛可在电子管制造工艺中用作除氧剂。
元素符号Ti，银白色金属,在元素周期表中属ⅣB族，原子序数22，原子量47.90, 钛为密排六方晶体,常见化合价为+4、+3。1947年以后成为重要的结构材料。也有把它归入轻金属的。
1791年英国格雷戈尔（W.Gregor）在研究钛铁矿时，认为其中含有一种新的金属元素。1795年奥地利科学家克拉普罗特（M.H.Klaproth）在研究金红石时，发现了这一新元素，并以希腊神话人物Titans（提坦神）命名。1910年美国人亨特(M.A.Hunter)用金属钠还原四氯化钛制得较纯的金属钛。卢森堡科学家克劳尔 (W.J.Kroll)1932年用钙还原四氯化钛制得钛；1940年又在氩气保护下用镁还原四氯化钛制得钛，此方法是70年代工业生产方法的基础。
钛在自然界分布极广，地壳中钛含量为4400克／吨，居第九位,比常见金属铜、铅和锌的总量还多 已发现含钛1％以上的矿物有80多种,工业上使用的仅有两种：金红石(TiO )和钛铁矿（FeTiO ） 金红石含[kg02] TiO 品位高，但储量有限。钛铁矿储量丰富，将逐渐成为钛工业的主要原料，但含TiO 低，必须进行富集。钛铁矿分岩矿和砂矿两种。岩矿主要产于中国、 加拿大、 美国、苏联、挪威等国；砂矿主要产于澳大利亚、南非、印度、斯里兰卡和中国。中国四川攀枝花以西地区有丰富的钛矿资源，为岩矿；广东、广西、福建的海滨钛铁矿为砂矿。
性质和用途 钛的化学性质同硅和锆相似。钛在水溶液中低价态的某些性质同钒和铬相似，钛在高温下容易与氧、氮、氢、水汽、氨、CO、CO 等气体反应,所以是良好的吸气剂。吸收量小时，呈固溶体存在；吸收量大时,生成相应的化合物如TiH 、TiO等。钛的表面能生成致密的氧化膜，有保护作用。因此钛在海水、碱性溶液、硝酸、含水氯气中有很强的抗腐蚀能力；在浓度小于5％的稀盐酸和稀硫酸中，也有一定的抗腐蚀能力。
氢化钛很脆，易磨成粉末，常制成钛粉，作粉末冶金原料。钛在一定温度范围内吸氢,升高温度后放氢,因此70年代开始研究用作贮氢材料。
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