鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(Titanium)是一種(zhong)金(jin)屬(shu)化(hua)(hua)學元素(su),化(hua)(hua)學符號(hao)Ti,原子序數22,在(zai)化(hua)(hua)學元素(su)周(zhou)期表中(zhong)(zhong)(zhong)位(wei)于(yu)(yu)第4周(zhou)期、第IVB族。由格雷戈爾(er)于(yu)(yu)1791年發現。是一種(zhong)銀白色(se)的(de)過渡(du)金(jin)屬(shu),其(qi)(qi)(qi)(qi)特征為(wei)(wei)重量輕、強(qiang)度(du)高、具金(jin)屬(shu)光澤,耐濕(shi)氯氣(qi)腐蝕。但鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)不能應用于(yu)(yu)干(gan)氯氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong),即使是溫(wen)度(du)0℃以(yi)下的(de)干(gan)氯氣(qi),也(ye)會發生(sheng)(sheng)(sheng)劇(ju)烈的(de)化(hua)(hua)學反應,生(sheng)(sheng)(sheng)成四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),再分解(jie)生(sheng)(sheng)(sheng)成二氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),甚至(zhi)(zhi)燃(ran)燒。只(zhi)有(you)(you)當氯氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)含水(shui)(shui)量高于(yu)(yu)0.5%的(de)時候,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)在(zai)其(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)才能保持(chi)可靠的(de)穩定(ding)性(xing)。α型鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)六(liu)方晶(jing)系(xi)、β型鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)立方晶(jing)系(xi)。轉變(bian)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)882.5℃。熔(rong)點(1660±10)℃,沸點3287℃,密度(du)為(wei)(wei)4.506g/cm3。溶于(yu)(yu)稀酸(suan),不溶于(yu)(yu)冷水(shui)(shui)和熱水(shui)(shui)。耐海(hai)水(shui)(shui)腐蝕性(xing)很(hen)強(qiang)。已知的(de)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)同位(wei)素(su)有(you)(you)13種(zhong),包括鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-41至(zhi)(zhi)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-53。其(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)穩定(ding)同位(wei)素(su)有(you)(you)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-46,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-47,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-48,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-49,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-50共五種(zhong),其(qi)(qi)(qi)(qi)余的(de)同位(wei)素(su)均有(you)(you)放射性(xing)。
鈦(tai)(tai)(tai)被認(ren)為是(shi)一種(zhong)稀有金屬,這是(shi)由于(yu)(yu)在(zai)自然界(jie)中(zhong)其(qi)存在(zai)分散并難以(yi)提取。但其(qi)相(xiang)對豐富,在(zai)所有元(yuan)素中(zhong)居第(di)十位(wei)。鈦(tai)(tai)(tai)的礦(kuang)石(shi)主(zhu)要有鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦(kuang)及(ji)金紅石(shi),廣布(bu)于(yu)(yu)地殼(ke)及(ji)巖(yan)石(shi)圈之(zhi)中(zhong)。鈦(tai)(tai)(tai)亦同時存在(zai)于(yu)(yu)幾乎所有生物(wu)、巖(yan)石(shi)、水體及(ji)土壤中(zhong)。從主(zhu)要礦(kuang)石(shi)中(zhong)萃取出鈦(tai)(tai)(tai)需要用(yong)到(dao)克羅爾(er)法或亨特法。鈦(tai)(tai)(tai)最常見的化(hua)合物(wu)是(shi)二氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),可用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)白色顏料(liao)。其(qi)他(ta)化(hua)合物(wu)還包(bao)括四氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(TiCl4)(作催化(hua)劑(ji)和用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)煙幕作空(kong)中(zhong)掩護)及(ji)三氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(TiCl3)(用(yong)于(yu)(yu)催化(hua)聚丙烯(xi)的生產)。
1、格(ge)雷戈(ge)爾(er)(er)(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年,鈦以含(han)鈦礦(kuang)物(wu)的(de)(de)形式在英(ying)格(ge)蘭(lan)的(de)(de)康(kang)沃爾(er)(er)郡(jun)被(bei)發(fa)現,發(fa)現者是英(ying)格(ge)蘭(lan)業余礦(kuang)物(wu)學家(jia)格(ge)雷戈(ge)爾(er)(er)(Reverend William Gregor),當時(shi)(shi)正業為負責康(kang)沃爾(er)(er)郡(jun)的(de)(de)克里(li)特(Creed)教(jiao)區的(de)(de)牧師(shi)。他(ta)在鄰近的(de)(de)馬納坎(Manaccan)教(jiao)區中(zhong)小溪旁找到(dao)了(le)一些黑沙,后(hou)來他(ta)發(fa)現了(le)那些沙會被(bei)磁(ci)鐵(tie)(tie)吸(xi)(xi)引(yin),他(ta)意識(shi)到(dao)這種(zhong)(zhong)礦(kuang)物(wu)(鈦鐵(tie)(tie)礦(kuang))包(bao)含(han)著一種(zhong)(zhong)新的(de)(de)元素。經過分(fen)析(xi),發(fa)現沙里(li)面(mian)有(you)(you)兩種(zhong)(zhong)金屬氧(yang)化(hua)物(wu):氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(沙受(shou)磁(ci)鐵(tie)(tie)吸(xi)(xi)引(yin)的(de)(de)原因)及一種(zhong)(zhong)他(ta)無(wu)法辨識(shi)的(de)(de)白色金屬氧(yang)化(hua)物(wu)。意識(shi)到(dao)這種(zhong)(zhong)未(wei)被(bei)辨識(shi)的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)含(han)有(you)(you)一種(zhong)(zhong)未(wei)被(bei)發(fa)現的(de)(de)金屬,格(ge)雷戈(ge)爾(er)(er)對康(kang)沃爾(er)(er)郡(jun)皇家(jia)地質學會及德(de)國的(de)(de)《化(hua)學年刊》發(fa)表了(le)這次的(de)(de)發(fa)現。大約就在同時(shi)(shi),米勒·馮·賴興斯(si)泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出類似的(de)(de)物(wu)質,但(dan)卻無(wu)法辨識(shi)它。
2、克(ke)拉(la)普羅特(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年德(de)國化學家克(ke)拉(la)普羅特在分(fen)析匈牙(ya)利(li)產的(de)紅色(se)金紅石時(shi)也發現(xian)了(le)這種氧化物。他(ta)主張(zhang)采取(qu)為(wei)鈾(1789年由克(ke)拉(la)普羅特發現(xian)的(de))命名(ming)的(de)方法,引用希臘神(shen)話中泰坦神(shen)族(zu)“Titanic”的(de)名(ming)字給這種新(xin)元素起(qi)名(ming)叫“Titanium”。中文按其譯音(yin)定名(ming)為(wei)鈦(tai)。當他(ta)聽聞到格雷戈爾(er)較早前的(de)發現(xian)之(zhi)后,克(ke)拉(la)普羅特取(qu)得了(le)一些馬(ma)納(na)坎(kan)礦物的(de)樣本,并證實它含鈦(tai)。
3、亨(heng)特(te)(Matthew A.Hunter):格(ge)雷戈爾和克(ke)拉普羅特(te)當時所發現的鈦(tai)是粉末狀的二氧化鈦(tai),而(er)不是金(jin)屬鈦(tai)。因(yin)為鈦(tai)的氧化物極其穩定,而(er)且金(jin)屬鈦(tai)能(neng)與氧、氮、氫(qing)、碳(tan)等(deng)直接激(ji)烈地化合,所以單質鈦(tai)很難制(zhi)取。直到1910年才(cai)被美國化學(xue)家亨(heng)特(te)第一(yi)次用鈉還原(yuan)TiCl4制(zhi)得純(chun)度達99.9%的金(jin)屬鈦(tai)。
1940年盧森堡科學家W.J.Kroll用(yong)鎂還(huan)原TiCl4制得了純鈦。從(cong)此,鎂還(huan)原法(fa)(又稱(cheng)為克勞爾法(fa))和鈉(na)還(huan)原法(fa)(又稱(cheng)為亨特(te)法(fa))成為生產(chan)海(hai)綿(mian)鈦的工業方法(fa)。美國在1948年用(yong)鎂還(huan)原法(fa)制出2噸(dun)海(hai)綿(mian)鈦,從(cong)此開(kai)始(shi)了鈦的工業化(hua)生產(chan)。
1947年(nian),人們才(cai)開(kai)始在(zai)工廠(chang)里冶煉(lian)鈦(tai)。當年(nian),產(chan)(chan)量(liang)只(zhi)有2噸。1955年(nian)產(chan)(chan)量(liang)激增到2萬噸。1972年(nian),年(nian)產(chan)(chan)量(liang)達到了20萬噸。鈦(tai)的屈(qu)服強(qiang)度比(bi)(bi)鋼鐵要高(gao),而它的重量(liang)幾(ji)乎只(zhi)有同(tong)體積的鋼鐵的一半,鈦(tai)雖然(ran)稍(shao)稍(shao)比(bi)(bi)鋁重一點,它的屈(qu)服強(qiang)度卻比(bi)(bi)鋁大2倍。鈦(tai)的比(bi)(bi)強(qiang)度高(gao)于鋁和鋼,比(bi)(bi)模量(liang)與(yu)鋁、鋼十(shi)分接近。在(zai)宇宙火箭和導彈中,就大量(liang)用(yong)鈦(tai)代替鋼鐵。由于鈦(tai)非常結(jie)實(shi),能承受很高(gao)的壓力(li),所以人們開(kai)始用(yong)鈦(tai)來制造潛(qian)艇——鈦(tai)潛(qian)艇。這種潛(qian)艇可以在(zai)深達4500米的深海中航行。
據統計,世(shi)界上每(mei)年用于宇宙(zhou)航(hang)行的(de)鈦(tai),已達(da)一千(qian)噸以上。極細(xi)的(de)鈦(tai)粉,還是火箭的(de)好燃料,所以鈦(tai)被譽(yu)為(wei)宇宙(zhou)金(jin)屬,空間金(jin)屬。
中國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)業起步(bu)于20世(shi)紀50年代。1954年,北京有色(se)金屬研(yan)究總院(yuan)開始進行海綿(mian)(mian)鈦(tai)(tai)制備工(gong)(gong)藝研(yan)究,1956年中國(guo)(guo)把鈦(tai)(tai)當作戰略金屬列入了(le)12年發展(zhan)規劃,1958年在(zai)撫順鋁廠實(shi)現了(le)海綿(mian)(mian)鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)業試(shi)驗,成立了(le)中國(guo)(guo)第一(yi)個(ge)海綿(mian)(mian)鈦(tai)(tai)生(sheng)產(chan)(chan)車(che)間,同時在(zai)沈(shen)陽有色(se)金屬加工(gong)(gong)廠成立了(le)中國(guo)(guo)第一(yi)個(ge)鈦(tai)(tai)板(ban)帶(dai)加工(gong)(gong)材(cai)生(sheng)產(chan)(chan)試(shi)驗車(che)間。寶雞鈦(tai)(tai)材(cai)加工(gong)(gong)裝備、技術(shu)水平及生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力均居全(quan)國(guo)(guo)第一(yi),生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力占全(quan)中國(guo)(guo)的(de)(de)60%左(zuo)右,市場份額占中國(guo)(guo)國(guo)(guo)內鈦(tai)(tai)加工(gong)(gong)材(cai)市場85%,占世(shi)界產(chan)(chan)量(liang)的(de)(de)22%,承擔著中國(guo)(guo)90%以上高端鈦(tai)(tai)材(cai)產(chan)(chan)品的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)任務,號(hao)稱中國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)谷。
20世紀60-70年代,在(zai)(zai)中國(guo)的統(tong)一規劃(hua)(hua)下,先(xian)后建(jian)設了以(yi)遵(zun)義鈦(tai)(tai)(tai)廠為(wei)(wei)代表的10余(yu)家海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)生(sheng)產(chan)單位;在(zai)(zai)1967年在(zai)(zai)洛(luo)陽銅加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠成立了中國(guo)第(di)(di)一個鈦(tai)(tai)(tai)管(guan)棒加(jia)工(gong)(gong)(gong)材(cai)(cai)生(sheng)產(chan)試驗車(che)間和第(di)(di)二條鈦(tai)(tai)(tai)板帶材(cai)(cai)生(sheng)產(chan)試驗車(che)間,并為(wei)(wei)主承(cheng)擔了當時國(guo)內第(di)(di)一艘核(he)潛艇、第(di)(di)一艘導彈驅逐艦及航空用鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)(cai)的試制開(kai)發任務,直(zhi)到1972年寶(bao)(bao)雞有(you)色(se)金(jin)屬加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠建(jian)成投產(chan)后,洛(luo)陽銅加(jia)工(gong)(gong)(gong)將工(gong)(gong)(gong)藝(yi)資料移(yi)交北(bei)(bei)(bei)京有(you)色(se)研(yan)究總院(yuan),按(an)照冶金(jin)部(bu)的專業(ye)劃(hua)(hua)分,不再(zai)承(cheng)擔鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)(cai)料的開(kai)發試制工(gong)(gong)(gong)作(zuo);以(yi)北(bei)(bei)(bei)京有(you)色(se)研(yan)究總院(yuan)、沈(shen)陽鋁(lv)鎂院(yuan)、撫順鋁(lv)廠、沈(shen)陽有(you)色(se)金(jin)屬加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠、東北(bei)(bei)(bei)輕合金(jin)加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠、洛(luo)陽銅加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠等(deng)單位為(wei)(wei)主,援建(jian)了寶(bao)(bao)雞有(you)色(se)金(jin)屬加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠和寶(bao)(bao)雞貴金(jin)屬所(suo),從此按(an)照行業(ye)劃(hua)(hua)分,以(yi)寶(bao)(bao)雞有(you)色(se)金(jin)屬加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠和寶(bao)(bao)雞貴金(jin)屬所(suo)為(wei)(wei)主,承(cheng)擔了國(guo)內大部(bu)分鈦(tai)(tai)(tai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)材(cai)(cai)料的生(sheng)產(chan)開(kai)發試制工(gong)(gong)(gong)作(zuo)。同時中國(guo)也成為(wei)(wei)繼美國(guo)、前蘇聯和日本之(zhi)后的第(di)(di)四個具(ju)有(you)完整鈦(tai)(tai)(tai)工(gong)(gong)(gong)業(ye)體(ti)系的國(guo)家。
1980年前后,中國海綿(mian)鈦(tai)產(chan)量達到(dao)2800噸,然而由于當時大多(duo)數人對(dui)鈦(tai)金屬認識不足,鈦(tai)材的(de)高價(jia)格(ge)也限制(zhi)了鈦(tai)的(de)應用(yong),鈦(tai)加(jia)(jia)工材的(de)產(chan)量僅200噸左右,中國鈦(tai)工業(ye)陷入困境(jing)。在(zai)這種情(qing)況下,由當時國務院(yuan)副(fu)總理方毅同志(zhi)倡導(dao),朱镕(rong)基和袁寶華(hua)同志(zhi)支持,于1982年7月(yue)成立了跨部委(wei)的(de)全國鈦(tai)應用(yong)推廣領導(dao)小組,專門(men)協調鈦(tai)工業(ye)的(de)發展事宜(yi),促(cu)成了20世紀80年代(dai)至90年代(dai)初期中國海綿(mian)鈦(tai)和鈦(tai)加(jia)(jia)工材產(chan)銷兩旺、鈦(tai)工業(ye)快(kuai)速平(ping)穩發展的(de)良好局面。
2011年(nian)(nian)是中(zhong)國(guo)“十二五”規(gui)劃的(de)第一(yi)年(nian)(nian),在這一(yi)年(nian)(nian)里,中(zhong)國(guo)海綿鈦和鈦加(jia)工材的(de)產量繼(ji)續慣性增(zeng)(zeng)長。根據中(zhong)國(guo)有色金屬工業協會鈦鋯鉿(jia)分會統計,國(guo)內14家(jia)海綿鈦生(sheng)產企業2011年(nian)(nian)總產量為64952t,同比增(zeng)(zeng)加(jia)了12.4%。根據30家(jia)企業的(de)統計,2011年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)共生(sheng)產鈦加(jia)工材50962t,同比增(zeng)(zeng)長33.0%。
2014年(nian)(nian)9月,中(zhong)國第(di)一(yi)爐“電子級低(di)氧(yang)超高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)”已在浙江省余姚市成功研發(fa)投(tou)(tou)產,一(yi)舉打破了中(zhong)國國外的(de)(de)壟(long)斷(duan)。低(di)氧(yang)超高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)主要應用在半導體用濺射(she)靶材(cai)(cai)、航(hang)空航(hang)天(tian)、海洋石油等核心(xin)工業領(ling)域(yu)(yu),戰略意(yi)義重大。作為高(gao)(gao)(gao)端戰略性金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao),美(mei)(mei)日(ri)政府嚴格限(xian)制對中(zhong)國的(de)(de)出(chu)口。中(zhong)國在超高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)領(ling)域(yu)(yu)經常要看美(mei)(mei)日(ri)的(de)(de)“臉色”。寧波創潤新材(cai)(cai)料(liao)有(you)限(xian)公司(si)"年(nian)(nian)產250噸(dun)電子級低(di)氧(yang)超高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)項目"的(de)(de)投(tou)(tou)產,填(tian)補(bu)了中(zhong)國高(gao)(gao)(gao)端鈦(tai)材(cai)(cai)的(de)(de)技術空白,意(yi)味著中(zhong)國已具備低(di)氧(yang)超高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)的(de)(de)自主生產能力(li),實現了這一(yi)戰略金(jin)屬的(de)(de)獨立自給,徹(che)底擺脫了對國外的(de)(de)依賴。壟(long)斷(duan)打破后,直接受益的(de)(de)就是航(hang)空航(hang)天(tian)領(ling)域(yu)(yu)。
衡(heng)量(liang)(liang)一個國(guo)(guo)家鈦(tai)工(gong)業(ye)規(gui)模有兩個重要指標:海綿鈦(tai)產量(liang)(liang)和鈦(tai)材(cai)產量(liang)(liang),其中(zhong)海綿鈦(tai)產量(liang)(liang)反映原料生(sheng)產能(neng)力,鈦(tai)材(cai)產量(liang)(liang)反映的是(shi)深加工(gong)能(neng)力。鈦(tai)工(gong)業(ye)已形成中(zhong)國(guo)(guo)、美(mei)國(guo)(guo)、獨聯體、日本和歐洲(zhou)五大生(sheng)產和消費主(zhu)體。
綜上所述,中國鈦(tai)工業大致經(jing)歷了三個發展(zhan)期:即20世紀(ji)50年(nian)(nian)(nian)代的開創期,60-70年(nian)(nian)(nian)代的建(jian)設期和80-90年(nian)(nian)(nian)代的初步發展(zhan)期。在新世紀(ji),得益于國民經(jing)濟的持續、快(kuai)速(su)發展(zhan),中國鈦(tai)工業也進(jin)入了一個快(kuai)速(su)成長期。
鈦(tai)的(de)原(yuan)子(zi)序(xu)數為22,核外電子(zi)數共有22個,其電子(zi)構型(xing)為1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦(tai)單質(zhi)有兩(liang)種同素異構體:α-Ti和β-Ti。α-Ti是六方(fang)(fang)晶(jing)系,原(yuan)子(zi)堆積方(fang)(fang)式(shi)為六方(fang)(fang)密(mi)堆積,原(yuan)子(zi)空(kong)間利(li)用率為74%。β-Ti為立(li)方(fang)(fang)晶(jing)格,原(yuan)子(zi)堆積方(fang)(fang)式(shi)為體心立(li)方(fang)(fang)密(mi)堆積,原(yuan)子(zi)空(kong)間利(li)用率為68%。另外,當鈦(tai)晶(jing)體中出現少量(liang)的(de)缺(que)陷(xian)時會(hui)影響晶(jing)體的(de)性質(zhi),如(ru)機(ji)械強度、導電性等(deng)。
鈦具有(you)金屬(shu)光澤,有(you)延展性。聲(sheng)音在其中的傳播速率為5090m/s。鈦的主要特點是(shi)密(mi)度小、機械(xie)強(qiang)度大、容易(yi)加(jia)工(gong)。
新型(xing)鈦合金耐熱性(xing)能(neng)好,可在600℃或更(geng)高的溫度下長期使用(yong)。
鈦(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)耐低(di)(di)溫性能好,鈦(tai)(tai)合(he)(he)金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和(he)Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的(de)(de)低(di)(di)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)金,其強度(du)隨溫度(du)的(de)(de)降低(di)(di)而(er)提高,但塑性變化卻(que)不大。在-196-253℃低(di)(di)溫下(xia)保(bao)持較好的(de)(de)延性及韌性,避免了金屬冷脆性,是低(di)(di)溫容器,貯箱等設備的(de)(de)理想材料。
金(jin)屬(shu)鈦(tai)的抗阻(zu)尼性(xing)能強,受到機械振(zhen)(zhen)動(dong)、電振(zhen)(zhen)動(dong)后,與(yu)鋼、銅金(jin)屬(shu)相比(bi),其自(zi)身振(zhen)(zhen)動(dong)衰減時間(jian)最長。利用鈦(tai)的這一性(xing)能可(ke)作音叉、醫學上的超聲粉碎機振(zhen)(zhen)動(dong)元件和高級音響揚聲器的振(zhen)(zhen)動(dong)薄膜等。
鈦(tai)是(shi)鋼與合金中重要的(de)合金元素,但比強度位于金屬(shu)之首(shou)。熔(rong)點(dian)1668℃,熔(rong)化(hua)潛熱3.7-5.0千(qian)卡(ka)/克原子(zi),沸點(dian)3260±20℃,汽化(hua)潛熱102.5-112.5千(qian)卡(ka)/克原子(zi),臨(lin)界溫度4350℃,臨(lin)界壓(ya)力1130大(da)氣壓(ya)。鈦(tai)的(de)導熱性和導電性能較(jiao)差(cha),近似(si)或略低于不銹(xiu)鋼,鈦(tai)具有超(chao)導性,純(chun)鈦(tai)的(de)超(chao)導臨(lin)界溫度為(wei)0.38-0.4K。在25℃時,鈦(tai)的(de)熱容為(wei)0.126卡(ka)/克原子(zi)·度,熱焓1149卡(ka)/克原子(zi),熵(shang)為(wei)7.33卡(ka)/克原子(zi)·度。
鈦(tai)具有(you)可(ke)塑(su)性(xing),高(gao)純鈦(tai)的(de)(de)延伸率可(ke)達(da)50-60%,斷面收縮(suo)率可(ke)達(da)70-80%,但(dan)收縮(suo)強度低(即收縮(suo)時產(chan)生的(de)(de)力(li)度)。鈦(tai)中(zhong)雜(za)(za)質的(de)(de)存在(zai),對其(qi)機械性(xing)能影響極大(da),特別是(shi)間隙(xi)雜(za)(za)質(氧、氮、碳)可(ke)大(da)大(da)提(ti)高(gao)鈦(tai)的(de)(de)強度,顯著(zhu)降低其(qi)塑(su)性(xing)。鈦(tai)作為結構材料所具有(you)的(de)(de)良(liang)好(hao)機械性(xing)能,就是(shi)通過嚴(yan)格控制其(qi)中(zhong)適當的(de)(de)雜(za)(za)質含量(liang)和添(tian)加合金(jin)元素而達(da)到的(de)(de)。
純鈦(tai)是(shi)無磁性金屬,在很大的磁場中也難以(yi)被磁化,無毒且與人體組織及血(xue)液有(you)好的相溶性,所以(yi)被醫療(liao)界采用。鈦(tai)合(he)金是(shi)順磁性物質(zhi),導磁率為1.00004。
鈦(tai)(tai)的抗拉強度(du)與其屈(qu)(qu)服強度(du)接(jie)近說明了其屈(qu)(qu)強比(抗拉強度(du)/屈(qu)(qu)服強度(du))高,表(biao)示了金屬鈦(tai)(tai)材料在成形時塑性變形差。由于鈦(tai)(tai)的屈(qu)(qu)服極限與彈(dan)(dan)性模量的比值(zhi)大,使鈦(tai)(tai)成型時的回(hui)彈(dan)(dan)能力大。
金屬鈦(tai)的導熱(re)(re)系數雖然比(bi)碳鋼和銅低,但由(you)于鈦(tai)優異的耐腐蝕性能,所以壁厚可以大(da)大(da)減(jian)薄(bo),而且(qie)表(biao)面與蒸汽的換熱(re)(re)方式為滴狀冷凝,減(jian)少了熱(re)(re)阻,鈦(tai)表(biao)面不結垢也可減(jian)少熱(re)(re)阻,使鈦(tai)的換熱(re)(re)性能顯著提高。
鈦的(de)彈性模量在常溫時為106.4GPa,為鋼的(de)57%。
下面是鈦的(de)電(dian)離能數據(單位:kJ/mol)
M - M+ 658
M+ - M2+ 1310
M2+ - M3+ 2652
M3+ - M4+ 4175
M4+ - M5+ 9573
M5+ - M6+ 11516
M6+ - M7+ 13590
M7+ - M8+ 16260
M8+ - M9+ 18640
M9+ - M10+ 20830
晶胞參數:
a = 295.08 pm
b = 295.08 pm
c = 468.55 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
鈦(tai)是(shi)一種(zhong)化(hua)(hua)學性質非常活(huo)潑的金(jin)屬,但熔點高達1668℃。鈦(tai)在較高的溫(wen)度(du)下(xia),還可與(yu)許多(duo)元素和化(hua)(hua)合(he)物發(fa)生反(fan)應(ying)。按其與(yu)鈦(tai)發(fa)生不同(tong)反(fan)應(ying)可分為以下(xia)四類:
第一(yi)類:鹵素和氧族元素與鈦生成(cheng)共價(jia)鍵(jian)與離子鍵(jian)化(hua)合物;
第二類:過渡元素、氫(qing)、鈹、硼族(zu)、碳族(zu)和氮族(zu)元素與鈦生(sheng)成金屬間(jian)化物和有限固溶體;
第三類(lei):鋯、鉿(jia)、釩族、鉻(ge)族、鈧元(yuan)素(su)與(yu)鈦生成(cheng)無(wu)限固溶體;
第四(si)類:惰(duo)性氣體、堿(jian)金屬(shu)(shu)、堿(jian)土金屬(shu)(shu)、稀土元(yuan)素(除(chu)鈧外),錒、釷(tu)等不與(yu)鈦發生(sheng)反應或基本上不發生(sheng)反應。與(yu)化合物HF和(he)氟(fu)化物氟(fu)化氫氣體在加熱時與(yu)鈦發生(sheng)反應生(sheng)成TiF4,反應式為
Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡
鈦(tai)(tai)有良(liang)好(hao)的抗腐蝕性能,不受大氣和海(hai)水(shui)(shui)的影響。在(zai)常溫下,不會(hui)被(bei)7%以(yi)下鹽酸(suan)、5%以(yi)下硫酸(suan)、硝酸(suan)、王(wang)水(shui)(shui)或(huo)稀堿溶(rong)液所腐蝕;只有氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)、濃(nong)鹽酸(suan)、濃(nong)硫酸(suan)等才可(ke)對它作用。不含水(shui)(shui)的氟(fu)(fu)(fu)化(hua)氫(qing)液體只可(ke)在(zai)鈦(tai)(tai)表面上生成一層致密(mi)的四氟(fu)(fu)(fu)化(hua)鈦(tai)(tai)膜,可(ke)防止HF浸(jin)入(ru)鈦(tai)(tai)的內部(bu)。氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)是(shi)(shi)鈦(tai)(tai)的最(zui)強溶(rong)劑。即使是(shi)(shi)濃(nong)度為(wei)1%的氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan),也(ye)能與鈦(tai)(tai)發生激烈反應(ying):
2Ti+6HF=2TiF3+3H2
無(wu)水(shui)的(de)氟化物及(ji)其水(shui)溶液在(zai)低溫(wen)下不與(yu)(yu)鈦發生(sheng)反(fan)應,僅在(zai)高(gao)溫(wen)下熔融的(de)氟化物與(yu)(yu)鈦發生(sheng)顯著反(fan)應。HCl和(he)氯(lv)化物氯(lv)化氫氣(qi)體(ti)能腐蝕金屬鈦,干(gan)燥的(de)氯(lv)化氫在(zai)>300℃時與(yu)(yu)鈦反(fan)應生(sheng)成TiCl4:
Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡
濃度<5%的(de)鹽酸在室溫(wen)(wen)下不與鈦反應,20%的(de)鹽酸在常溫(wen)(wen)下與鈦發生反應生成紫(zi)色(se)的(de)TiCl3:
2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2
當溫(wen)度(du)長(chang)高時,即(ji)使稀(xi)鹽酸(suan)(suan)也會腐蝕鈦(tai)。各種(zhong)無水的(de)(de)氯化物(wu),如(ru)鎂、錳、鐵、鎳(nie)、銅、鋅(xin)、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4+離子(zi)及其水溶液,都不與(yu)鈦(tai)發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying),鈦(tai)在這些氯化物(wu)中具(ju)有很好的(de)(de)穩定(ding)性(xing)。硫(liu)酸(suan)(suan)和硫(liu)化氫鈦(tai)與(yu)5%的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)有明顯的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying),在常溫(wen)下(xia),約(yue)40%的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)對鈦(tai)的(de)(de)腐蝕速(su)度(du)最快(kuai),當濃度(du)大于40%,達(da)到60%時腐蝕速(su)度(du)反(fan)而變(bian)慢,80%又達(da)到最快(kuai)。加熱的(de)(de)稀(xi)酸(suan)(suan)或(huo)50%的(de)(de)濃硫(liu)酸(suan)(suan)可與(yu)鈦(tai)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成硫(liu)酸(suan)(suan)鈦(tai):
Ti+H2SO4=TiSO4+H2
2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2
加熱的濃硫酸可(ke)被鈦還(huan)原(yuan),生成SO2:
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡(ka)
常溫下鈦與硫化氫反應,在其表面生成一層保護膜,可(ke)阻止硫化氫與鈦的進一步反應。但在高(gao)溫下,硫化氫與鈦反應析(xi)出氫:
Ti+H2S=TiS+H2+70千卡
粉末鈦在(zai)600℃開始(shi)與硫化(hua)氫反應生(sheng)成(cheng)鈦的(de)(de)硫化(hua)物(wu)(wu),在(zai)900℃時反應產物(wu)(wu)主(zhu)要(yao)為TiS,1200℃時為Ti2S3。硝(xiao)酸(suan)和王水致密的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)光滑的(de)(de)鈦對(dui)硝(xiao)酸(suan)具有很好的(de)(de)穩定(ding)性,這是由于(yu)硝(xiao)酸(suan)能快速在(zai)鈦表(biao)(biao)面(mian)(mian)生(sheng)成(cheng)一層(ceng)牢(lao)固的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜,但是表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao),特別是海綿鈦或粉末鈦,可與次、熱稀硝(xiao)酸(suan)發生(sheng)反應:
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO
高(gao)于70℃的濃(nong)硝酸也可(ke)與鈦發生反應:
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
常溫(wen)下,鈦(tai)不與(yu)王水反(fan)應。溫(wen)度高時(shi),鈦(tai)可(ke)與(yu)王水反(fan)應生(sheng)成TiCl2。
綜上所述(shu),鈦(tai)的(de)(de)性(xing)質(zhi)與(yu)(yu)(yu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)及其(qi)(qi)存在(zai)(zai)(zai)形態、純(chun)度(du)有著極其(qi)(qi)密(mi)切的(de)(de)關(guan)系(xi)。致(zhi)密(mi)的(de)(de)金屬鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)自然界中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)相當穩定的(de)(de),但(dan)是(shi),粉末鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可引起自燃。鈦(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)雜質(zhi)的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai),顯著的(de)(de)影響(xiang)鈦(tai)的(de)(de)物理、化(hua)(hua)(hua)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)、機械(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)。特(te)別是(shi)一(yi)些間隙雜質(zhi),它們可以(yi)使鈦(tai)晶格(ge)發生畸變,而(er)影響(xiang)鈦(tai)的(de)(de)各種性(xing)能(neng)(neng)(neng)。常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)性(xing)很小(xiao),能(neng)(neng)(neng)與(yu)(yu)(yu)氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)等(deng)少數幾種物質(zhi)發生反(fan)(fan)應(ying)(ying),但(dan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)增加時鈦(tai)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)迅(xun)速增加,特(te)別是(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)可與(yu)(yu)(yu)許(xu)多物質(zhi)發生劇烈(lie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。鈦(tai)的(de)(de)冶煉過程一(yi)般都(dou)在(zai)(zai)(zai)800℃以(yi)上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)進行,因此必須在(zai)(zai)(zai)真空中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)或(huo)在(zai)(zai)(zai)惰性(xing)氣氛保護下(xia)操作(zuo)。金屬鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)還(huan)原能(neng)(neng)(neng)力(li)強,能(neng)(neng)(neng)與(yu)(yu)(yu)氧(yang)(yang)、碳、氮以(yi)及其(qi)(qi)他許(xu)多元素化(hua)(hua)(hua)合,還(huan)能(neng)(neng)(neng)從部分金屬氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(比如氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)奪取氧(yang)(yang)。常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)與(yu)(yu)(yu)氧(yang)(yang)氣化(hua)(hua)(hua)合生成一(yi)層(ceng)極薄致(zhi)密(mi)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜,這(zhe)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)不與(yu)(yu)(yu)硝酸(suan)(suan),稀硫酸(suan)(suan),稀鹽酸(suan)(suan)反(fan)(fan)應(ying)(ying),以(yi)及酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)之王(wang)——王(wang)水(shui)。它與(yu)(yu)(yu)氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)、濃鹽酸(suan)(suan)、濃硫酸(suan)(suan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。
在電化(hua)學中,鈦是單向閥(fa)型金(jin)屬,電位很負(fu),通(tong)常無法用鈦作為陽極進(jin)行分解(jie)。
人們利用鈦在(zai)(zai)高溫(wen)下化(hua)合能(neng)力強的(de)特(te)點,在(zai)(zai)煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)時候(hou)(hou),氮(dan)很容(rong)易溶解(jie)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)水里,當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)錠冷卻的(de)時候(hou)(hou),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)錠中(zhong)就形成(cheng)氣泡,影響鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)質量。所以(yi)煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)工人往鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)水里加進金屬(shu)鈦,使它與氮(dan)化(hua)合,變成(cheng)爐渣——氮(dan)化(hua)鈦,浮在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)水表面,這樣鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)錠就比(bi)較純凈了。
當超(chao)音速飛機飛行時(shi),它的機翼(yi)的溫度可以達(da)到500℃。如用比較耐(nai)熱(re)的鋁合(he)金(jin)制(zhi)造(zao)機翼(yi),一到二三百(bai)度也會吃不(bu)消(xiao),必(bi)須有一種又(you)輕、又(you)韌(ren)、又(you)耐(nai)高溫的材料來(lai)代替鋁合(he)金(jin)而鈦(tai)恰好能夠滿足這些要求。鈦(tai)還能經(jing)得(de)住(zhu)零下(xia)一百(bai)多度的考驗,在這種低溫下(xia),鈦(tai)仍舊有很好的韌(ren)性而不(bu)發(fa)脆(cui)。
鈦吸(xi)氣主要指高(gao)溫(wen)下與碳、氫、氮(dan)、氧發生反應(ying)。利用鈦和鋯(gao)對(dui)空(kong)氣的(de)強大吸(xi)收力,可以除去空(kong)氣,造成真空(kong)。比(bi)方,利用鈦制成的(de)真空(kong)泵(beng),可以把空(kong)氣抽到只剩(sheng)下十(shi)萬億(yi)分之一。
鈦(tai)(tai)(tai)的最(zui)大缺點(dian)是難以(yi)提煉。主(zhu)要是因(yin)為鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)高溫下(xia)化合(he)能力強,可(ke)以(yi)與(yu)氧、碳(tan)、氮以(yi)及其他許多(duo)元素化合(he)。因(yin)此,不論在(zai)冶煉或者鑄造的時候(hou),人(ren)們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦(tai)(tai)(tai)。在(zai)冶煉鈦(tai)(tai)(tai)的時候(hou),空(kong)氣與(yu)水當(dang)然是嚴格(ge)禁止接近(jin)的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也(ye)禁止使(shi)用,因(yin)為鈦(tai)(tai)(tai)會(hui)從氧化鋁里奪取氧。人(ren)們利用鎂與(yu)四(si)氯化鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)惰(duo)性氣體——氦(hai)氣或氬氣中相作用,來提煉鈦(tai)(tai)(tai)。
鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物為(wei)二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),是(shi)(shi)(shi)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)最高價氧化(hua)物。天然TiO2是(shi)(shi)(shi)金紅石(shi),純凈的(de)(de)(de)(de)(de)TiO2是(shi)(shi)(shi)雪白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)粉末,是(shi)(shi)(shi)最好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai)色(se)(se)顏料(liao),俗(su)稱鈦(tai)(tai)(tai)白(bai)(bai),冷時為(wei)白(bai)(bai)色(se)(se),熱時呈淺(qian)黃(huang)色(se)(se)。以前,人(ren)們開采鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)便(bian)是(shi)(shi)(shi)為(wei)了(le)獲(huo)得二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)。鈦(tai)(tai)(tai)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)粘附力(li)(li)強,不易(yi)起化(hua)學變化(hua),永(yong)遠是(shi)(shi)(shi)雪白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de),是(shi)(shi)(shi)良(liang)好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai)色(se)(se)涂料(liao),它(ta)折射(she)率高,著色(se)(se)力(li)(li)強,遮蓋力(li)(li)大,化(hua)學性能穩定。其(qi)他白(bai)(bai)色(se)(se)涂料(liao),如鋅白(bai)(bai)ZnO和(he)鉛白(bai)(bai)2PbCO3·Pb(OH)2等,不具(ju)有鈦(tai)(tai)(tai)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)這些優良(liang)性能。特(te)別可貴(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)鈦(tai)(tai)(tai)白(bai)(bai)無毒。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)熔點很高,被用來制(zhi)造耐火玻璃(li),釉料(liao),琺瑯、陶土、耐高溫(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗器皿等。
二(er)氧(yang)(yang)化鈦是世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)白(bai)(bai)的(de)(de)東西(xi),1克二(er)氧(yang)(yang)化鈦可(ke)以把450多平方厘米的(de)(de)面積(ji)涂得雪白(bai)(bai)。它比常用(yong)的(de)(de)白(bai)(bai)顏(yan)(yan)(yan)料(liao)(liao)——鋅鋇白(bai)(bai)還要(yao)(yao)白(bai)(bai)5倍,因此(ci)是調制白(bai)(bai)油漆的(de)(de)最(zui)好(hao)顏(yan)(yan)(yan)料(liao)(liao)。世(shi)界(jie)上(shang)用(yong)作(zuo)顏(yan)(yan)(yan)料(liao)(liao)的(de)(de)二(er)氧(yang)(yang)化鈦,一(yi)年多到幾十萬噸。二(er)氧(yang)(yang)化鈦可(ke)以加在(zai)紙(zhi)(zhi)里,使(shi)紙(zhi)(zhi)變白(bai)(bai)并且不透(tou)明,效果比其他物質大(da)10倍,因此(ci),鈔票紙(zhi)(zhi)和(he)美術品用(yong)紙(zhi)(zhi)就要(yao)(yao)加二(er)氧(yang)(yang)化鈦。此(ci)外,為(wei)了使(shi)塑料(liao)(liao)的(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色變淺,使(shi)人造絲光(guang)澤柔(rou)和(he),有時也要(yao)(yao)添加二(er)氧(yang)(yang)化鈦。在(zai)橡膠工業(ye)上(shang),二(er)氧(yang)(yang)化鈦還被用(yong)作(zuo)為(wei)白(bai)(bai)色橡膠的(de)(de)填料(liao)(liao)。
鈦(tai)(tai)的氫(qing)(qing)化(hua)物是氫(qing)(qing)化(hua)鈦(tai)(tai)。氫(qing)(qing)化(hua)鈦(tai)(tai)很脆,因而(er)可用于制造粉末鈦(tai)(tai),它還用于焊接,二氫(qing)(qing)化(hua)鈦(tai)(tai)受(shou)熱分解,析出新生態氫(qing)(qing)和金屬(shu)鈦(tai)(tai),后者可促進焊接,并使焊縫(feng)強(qiang)度增加(jia)。可用作聚合(he)反應之催化(hua)劑。
四(si)氯化(hua)鈦(tai)非常有趣,它在(zai)通常狀況下為無色液(ye)體(熔點-25℃,沸點136.4℃),有刺鼻(bi)氣(qi)(qi)(qi)味,在(zai)濕空氣(qi)(qi)(qi)中便會大冒白煙——它水解了(le),變(bian)成白色的二氧化(hua)鈦(tai)的水凝膠。在(zai)水中則強烈水解為偏鈦(tai)酸(suan)H2TiO3。在(zai)軍事上(shang),人(ren)們便利用(yong)四(si)氯化(hua)鈦(tai)的這股怪(guai)脾氣(qi)(qi)(qi),作為人(ren)造煙霧劑。特別是(shi)在(zai)海洋上(shang),水氣(qi)(qi)(qi)多,一放四(si)氯化(hua)鈦(tai),濃煙就象一道白色的長(chang)城(cheng),擋住了(le)敵人(ren)的視(shi)線。在(zai)農業上(shang),人(ren)們利用(yong)四(si)氟化(hua)鈦(tai)來防霜。
TiCl3是紫(zi)色晶體,其水溶液可用(yong)做還原劑。Ti3+比Sn2+有更強的(de)還原性。
鈦酸鋇晶體(ti)有這樣的(de)(de)特性:當它(ta)(ta)(ta)受(shou)壓力而改(gai)變形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)時候(hou),會產生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu),一(yi)通(tong)電(dian)又會改(gai)變形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。于是(shi),人(ren)們把鈦酸鋇放在(zai)超(chao)(chao)聲(sheng)波中(zhong),它(ta)(ta)(ta)受(shou)壓便產生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu),由它(ta)(ta)(ta)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)電(dian)流(liu)的(de)(de)大小可以(yi)測知超(chao)(chao)聲(sheng)波的(de)(de)強弱(ruo)。相反,用(yong)(yong)高頻電(dian)流(liu)通(tong)過它(ta)(ta)(ta),則(ze)可以(yi)產生(sheng)(sheng)超(chao)(chao)聲(sheng)波。幾乎所有的(de)(de)超(chao)(chao)聲(sheng)波儀(yi)器中(zhong),都要用(yong)(yong)到(dao)鈦酸鋇。除(chu)此之外,鈦酸鋇還有許多(duo)用(yong)(yong)途(tu)。例如:鐵(tie)(tie)路工人(ren)把它(ta)(ta)(ta)放在(zai)鐵(tie)(tie)軌(gui)下面,來(lai)測量火車通(tong)過時候(hou)的(de)(de)壓力;醫生(sheng)(sheng)用(yong)(yong)它(ta)(ta)(ta)制成脈搏記(ji)錄(lu)器。用(yong)(yong)鈦酸鋇做的(de)(de)水(shui)(shui)底(di)探測器,是(shi)銳利的(de)(de)水(shui)(shui)下眼(yan)睛,它(ta)(ta)(ta)不(bu)只(zhi)能夠看到(dao)魚群,而且(qie)還可以(yi)看到(dao)水(shui)(shui)底(di)下的(de)(de)暗礁、冰山(shan)和敵(di)人(ren)的(de)(de)潛(qian)水(shui)(shui)艇等。
制取金(jin)(jin)屬(shu)鈦(tai)的(de)原(yuan)料主(zhu)要(yao)為金(jin)(jin)紅石,其中含TiO2大于(yu)96%。缺(que)少(shao)金(jin)(jin)紅石礦的(de)國(guo)家,例如(ru)蘇聯,則采用鈦(tai)鐵礦制成(cheng)的(de)"高鈦(tai)渣",其中含TiO290%左右。因天然(ran)金(jin)(jin)紅石漲價和(he)儲量日減,各國(guo)都趨向于(yu)用鈦(tai)鐵礦制成(cheng)富(fu)鈦(tai)料,即高鈦(tai)渣和(he)人造(zao)金(jin)(jin)紅石。鈦(tai)在1791年被發現,而第一(yi)次制得(de)純凈的(de)鈦(tai)卻是在1910年,中間經(jing)歷了一(yi)百余年。原(yuan)因在于(yu):鈦(tai)在高溫(wen)下性質十分活潑,很易和(he)氧(yang)、氮、碳等元素化合,要(yao)提煉出純鈦(tai)需(xu)要(yao)十分苛刻的(de)條(tiao)件。
冶煉鈦(tai)(tai)(tai)時,要經過復雜的(de)步驟。把鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)四氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再放到密封(feng)的(de)不(bu)銹鋼罐中(zhong),充以氬氣,使它(ta)們與金屬(shu)鎂反應,就得(de)到“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”。這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)多孔(kong)的(de)“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”是不(bu)能(neng)直接使用的(de),還(huan)必(bi)(bi)須把它(ta)們在電(dian)爐(lu)(lu)中(zhong)融化(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)液(ye)體,才能(neng)鑄成(cheng)(cheng)(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠(ding)。但(dan)制造這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)電(dian)爐(lu)(lu)又(you)談何容易!除了(le)(le)電(dian)爐(lu)(lu)的(de)空氣必(bi)(bi)須抽干凈外,更(geng)傷腦(nao)筋的(de)是,簡(jian)直找不(bu)到盛裝液(ye)態(tai)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)坩(gan)堝,因為一(yi)般(ban)耐火材(cai)料都含(han)有氧(yang)化(hua)物,而(er)其中(zhong)的(de)氧(yang)就會(hui)被液(ye)態(tai)鈦(tai)(tai)(tai)奪走。后(hou)來,人們終(zhong)于發明了(le)(le)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)“水冷銅坩(gan)堝”的(de)電(dian)爐(lu)(lu)。這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)電(dian)爐(lu)(lu)只有中(zhong)央一(yi)部分區域很熱(re),其余部分都是冷的(de),鈦(tai)(tai)(tai)在電(dian)爐(lu)(lu)中(zhong)熔(rong)化(hua)后(hou),流到用水冷卻的(de)銅坩(gan)堝壁(bi)上,馬上凝成(cheng)(cheng)(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠(ding)。用這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)方法已經能(neng)夠生產(chan)幾噸重的(de)鈦(tai)(tai)(tai)塊,但(dan)它(ta)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本就可(ke)想而(er)知了(le)(le)。
工(gong)業上常(chang)用硫酸(suan)分解鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦的(de)方法制(zhi)取二氧化鈦(tai)(tai)(tai),再由二氧化鈦(tai)(tai)(tai)制(zhi)取金(jin)屬鈦(tai)(tai)(tai)。濃(nong)硫酸(suan)處(chu)理磨碎的(de)鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦(精礦),發生下面(mian)的(de)化學反應(ying):
FeTiO3+3H2SO4 = Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 = FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
為(wei)了(le)除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+還原為(wei)Fe2+,然后將溶液冷卻(que)至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠(lv)礬)作為(wei)副產品結晶(jing)析(xi)出。
Ti(SO4)2和(he)TiOSO4水(shui)解(jie)析出白色的偏(pian)鈦酸沉淀,反應是:
Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4
鍛燒(shao)偏鈦(tai)酸即制得二氧化(hua)鈦(tai):
H2TiO3= TiO2+H2O
工業上制(zhi)金(jin)屬(shu)(shu)鈦采用金(jin)屬(shu)(shu)熱(re)還(huan)原法還(huan)原四氯(lv)化鈦。將TiO2(或天然的金(jin)紅石)和炭粉混合加熱(re)至1000~1100K,進(jin)行氯(lv)化處理(li),并使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
在1070K用熔融的(de)鎂在氬氣中還(huan)原TiCl4可得(de)多(duo)孔的(de)海綿鈦:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
這種海綿鈦經(jing)過粉碎、放入真空電弧(hu)爐里熔煉(lian),最后制成各種鈦材。
也可以通過反應:Ti+2CI2=TiCI4
得到的TiCI4經過(guo)高(gao)溫(1250℃左右)情況下分解(jie):
TiCI4=Ti+2CI2
由此得到純鈦棒。
金(jin)(jin)屬(shu)鎂還(huan)(huan)原(yuan)四氯化鈦(tai)。按摩爾比將四氯化鈦(tai)在(zai)惰(duo)性氣體中用金(jin)(jin)屬(shu)鎂還(huan)(huan)原(yuan),反應溫度控制在(zai)900℃左右,可制得(de)海綿狀(zhuang)鈦(tai)。副產品氯化鎂可通過在(zai)1.33×10-2~1.33×10-4Pa真空、加熱1000℃的條件下從(cong)鈦(tai)中分離(li)出(chu)來。
鈦耐腐蝕,所以在化(hua)學工業上常常要用(yong)到它(ta)。過去,化(hua)學反(fan)應(ying)器中裝熱硝酸的部件(jian)都(dou)用(yong)不銹鋼。不銹鋼也(ye)怕(pa)那強烈的腐蝕劑——熱硝酸,每隔半年,這(zhe)種部件(jian)就要統(tong)統(tong)換掉。用(yong)鈦來(lai)制造這(zhe)些(xie)部件(jian),雖然成本比不銹鋼部件(jian)貴一些(xie),但(dan)是它(ta)可以連續不斷地使用(yong)五年,計算起來(lai)反(fan)而合算得(de)多。
鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)大(da)量用(yong)于航空(kong)工業(ye)(ye),有(you)(you)"空(kong)間金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬"之(zhi)稱(cheng);另外,在造船(chuan)工業(ye)(ye)、化學工業(ye)(ye)、制造機(ji)械部件、電(dian)訊器(qi)材(cai)、硬質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)等方(fang)面有(you)(you)著(zhu)日益廣(guang)泛(fan)的(de)(de)應用(yong)。純鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)是銀白(bai)色的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬,它具有(you)(you)許(xu)多優(you)良性能(neng)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)比(bi)(bi)鋼小43%,比(bi)(bi)久(jiu)負盛名的(de)(de)輕金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬鎂稍大(da)一些(xie)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)大(da),純鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)最高(gao)可達180kg/mm2,與鋼相(xiang)差(cha)不(bu)多,比(bi)(bi)鋁大(da)兩倍,比(bi)(bi)鎂大(da)五倍。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)耐高(gao)溫,熔點1942K,比(bi)(bi)黃(huang)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)高(gao)近(jin)1000K,比(bi)(bi)鋼高(gao)近(jin)500K。有(you)(you)些(xie)鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao)于鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),但鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)比(bi)(bi)強(qiang)度(du)(du)(du)(抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)和密(mi)度(du)(du)(du)之(zhi)比(bi)(bi))卻超過優(you)質(zhi)(zhi)鋼。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有(you)(you)好的(de)(de)耐熱強(qiang)度(du)(du)(du)、低溫韌性和斷(duan)裂(lie)韌性,故(gu)多用(yong)作(zuo)飛(fei)機(ji)發動機(ji)零(ling)件和火(huo)箭(jian)、導彈結構件。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)還可作(zuo)燃料(liao)和氧(yang)(yang)化劑的(de)(de)儲箱(xiang)以(yi)及高(gao)壓容器(qi)。已(yi)(yi)有(you)(you)用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)制造自動步槍,迫擊(ji)炮(pao)座板及無后座力炮(pao)的(de)(de)發射管(guan)。在石(shi)油(you)工業(ye)(ye)上主要作(zuo)各種容器(qi)、反應器(qi)、熱交換器(qi)、蒸餾塔、管(guan)道、泵(beng)和閥(fa)等。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)可用(yong)作(zuo)電(dian)極和發電(dian)站的(de)(de)冷凝器(qi)以(yi)及環境污染(ran)控制裝(zhuang)(zhuang)置。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)鎳(nie)形(xing)狀記憶(yi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在儀器(qi)儀表(biao)上已(yi)(yi)廣(guang)泛(fan)應用(yong)。在醫療中,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)可作(zuo)人造骨頭(tou)和各種器(qi)具。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)還是煉鋼的(de)(de)脫氧(yang)(yang)劑和不(bu)銹鋼以(yi)及合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)鋼的(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)白(bai)粉是顏料(liao)和油(you)漆的(de)(de)良好原料(liao)。碳化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),氫化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)是新型硬質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)。氮化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)顏色近(jin)于黃(huang)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),在裝(zhuang)(zhuang)飾方(fang)面應用(yong)廣(guang)泛(fan)。
鈦屬(shu)(shu)于化學(xue)性(xing)質比(bi)較活潑(po)的金屬(shu)(shu)。加熱時能與O2、N2、H2、S和鹵(lu)素等(deng)非金屬(shu)(shu)作用(yong)。但(dan)在常溫(wen)下,鈦表(biao)面(mian)易生成一(yi)層極(ji)薄的致密的氧(yang)化物(wu)保(bao)護膜,可以(yi)抵抗(kang)強(qiang)(qiang)酸(suan)甚至王水(shui)的作用(yong),表(biao)現出(chu)強(qiang)(qiang)的抗(kang)腐蝕性(xing)。因此,一(yi)般金屬(shu)(shu)在酸(suan)、堿、鹽的溶液(ye)中變得(de)千瘡百(bai)孔而鈦卻(que)安然無(wu)恙(yang)。
液態(tai)鈦(tai)幾(ji)乎能(neng)溶解(jie)所有(you)的金(jin)(jin)屬(shu)(shu),因此可(ke)以和(he)(he)(he)多種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成合金(jin)(jin)。鈦(tai)加入(ru)鋼(gang)中(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)得的鈦(tai)鋼(gang)堅韌而富有(you)彈(dan)性。鈦(tai)能(neng)與鐵、鋁(lv)、釩或鉬等其(qi)他(ta)元素熔(rong)成合金(jin)(jin),造(zao)(zao)出高(gao)(gao)強(qiang)度的輕(qing)合金(jin)(jin),在各方面有(you)著(zhu)廣泛的應用(yong),包括航(hang)天(tian)(噴氣發動(dong)機、導彈(dan)及(ji)(ji)航(hang)天(tian)器)、軍(jun)(jun)事、工(gong)業程序(化(hua)工(gong)與石(shi)油制(zhi)(zhi)品(pin)、海水淡化(hua)及(ji)(ji)造(zao)(zao)紙(zhi))、汽車、農產食(shi)品(pin)、醫(yi)學(義肢(zhi)、骨科移植及(ji)(ji)牙(ya)科器械與填充物)、廚(chu)房用(yong)具(ju)、運動(dong)用(yong)品(pin)、珠寶及(ji)(ji)手機等等。鈦(tai)合金(jin)(jin)強(qiang)度高(gao)(gao),大量用(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)軍(jun)(jun)用(yong)超音速飛機的結(jie)構材料、噴氣發動(dong)機的壓縮部(bu)件(jian)、飛機機架(jia)的構件(jian)、機殼、隔火墻(qiang)、鉚(liu)釘;空運裝(zhuang)備的結(jie)構部(bu)件(jian);軍(jun)(jun)事設(she)施和(he)(he)(he)軍(jun)(jun)用(yong)艦(jian)艇(ting)的裝(zhuang)甲板以及(ji)(ji)螺旋(xuan)槳的葉片(pian)等。在民用(yong)工(gong)業中(zhong)(zhong),鈦(tai)及(ji)(ji)其(qi)合金(jin)(jin)可(ke)用(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)各種(zhong)泵、閥門、過濾、蒸發設(she)備的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網和(he)(he)(he)各種(zhong)機器零件(jian)。粉末狀鈦(tai)可(ke)在電(dian)子管制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)工(gong)藝(yi)中(zhong)(zhong)用(yong)作除(chu)氧劑。主要用(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)航(hang)天(tian)飛機、火箭導彈(dan)、潛艇(ting)、化(hua)工(gong)設(she)備、醫(yi)療器械、人工(gong)關節等,還用(yong)于制(zhi)(zhi)取(qu)鈦(tai)白粉。可(ke)用(yong)來制(zhi)(zhi)作反應釜(fu),冷凝器,發酵罐和(he)(he)(he)冷卻器。
鈦(tai)合金制(zhi)成飛(fei)機比(bi)其(qi)它(ta)金屬制(zhi)成同(tong)樣重的(de)(de)飛(fei)機多(duo)載旅客100多(duo)人。制(zhi)成的(de)(de)潛(qian)艇(ting),既能抗(kang)海水腐(fu)蝕,又(you)能抗(kang)深層壓力,其(qi)下(xia)潛(qian)深度比(bi)不銹(xiu)鋼潛(qian)艇(ting)增加80%。同(tong)時,鈦(tai)無磁(ci)性(xing),不會被(bei)水雷發現,具有很好的(de)(de)反監(jian)護作用。
因為鈦(tai)具有“親生物(wu)”性,在(zai)人體內,能(neng)抵(di)抗分(fen)泌物(wu)的腐(fu)蝕且無毒,對(dui)任何殺菌方法都(dou)適(shi)應。因此被廣泛(fan)用于制醫(yi)療器械,制人造髖關(guan)節(jie)、膝(xi)關(guan)節(jie)、肩(jian)關(guan)節(jie)、脅關(guan)節(jie)、頭蓋骨(gu),主動心(xin)瓣、骨(gu)骼(ge)固定夾。當新的肌肉纖維環(huan)包(bao)在(zai)這(zhe)些(xie)“鈦(tai)骨(gu)”上時,這(zhe)些(xie)鈦(tai)骨(gu)就開(kai)始維系(xi)著人體的正常活(huo)動。
鈦在人體(ti)(ti)中分布廣泛,正常人體(ti)(ti)中的含量為每(mei)70kg體(ti)(ti)重不超過15mg,其作用尚不清楚(chu)。但鈦能刺激吞噬(shi)細胞,使(shi)免疫力增(zeng)強(qiang)這(zhe)一(yi)作用已(yi)被證實。
重要(yao)的鈦化合物有(you):二氧化鈦(TiO2)、四氯(lv)化鈦(TiCl4)、偏鈦酸鋇(BaTiO3)。
純凈的二氧化鈦是白(bai)(bai)色粉末,是優良的白(bai)(bai)色顏料,商(shang)品(pin)名(ming)稱“鈦白(bai)(bai)”。它兼有鉛白(bai)(bai)(PbCO3)的遮(zhe)蓋(gai)性(xing)能和鋅白(bai)(bai)(ZnO)的持久性(xing)能。因此,人(ren)們常把鈦白(bai)(bai)加在油(you)漆中,制成高級白(bai)(bai)色油(you)漆。
在造紙工業(ye)中作為填充劑加在紙槳中。
紡(fang)織工(gong)業中作(zuo)(zuo)為(wei)人(ren)造纖維的(de)(de)消(xiao)光劑;在(zai)玻璃、陶(tao)瓷、搪瓷工(gong)業上作(zuo)(zuo)為(wei)添加(jia)劑,改善(shan)其性能;在(zai)許多(duo)化(hua)學反(fan)應中用作(zuo)(zuo)催化(hua)劑。在(zai)化(hua)學工(gong)業日(ri)益發展的(de)(de)今天,二氧化(hua)鈦及鈦系化(hua)合物作(zuo)(zuo)為(wei)精細化(hua)工(gong)產品,有著很高(gao)的(de)(de)附加(jia)價值,前景十分(fen)誘(you)人(ren)。
四氯化鈦是一種無色(se)液體;熔點(dian)250K、沸點(dian)409K,有刺激性(xing)氣味。它在水中或潮(chao)濕的空氣中都(dou)極(ji)易水解,冒出(chu)大量的白煙。
TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在(zai)(zai)軍事上作為人(ren)(ren)造煙霧(wu)劑,猶其是用在(zai)(zai)海(hai)洋(yang)戰爭中。在(zai)(zai)農業上,人(ren)(ren)們用TiCl4形成(cheng)的(de)濃(nong)霧(wu)地面,減少夜間(jian)地面熱量的(de)散失,保(bao)護(hu)蔬菜和農作物不受嚴寒、霜凍的(de)危害。
將TiO2和BaCO3一(yi)起熔融制得偏鈦酸鋇:
TiO2+BaCO3=BaTiO3十CO2
人工制得的(de)BaTiO3具有(you)(you)高的(de)介電常數,由它制成的(de)電容器(qi)(qi)(qi)有(you)(you)較(jiao)大的(de)容量(liang),更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是BaTiO3具有(you)(you)顯著(zhu)的(de)“壓電性(xing)能(neng)”,其晶體(ti)受壓會產生電流,一通電,又會改變(bian)形狀。人們(men)把它置于(yu)超聲波中(zhong),它受壓便(bian)產生電流,通過測量(liang)電流強(qiang)(qiang)弱可測出超聲波強(qiang)(qiang)弱。幾乎所有(you)(you)的(de)超聲波儀器(qi)(qi)(qi)中(zhong)都要(yao)用到它。隨著(zhu)鈦酸鹽的(de)開發利用,它愈來愈廣泛地用來制造(zao)非(fei)線性(xing)元件、介質放大器(qi)(qi)(qi)、電子計算(suan)機記憶元件、微型電容器(qi)(qi)(qi)、電鍍材(cai)(cai)料(liao)、航空材(cai)(cai)料(liao)、強(qiang)(qiang)磁、半導體(ti)材(cai)(cai)料(liao)、光(guang)學儀器(qi)(qi)(qi)、試劑等。
鈦(tai)(tai)、鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)及(ji)鈦(tai)(tai)化(hua)合(he)物的(de)(de)優良(liang)性能促使人(ren)類迫(po)切需要它們。然而,生產成本之高(gao),使應(ying)(ying)用受到限制。相(xiang)信在(zai)不久的(de)(de)將來,隨著鈦(tai)(tai)的(de)(de)冶煉技(ji)術不斷改(gai)進和提高(gao),鈦(tai)(tai)、鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)及(ji)鈦(tai)(tai)的(de)(de)化(hua)合(he)物的(de)(de)應(ying)(ying)用將會(hui)得到更大(da)的(de)(de)發展(zhan)。
鈦(tai)的(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)鋯是一種應用(yong)于(yu)(yu)原子能(neng)工(gong)業和在(zai)高溫高壓下用(yong)作耐蝕(shi)化工(gong)材料,但在(zai)溶液(ye)(ye)中其活潑性(xing)僅次于(yu)(yu)鈉。在(zai)氫氧(yang)化鈦(tai)溶液(ye)(ye)里加入活潑的(de)(de)硝(xiao)酸鋯溶液(ye)(ye),會發現鈦(tai)把(ba)硝(xiao)酸鋯拒(ju)之門外。而且氫氧(yang)化鈦(tai)的(de)(de)密度(du)小于(yu)(yu)硝(xiao)酸鋯,但依然能(neng)保(bao)持明顯的(de)(de)分層(ceng),并把(ba)硝(xiao)酸鋯停留在(zai)上(shang)層(ceng),這證明了鈦(tai)的(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)。
根據實驗,鈦放入海底20~50年均不會被腐蝕。
截至1995年底,世界(jie)金紅(hong)石(包括銳鈦礦)儲量(liang)和(he)儲量(liang)基礎(chu)分(fen)(fen)別(bie)為3330萬噸(dun)和(he)16440萬噸(dun),資源總(zong)量(liang)約2.3億噸(dun)(TiO2含量(liang),下同),主要集中在(zai)南(nan)非(fei)、印度、斯里蘭卡、澳大利亞。世界(jie)鈦鐵(tie)礦(TiO2)儲量(liang)和(he)儲量(liang)基礎(chu)分(fen)(fen)別(bie)為2.743億噸(dun)和(he)4.353億噸(dun),資源總(zong)量(liang)約10億噸(dun);主要集中在(zai)南(nan)非(fei)、挪威、澳大利亞、加拿大和(he)印度。
截至1996年底中國(guo)保有原生鈦(磁)鐵礦(kuang)(kuang)(折TiO2)儲(chu)量(liang)35704.09萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(其中A+B+C級(ji)23191.50萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun));鈦鐵礦(kuang)(kuang)(砂礦(kuang)(kuang))礦(kuang)(kuang)物儲(chu)量(liang)3803.19萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(其中A+B+C級(ji)2147.17萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun));金紅石礦(kuang)(kuang)物儲(chu)量(liang)256.86萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(其中A+B+C級(ji)73.73萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun));金紅石TiO2儲(chu)量(liang)750.86萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(其中A+B+C級(ji)242.43萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun))。
若(ruo)將中(zhong)國(guo)1996年保(bao)有鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)砂礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)A+B+C級礦(kuang)(kuang)(kuang)物儲(chu)量(liang)2147.17萬(wan)噸(dun),按(an)含TiO2 48%折算,則(ze)其TiO2儲(chu)量(liang)為1030.64萬(wan)噸(dun),僅占同年世(shi)(shi)界鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)27000萬(wan)噸(dun)的(de)(de)3.83%;若(ruo)再將其與(yu)原生鈦(tai)磁鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)巖礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)的(de)(de)A+B+C級儲(chu)量(liang)(23191.50萬(wan)噸(dun))中(zhong)可(ke)利用的(de)(de)約占50%以粒狀鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)產出的(de)(de)(TiO2)儲(chu)量(liang)11595.75萬(wan)噸(dun)相加,其TiO2總儲(chu)量(liang)為12626.4萬(wan)噸(dun),則(ze)占世(shi)(shi)界鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)儲(chu)量(liang)27000萬(wan)噸(dun)的(de)(de)47.76%,從這個意義上說(shuo),中(zhong)國(guo)可(ke)稱(cheng)為世(shi)(shi)界鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)資(zi)源最豐(feng)富(fu)的(de)(de)國(guo)家。
若將中國1996年保有金紅石(shi)礦物(wu)的(de)A+B+C級儲(chu)(chu)(chu)量(liang)73.73萬噸(dun)按含TiO2 94%折算成TiO2儲(chu)(chu)(chu)量(liang)為69.31萬噸(dun),再加上同年金紅石(shi)(TiO2)的(de)A+B+C級儲(chu)(chu)(chu)量(liang)242.43萬噸(dun),合計為311.74萬噸(dun),則占同年世界金紅石(shi)(TiO2)儲(chu)(chu)(chu)量(liang)3330萬噸(dun)的(de)9.36%,由(you)此可(ke)見中國金紅石(shi)資源并不豐富。
中(zhong)國(guo)鈦資源總量9.65億(yi)噸(dun),居世界之首,占世界探明儲量的38.85%,主要(yao)集中(zhong)在四(si)川、云(yun)南、廣東、廣西(xi)及(ji)海南等地(di),其中(zhong)攀(pan)西(xi)(攀(pan)枝花(hua)西(xi)昌)地(di)區(qu)是中(zhong)國(guo)最大的鈦資源基(ji)地(di),鈦資源量為8.7億(yi)噸(dun)。
中國探(tan)明的鈦(tai)資源(yuan)分(fen)布(bu)在21個(ge)省(自治區(qu)、直轄市)共(gong)108個(ge)礦區(qu)。主要產區(qu)為四川,次有河北、海(hai)南(nan)(nan)、廣(guang)東、湖北、廣(guang)西、云南(nan)(nan)、陜西、山西等省(區(qu))。
鈦磁(ci)鐵礦巖礦:主(zhu)要礦床分布在四(si)川(chuan)省(sheng)攀枝(zhi)花的(de)(de)鹽邊紅(hong)格和米易白馬,西(xi)昌的(de)(de)太和;河北省(sheng)承德的(de)(de)大廟、黑(hei)山,豐寧(ning)的(de)(de)招兵(bing)溝,崇禮的(de)(de)南天(tian)門;山西(xi)省(sheng)左權(quan)的(de)(de)桐峪;陜西(xi)省(sheng)洋(yang)縣(xian)的(de)(de)畢機溝;新疆的(de)(de)尾亞;河南省(sheng)舞陽的(de)(de)趙案莊;廣(guang)東省(sheng)興寧(ning)的(de)(de)霞(xia)嵐;黑(hei)龍江省(sheng)的(de)(de)呼瑪;北京市昌平的(de)(de)上(shang)莊和懷柔(rou)的(de)(de)新地。其中四(si)川(chuan)省(sheng)表內儲(chu)量(TiO2 44256.32萬(wan)(wan)t)占全國(guo)同類(lei)儲(chu)量(TiO2 46522.83萬(wan)(wan)t)的(de)(de)95.1%,河北省(sheng)(TiO2 1544.46萬(wan)(wan)t)占3.3%,陜西(xi)省(sheng)占0.46%,山西(xi)省(sheng)占0.35%。
金紅石巖礦主要礦床分(fen)布在湖北省(sheng)(sheng)(sheng)棗陽的大阜山(shan)(shan)(shan);山(shan)(shan)(shan)西省(sheng)(sheng)(sheng)代縣(xian)的碾子溝;河南省(sheng)(sheng)(sheng)新縣(xian)的楊沖;山(shan)(shan)(shan)東(dong)省(sheng)(sheng)(sheng)萊西縣(xian)的劉家莊。其中湖北省(sheng)(sheng)(sheng)金紅石(TiO2)表內儲量(534.43萬t)占全國同類儲量(750.86萬t)的71.2%,山(shan)(shan)(shan)西省(sheng)(sheng)(sheng)(154.79萬t)占20.6%,陜西省(sheng)(sheng)(sheng)(44.4萬t)占5.9%。
鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)主要礦(kuang)石是金(jin)紅(hong)石TiO2和鈦(tai)鐵礦(kuang)FeTiO3,它的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)也正是從這兩種礦(kuang)石的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)而來。早在1791年(nian)(nian)英國英格(ge)(ge)蘭(lan)西南(nan)端(duan)康(kang)沃爾(Cornwall)郡門拉陳(chen)(Menacan)教區的(de)(de)(de)(de)牧(mu)師格(ge)(ge)累高(gao)爾,也是一位(wei)科(ke)學(xue)家(jia),分(fen)析(xi)出產在他教區內(nei)的(de)(de)(de)(de)一種黑色(se)礦(kuang)砂,也就(jiu)是今天成為鈦(tai)鐵礦(kuang)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)石時發(fa)(fa)現(xian)了(le)一種新(xin)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)物質并命名為menacenite。三年(nian)(nian)后,1795年(nian)(nian),克(ke)(ke)拉普羅(luo)特(te)分(fen)析(xi)了(le)匈牙利布伊尼(ni)克(ke)(ke)(Boinik)地區出產的(de)(de)(de)(de)金(jin)紅(hong)石,認識到它是一種新(xin)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)氧化物,具有抵抗酸、堿溶液的(de)(de)(de)(de)特(te)性,借(jie)用希(xi)臘(la)神話中大地的(de)(de)(de)(de)第一代(dai)兒子們(men)泰坦神族(zu)Titans,命名這個金(jin)屬(shu)(shu)為titanium,元素符(fu)號定為Ti。兩年(nian)(nian)后,克(ke)(ke)拉普羅(luo)特(te)證實格(ge)(ge)累高(gao)爾發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)menacenite就(jiu)是鈦(tai)。
鈦(tai)屬(shu)(shu)于(yu)(yu)(yu)稀(xi)有(you)(you)金(jin)屬(shu)(shu),實際上鈦(tai)并不稀(xi)有(you)(you),其在地(di)殼中的(de)(de)(de)(de)豐度占(zhan)第七(qi)位,占(zhan)0.45%,遠遠高于(yu)(yu)(yu)許多常見的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)。但(dan)由于(yu)(yu)(yu)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)活(huo)潑,對冶煉工藝(yi)要求高,使得(de)人們(men)長期無法制得(de)大量的(de)(de)(de)(de)鈦(tai),從(cong)而被歸類為“稀(xi)有(you)(you)”的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)。用于(yu)(yu)(yu)冶煉鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)礦物主要有(you)(you)鈦(tai)鐵礦(FeTiO3)、金(jin)紅石(TiO2)和鈣鈦(tai)礦等。礦石經處(chu)理得(de)到(dao)易揮發(fa)的(de)(de)(de)(de)四(si)氯化鈦(tai),再用鎂還原而制得(de)純鈦(tai)。
地球表(biao)面(mian)十公里厚的(de)地層中(zhong),含鈦達千(qian)分之六(liu),比銅多61倍,在(zai)地殼中(zhong)的(de)含量(liang)排第十位(地殼中(zhong)元素排行(xing):氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂(mei)、氫、鈦),隨便從地下抓起一把泥土,其中(zhong)都含有(you)千(qian)分之幾的(de)鈦,世界上(shang)儲量(liang)超過一千(qian)萬(wan)噸的(de)鈦礦并不稀(xi)罕。
元素(su)在海(hai)水中的含量:0.00048ppm
元素在太(tai)陽中的含(han)量(liang):4ppm
地殼(ke)中含量:5600ppm
皮膚(fu)接(jie)觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和清(qing)水徹底沖洗皮膚(fu)。
眼(yan)睛接觸(粉末(mo)):提起眼(yan)瞼,用流(liu)動清水或(huo)生理鹽水沖洗(xi)。就醫。
吸入(粉末):迅速脫離現場至空氣新(xin)鮮(xian)處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難(nan),給(gei)輸氧(yang)。如呼吸停止,立即(ji)進行人工(gong)呼吸。就(jiu)醫。
食入:飲足量溫水(shui),催吐。就醫。
呼(hu)吸系統防(fang)護:可能(neng)接觸其粉塵(chen)時,必須(xu)佩戴自吸過濾式防(fang)塵(chen)口罩。
眼(yan)(yan)睛防護(粉末):戴安全防護眼(yan)(yan)鏡。
身體防護:穿透(tou)氣型防毒服。
手防護:戴(dai)防毒物滲透手套。
其他(ta)防護(hu):工作現場禁止吸煙、進食和飲(yin)水。工作完畢,淋浴更衣。注意(yi)個人(ren)清潔衛生。
泄(xie)(xie)漏(lou)應急處理:隔離泄(xie)(xie)漏(lou)污染區,限(xian)制出(chu)入。切(qie)斷火源。建(jian)議應急處理人員戴(dai)防塵(chen)(chen)面具(全面罩(zhao)),穿防毒服(fu)。不要直接接觸泄(xie)(xie)漏(lou)物。小量(liang)泄(xie)(xie)漏(lou):避免揚塵(chen)(chen),用潔凈(jing)的鏟子(zi)收集于(yu)干燥、潔凈(jing)、有蓋(gai)的容器中。轉(zhuan)(zhuan)移(yi)回(hui)收。大量(liang)泄(xie)(xie)漏(lou):用塑料布(bu)、帆布(bu)覆蓋(gai)。使用無火花工具轉(zhuan)(zhuan)移(yi)回(hui)收。
有害(hai)燃燒產物:氧化(hua)鈦。
滅火(huo)方法:采用(yong)干粉、干砂(sha)滅火(huo)。嚴禁用(yong)水、泡(pao)沫、二氧化碳撲救。高(gao)熱或劇烈燃燒時,用(yong)水撲救可(ke)能會引起爆(bao)炸。
操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)管理:密閉(bi)操(cao)作(zuo)(zuo),局部排(pai)風。操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員必須經過專門(men)培訓,嚴格遵守操(cao)作(zuo)(zuo)規程。建議(yi)操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員佩戴(dai)(dai)自吸(xi)過濾(lv)式防(fang)(fang)塵口(kou)罩,戴(dai)(dai)安(an)全防(fang)(fang)護眼鏡,穿透(tou)氣型(xing)防(fang)(fang)毒服,戴(dai)(dai)防(fang)(fang)毒物滲(shen)透(tou)手(shou)套。遠離火種、熱源,工作(zuo)(zuo)場(chang)所(suo)嚴禁吸(xi)煙。使用(yong)防(fang)(fang)爆型(xing)的(de)通風系統和(he)(he)設(she)備。避免產生粉塵。避免與氧化劑、酸類(lei)、鹵(lu)素接觸。在氬氣中操(cao)作(zuo)(zuo)處置(zhi)。搬(ban)運時(shi)要輕裝輕卸,防(fang)(fang)止包裝及容(rong)器(qi)(qi)損壞。配備相(xiang)應品種和(he)(he)數(shu)量(liang)的(de)消防(fang)(fang)器(qi)(qi)材及泄漏應急處理設(she)備。倒空的(de)容(rong)器(qi)(qi)可能殘留有害物。
儲(chu)存(cun)的管(guan)理:為(wei)安全起見,儲(chu)存(cun)時常以不少于(yu)25%的水潤濕、鈍化。儲(chu)存(cun)于(yu)陰(yin)涼、通風的庫房。遠離火種(zhong)、熱源(yuan)。庫溫不超過(guo)(guo)30℃,相對濕度不超過(guo)(guo)80%。保持容器密封,嚴禁與空氣(qi)接觸。應與氧(yang)化劑、酸類、鹵素等分(fen)開存(cun)放,切忌混儲(chu)。配(pei)備相應品種(zhong)和數量(liang)的消防器材(cai)。儲(chu)區(qu)應備有(you)合適的材(cai)料收容泄(xie)漏物。
運(yun)(yun)(yun)輸(shu)的管(guan)理(li):運(yun)(yun)(yun)輸(shu)時運(yun)(yun)(yun)輸(shu)車(che)輛應(ying)配備相應(ying)品種和數量的消防(fang)(fang)器材(cai)及泄漏應(ying)急處理(li)設備。裝運(yun)(yun)(yun)該品的車(che)輛排氣(qi)管(guan)須有阻火裝置。運(yun)(yun)(yun)輸(shu)過(guo)程中(zhong)(zhong)要確(que)保(bao)容(rong)器不(bu)泄漏、不(bu)倒塌、不(bu)墜落、不(bu)損(sun)壞(huai)。嚴禁與氧化劑(ji)、酸(suan)類、鹵素(su)、食用化學品等(deng)混裝混運(yun)(yun)(yun)。運(yun)(yun)(yun)輸(shu)途(tu)中(zhong)(zhong)應(ying)防(fang)(fang)曝曬(shai)、雨淋,防(fang)(fang)高溫。中(zhong)(zhong)途(tu)停留時應(ying)遠離(li)火種、熱(re)源。車(che)輛運(yun)(yun)(yun)輸(shu)完畢應(ying)進行徹(che)底清掃(sao)。鐵路運(yun)(yun)(yun)輸(shu)時要禁止溜放。
廢棄的管理:恢復材料的原狀態,以便重(zhong)新(xin)使(shi)用(yong)。
主(zhu)要(yao)用途及接(jie)(jie)觸機會(hui):鈦(tai)(tai)用于制造特種鋼、合金(jin)、鈦(tai)(tai)陶瓷(ci)及玻璃(li)纖維。金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)也(ye)用于飛機、導彈制造及原子反應(ying)堆。還(huan)用于生產耐(nai)火材料(liao)、焊條、建筑材料(liao)和塑料(liao)等(deng)。上述工業(ye)中可(ke)接(jie)(jie)觸金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai),二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)的(de)粉(fen)塵和煙塵。四氯(lv)(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)及其(qi)部(bu)分水解物,還(huan)常(chang)夾雜氯(lv)(lv)及其(qi)氧(yang)化(hua)物。在機械處理(li)金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)過程中也(ye)接(jie)(jie)觸鈦(tai)(tai)氧(yang)化(hua)物的(de)煙塵。
侵入途徑:吸入、食入。
人體危(wei)害(hai):吸入后對(dui)上呼吸道有(you)(you)刺激性,引(yin)(yin)(yin)起咳嗽(sou)、胸部(bu)緊束(shu)感(gan)或(huo)疼痛。長期吸入TiO2粉塵的工人,肺部(bu)無任何變(bian)化(hua)。在生產鈦(tai)金屬(shu)過程,接(jie)觸(chu)四氯化(hua)鈦(tai)及(ji)其水解產物對(dui)眼和(he)上呼吸道粘(zhan)膜(mo)有(you)(you)刺激作用。長期作用可(ke)(ke)形成慢性支氣管炎(yan)。TiO2曾用作閃光灼(zhuo)傷的皮膚(fu)防護劑,未(wei)見產生接(jie)觸(chu)性皮炎(yan)、變(bian)態反(fan)應和(he)經(jing)皮吸收。100℃氯氮化(hua)鈦(tai)的飛濺和(he)吸入鈦(tai)酸及(ji)氯氮化(hua)鈦(tai)煙引(yin)(yin)(yin)起皮膚(fu)燒傷并致疤痕形成和(he)咽、聲帶、氣管粘(zhan)膜(mo)充血,由于形成瘢痕引(yin)(yin)(yin)起喉狹窄(zhai)。眼短期接(jie)觸(chu)氯氮化(hua)鈦(tai)引(yin)(yin)(yin)起結膜(mo)炎(yan)和(he)角膜(mo)炎(yan)。此外,四氯化(hua)鈦(tai)吸入可(ke)(ke)引(yin)(yin)(yin)起彌散性支氣管內(nei)息肉。
處理(li)原(yuan)則:皮(pi)膚接觸四氯化(hua)鈦(tai)后(hou)應盡快用軟紙(zhi)或(huo)布擦掉,然后(hou)用水(shui)沖洗,防(fang)止四氯化(hua)鈦(tai)遇(yu)水(shui)放出大量熱(re)及鹽酸,加重及擴大灼傷(shang)范圍。吸(xi)入四氯化(hua)鈦(tai)應立即霧化(hua)吸(xi)入5%碳酸氫鈉溶液,以中和四氯化(hua)鈦(tai)水(shui)解產生的(de)鹽酸;吸(xi)氧、保(bao)持呼(hu)吸(xi)進通暢(chang).安靜休息,減少(shao)氧的(de)消耗;早期給予足(zu)量糖(tang)皮(pi)質激素(su),并(bing)給抗(kang)生素(su)預(yu)防(fang)繼發感染及抗(kang)支氣管痙(jing)攣藥(yao)物、祛痰藥(yao)對癥治療。嚴(yan)密觀(guan)察,防(fang)治肺水(shui)腫。
預防(fang)(fang)措(cuo)施(shi):接觸四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)及(ji)(ji)(ji)其水解產(chan)物(wu)的(de)(de)工(gong)種,應(ying)注意皮膚、粘膜和呼吸(xi)道的(de)(de)防(fang)(fang)護。產(chan)生鈦(tai)及(ji)(ji)(ji)其化(hua)(hua)(hua)合物(wu)粉(fen)塵的(de)(de)工(gong)作地點,亦(yi)須加(jia)強(qiang)防(fang)(fang)塵措(cuo)施(shi)。大量(liang)微小鈦(tai)粉(fen)塵可著(zhu)火爆炸,因此鈦(tai)的(de)(de)生產(chan)、澆鑄、加(jia)工(gong)應(ying)有(you)良好通風防(fang)(fang)塵設(she)施(shi),及(ji)(ji)(ji)應(ying)有(you)防(fang)(fang)火防(fang)(fang)爆設(she)備。四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)生產(chan)過程應(ying)盡量(liang)密閉,防(fang)(fang)止其煙氣逸出(chu)及(ji)(ji)(ji)“跑、冒、滴、漏”。加(jia)強(qiang)個人防(fang)(fang)護,四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)生產(chan)設(she)備開(kai)蓋、清(qing)洗、維(wei)修(xiu)時應(ying)截(jie)防(fang)(fang)毒面其、防(fang)(fang)護眼鏡。穿(chuan)防(fang)(fang)酸防(fang)(fang)護衣帽。定期對接觸四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)生產(chan)工(gong)人進行休檢,有(you)慢性呼吸(xi)道疾病患(huan)者不能(neng)從事接觸四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)工(gong)作。
急性毒性
金屬鈦(tai)、二氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)和(he)碳(tan)化(hua)鈦(tai)屬低毒類。大(da)鼠一次氣(qi)管內(nei)注(zhu)入20-50mg二氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)和(he)兔(tu)注(zhu)入400mg后肺部(bu)無特異反應。
亞急性和慢性毒性
大(da)鼠(shu)氣(qi)管(guan)內注入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后6和(he)(he)12個(ge)(ge)月(yue),只見肺纖維化(hua)(hua)(hua)(hua)效應。大(da)鼠(shu)吸(xi)入(ru)(ru)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)塵每天(tian)4次(ci),每周5d,歷時13個(ge)(ge)月(yue),停止吸(xi)入(ru)(ru)后7個(ge)(ge)月(yue),肺無(wu)任何病理反(fan)應;但豚鼠(shu)反(fan)復吸(xi)入(ru)(ru)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)觀(guan)察(cha)到纖維化(hua)(hua)(hua)(hua)效應和(he)(he)嗜(shi)酸性自細(xi)胞浸潤。氣(qi)管(guan)內注入(ru)(ru)金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)無(wu)肺纖維化(hua)(hua)(hua)(hua)發生。大(da)鼠(shu)氣(qi)管(guan)內一次(ci)注入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)和(he)(he)一氮化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后觀(guan)察(cha)到肺部輕度纖維化(hua)(hua)(hua)(hua)。大(da)鼠(shu)吸(xi)入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)16個(ge)(ge)月(yue)亦見輕度纖維化(hua)(hua)(hua)(hua)。
代謝
人體一般(ban)飲(yin)食(shi)中(zhong)每日約(yue)攝入300μg鈦,大部(bu)分從(cong)糞排(pai)出,其中(zhong)約(yue)3%吸收(shou)入血(xue)液。進入體內的(de)鈦蓄積(ji)于(yu)脾、腎上腺(xian)、橫紋(wen)肌、肺、皮膚及肝(gan)臟(zang)等部(bu)位。吸收(shou)入體內的(de)鈦主要(yao)由尿排(pai)出。正(zheng)常(chang)人血(xue)漿中(zhong)鈦濃度約(yue)3μg/dL,尿鈦濃度為10μg/L左右。
中毒機理
金屬鈦,氧(yang)化鈦,碳化鈦(titanium carbonide)等不(bu)溶性(xing)(xing)鈦毒性(xing)(xing)低,口服吸收(shou)量少(shao),不(bu)顯示毒性(xing)(xing)反應。金屬鈦植入(ru)機體未見(jian)有病理(li)反應。吸入(ru)鈦的不(bu)溶性(xing)(xing)化合物,未見(jian)肺部有嚴重損害,其(qi)致纖維化作用甚(shen)微。用含鈦飲水長期飼養動(dong)物未見(jian)對生長發育有影響(xiang),也未見(jian)腫瘤發生。
致癌性
大鼠肌肉注射溶(rong)于三辛素的鈦金屬粉,引起纖維肉瘤(liu)(liu)(liu)和淋巴肉瘤(liu)(liu)(liu)增加。注射有(you)機鈦,注射部位(wei)出現(xian)纖維肉瘤(liu)(liu)(liu),發生肝細(xi)胞(bao)瘤(liu)(liu)(liu)和脾的惡性(xing)淋巴瘤(liu)(liu)(liu)。鈦塊沒有(you)致癌性(xing),給病人安裝鈦制人造關節(jie)兩周後,未出現(xian)腫瘤(liu)(liu)(liu)細(xi)胞(bao)。
燃爆危險
該品可燃(ran),具刺激性。
為安(an)全起(qi)見(jian),儲(chu)(chu)(chu)存時以不(bu)少于(yu)25%的(de)(de)(de)(de)水潤濕、鈍化(hua)(hua)。儲(chu)(chu)(chu)存于(yu)陰涼、通風(feng)的(de)(de)(de)(de)庫(ku)房。遠(yuan)離火種(zhong)、熱(re)源。庫(ku)溫不(bu)超(chao)過35℃,保持容器密封,嚴(yan)禁與空氣接觸。應(ying)與氧化(hua)(hua)劑、酸類、鹵(lu)素等分開存放,切(qie)忌混儲(chu)(chu)(chu)。配備(bei)相應(ying)品種(zhong)和數(shu)量的(de)(de)(de)(de)消(xiao)防(fang)器材。儲(chu)(chu)(chu)區應(ying)備(bei)有(you)合適的(de)(de)(de)(de)材料收(shou)容泄漏物(wu)。