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鈦(Titanium)化學符號為Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位于第4周期、第IVB族。鈦是一種銀白色的過渡金屬,于1791年被科學家格雷戈爾發現,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤、耐濕氯氣腐蝕。由于在自然界中金屬鈦存在分散并難于提取,因而鈦被認為是一種稀有金屬,鈦含量約占地殼的0.565%,在所有元素中居第十位。金屬鈦的莫氏硬度達到6,硬度為鋼的60%,鈦的微量雜質可顯著提高其硬度,使得鈦合金廣泛用于各個領域。
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鈦(tai)(tai)(Titanium)是一種金屬(shu)化(hua)學元素,化(hua)學符號(hao)Ti,原子序數22,在化(hua)學元素周期表中位(wei)于(yu)(yu)第(di)4周期、第(di)IVB族。由格雷戈爾于(yu)(yu)1791年發現。是一種銀白(bai)色的(de)(de)過渡(du)金屬(shu),其特征為重量輕、強(qiang)(qiang)度(du)(du)高(gao)、具金屬(shu)光澤,耐濕氯(lv)(lv)(lv)(lv)氣腐蝕(shi)。但鈦(tai)(tai)不(bu)能應用(yong)于(yu)(yu)干氯(lv)(lv)(lv)(lv)氣中,即使是溫度(du)(du)0℃以下的(de)(de)干氯(lv)(lv)(lv)(lv)氣,也會發生(sheng)劇烈的(de)(de)化(hua)學反應,生(sheng)成(cheng)四氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)鈦(tai)(tai),再分解生(sheng)成(cheng)二(er)氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)鈦(tai)(tai),甚至燃燒。只有當氯(lv)(lv)(lv)(lv)氣中的(de)(de)含(han)水(shui)(shui)量高(gao)于(yu)(yu)0.5%的(de)(de)時(shi)候,鈦(tai)(tai)在其中才能保持可靠的(de)(de)穩定性。α型(xing)(xing)鈦(tai)(tai)為六方晶系、β型(xing)(xing)鈦(tai)(tai)為立(li)方晶系。轉變溫度(du)(du)為882.5℃。熔點(1660±10)℃,沸點3287℃,密度(du)(du)為4.506g/cm3。溶于(yu)(yu)稀酸,不(bu)溶于(yu)(yu)冷(leng)水(shui)(shui)和熱水(shui)(shui)。耐海水(shui)(shui)腐蝕(shi)性很強(qiang)(qiang)。已知的(de)(de)鈦(tai)(tai)的(de)(de)同位(wei)素有13種,包括鈦(tai)(tai)-41至鈦(tai)(tai)-53。其中鈦(tai)(tai)的(de)(de)穩定同位(wei)素有鈦(tai)(tai)-46,鈦(tai)(tai)-47,鈦(tai)(tai)-48,鈦(tai)(tai)-49,鈦(tai)(tai)-50共(gong)五種,其余(yu)的(de)(de)同位(wei)素均有放射性。

鈦(tai)(tai)被認為(wei)是一種(zhong)稀有金屬,這(zhe)是由于(yu)在自然界中(zhong)其(qi)存(cun)在分散并(bing)難以提取。但其(qi)相對(dui)豐(feng)富,在所(suo)有元素中(zhong)居第十位(wei)。鈦(tai)(tai)的礦(kuang)石(shi)主要有鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)及金紅石(shi),廣布于(yu)地殼(ke)及巖石(shi)圈之中(zhong)。鈦(tai)(tai)亦同(tong)時存(cun)在于(yu)幾乎所(suo)有生物、巖石(shi)、水體及土壤中(zhong)。從主要礦(kuang)石(shi)中(zhong)萃取出鈦(tai)(tai)需(xu)要用到克(ke)羅爾法(fa)或亨特法(fa)。鈦(tai)(tai)最(zui)常見的化(hua)合物是二(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai),可(ke)用于(yu)制造白色(se)顏料。其(qi)他化(hua)合物還包括四氯化(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl4)(作(zuo)催(cui)(cui)化(hua)劑和用于(yu)制造煙(yan)幕作(zuo)空(kong)中(zhong)掩護)及三氯化(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl3)(用于(yu)催(cui)(cui)化(hua)聚丙烯的生產)。

發展歷史

鈦的發現

1、格(ge)雷戈爾(er)(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年,鈦以(yi)含鈦礦(kuang)物(wu)的(de)(de)(de)(de)形(xing)式在英格(ge)蘭(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)康(kang)沃(wo)爾(er)郡被(bei)發(fa)(fa)(fa)現(xian),發(fa)(fa)(fa)現(xian)者是英格(ge)蘭(lan)(lan)業余礦(kuang)物(wu)學(xue)家(jia)格(ge)雷戈爾(er)(Reverend William Gregor),當時正(zheng)業為負責康(kang)沃(wo)爾(er)郡的(de)(de)(de)(de)克里特(Creed)教區的(de)(de)(de)(de)牧師。他(ta)在鄰近的(de)(de)(de)(de)馬(ma)納坎(kan)(Manaccan)教區中小溪旁找到(dao)了(le)(le)(le)一些黑(hei)沙(sha),后來他(ta)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)(le)(le)那些沙(sha)會(hui)被(bei)磁(ci)鐵(tie)吸引,他(ta)意(yi)識(shi)到(dao)這種(zhong)礦(kuang)物(wu)(鈦鐵(tie)礦(kuang))包含著一種(zhong)新的(de)(de)(de)(de)元素(su)。經過(guo)分(fen)析,發(fa)(fa)(fa)現(xian)沙(sha)里面有兩(liang)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu):氧化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)(沙(sha)受磁(ci)鐵(tie)吸引的(de)(de)(de)(de)原因)及一種(zhong)他(ta)無法辨(bian)(bian)識(shi)的(de)(de)(de)(de)白色金(jin)屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)。意(yi)識(shi)到(dao)這種(zhong)未被(bei)辨(bian)(bian)識(shi)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)含有一種(zhong)未被(bei)發(fa)(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),格(ge)雷戈爾(er)對康(kang)沃(wo)爾(er)郡皇家(jia)地(di)質(zhi)學(xue)會(hui)及德國的(de)(de)(de)(de)《化(hua)(hua)(hua)學(xue)年刊》發(fa)(fa)(fa)表(biao)了(le)(le)(le)這次的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現(xian)。大約就在同時,米勒·馮·賴興斯泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出類似(si)的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi),但卻無法辨(bian)(bian)識(shi)它。

2、克拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年德國化學家(jia)克拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)在(zai)分析匈牙(ya)利產的(de)(de)紅(hong)色金(jin)紅(hong)石時也(ye)發現(xian)了這種氧(yang)化物(wu)。他(ta)主張采取為(wei)鈾(1789年由克拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)發現(xian)的(de)(de))命名的(de)(de)方法,引用希臘神話中(zhong)泰(tai)坦神族(zu)“Titanic”的(de)(de)名字給這種新元素起名叫“Titanium”。中(zhong)文(wen)按其譯音定(ding)名為(wei)鈦。當他(ta)聽(ting)聞到格雷戈(ge)爾較(jiao)早前的(de)(de)發現(xian)之后,克拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)取得了一些馬納坎礦物(wu)的(de)(de)樣本,并證實它(ta)含(han)鈦。

3、亨(heng)特(Matthew A.Hunter):格雷戈爾(er)和克拉普羅特當時所發(fa)現的鈦(tai)是粉末狀的二氧(yang)化(hua)鈦(tai),而不是金屬(shu)鈦(tai)。因為鈦(tai)的氧(yang)化(hua)物(wu)極其穩定,而且金屬(shu)鈦(tai)能與氧(yang)、氮、氫、碳等(deng)直接激(ji)烈地化(hua)合,所以單(dan)質(zhi)鈦(tai)很難制取。直到1910年才被美國化(hua)學(xue)家亨(heng)特第一次用鈉還原TiCl4制得純(chun)度達99.9%的金屬(shu)鈦(tai)。

國外發展歷程

1940年盧森堡科學(xue)家W.J.Kroll用鎂(mei)還原(yuan)(yuan)TiCl4制(zhi)得(de)了純鈦(tai)。從此,鎂(mei)還原(yuan)(yuan)法(fa)(又稱(cheng)為克勞爾法(fa))和鈉還原(yuan)(yuan)法(fa)(又稱(cheng)為亨特法(fa))成為生產(chan)海(hai)綿鈦(tai)的(de)工業(ye)方法(fa)。美國在1948年用鎂(mei)還原(yuan)(yuan)法(fa)制(zhi)出2噸海(hai)綿鈦(tai),從此開始(shi)了鈦(tai)的(de)工業(ye)化生產(chan)。

1947年,人(ren)們才開始在工廠里(li)冶(ye)煉鈦(tai)。當年,產(chan)量(liang)只有(you)2噸(dun)。1955年產(chan)量(liang)激增到(dao)(dao)2萬(wan)噸(dun)。1972年,年產(chan)量(liang)達(da)到(dao)(dao)了(le)20萬(wan)噸(dun)。鈦(tai)的(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)比鋼(gang)鐵要高,而它(ta)的(de)重(zhong)量(liang)幾乎只有(you)同體積的(de)鋼(gang)鐵的(de)一半,鈦(tai)雖然稍(shao)稍(shao)比鋁(lv)重(zhong)一點,它(ta)的(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)卻比鋁(lv)大2倍。鈦(tai)的(de)比強(qiang)度(du)(du)(du)高于(yu)鋁(lv)和鋼(gang),比模(mo)量(liang)與鋁(lv)、鋼(gang)十分接近(jin)。在宇(yu)宙(zhou)火箭(jian)和導彈中(zhong),就(jiu)大量(liang)用鈦(tai)代替(ti)鋼(gang)鐵。由于(yu)鈦(tai)非常(chang)結(jie)實(shi),能承(cheng)受很高的(de)壓力,所以人(ren)們開始用鈦(tai)來制造(zao)潛(qian)艇——鈦(tai)潛(qian)艇。這種潛(qian)艇可以在深(shen)達(da)4500米的(de)深(shen)海中(zhong)航行。

據(ju)統計,世界上每年用(yong)于宇(yu)宙航行的鈦(tai),已(yi)達一千噸以(yi)上。極細(xi)的鈦(tai)粉,還是火箭的好燃料(liao),所以(yi)鈦(tai)被(bei)譽為宇(yu)宙金屬,空(kong)間金屬。

國內發展歷程

中(zhong)國(guo)(guo)鈦(tai)工(gong)業(ye)起步(bu)于20世(shi)(shi)紀50年(nian)代。1954年(nian),北京(jing)有(you)色金屬(shu)(shu)研究總院(yuan)開始進行(xing)海綿鈦(tai)制備工(gong)藝研究,1956年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)把鈦(tai)當作戰略金屬(shu)(shu)列入了12年(nian)發展(zhan)規(gui)劃,1958年(nian)在(zai)撫(fu)順鋁廠(chang)實現了海綿鈦(tai)工(gong)業(ye)試驗,成(cheng)(cheng)立了中(zhong)國(guo)(guo)第(di)一個(ge)海綿鈦(tai)生產車間,同時在(zai)沈陽有(you)色金屬(shu)(shu)加工(gong)廠(chang)成(cheng)(cheng)立了中(zhong)國(guo)(guo)第(di)一個(ge)鈦(tai)板(ban)帶加工(gong)材(cai)生產試驗車間。寶雞鈦(tai)材(cai)加工(gong)裝備、技術水平及(ji)生產能力均居全(quan)國(guo)(guo)第(di)一,生產能力占(zhan)全(quan)中(zhong)國(guo)(guo)的60%左(zuo)右(you),市場份額(e)占(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)內(nei)鈦(tai)加工(gong)材(cai)市場85%,占(zhan)世(shi)(shi)界產量的22%,承(cheng)擔著中(zhong)國(guo)(guo)90%以上高端鈦(tai)材(cai)產品(pin)的生產任務,號(hao)稱中(zhong)國(guo)(guo)鈦(tai)谷。

20世紀60-70年代(dai)(dai),在中(zhong)國(guo)(guo)的(de)統一(yi)規(gui)劃(hua)(hua)下,先后建(jian)設了以遵義鈦(tai)廠(chang)(chang)(chang)為(wei)代(dai)(dai)表的(de)10余(yu)家(jia)海(hai)綿鈦(tai)生產(chan)(chan)單(dan)位(wei);在1967年在洛(luo)陽(yang)銅加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)成(cheng)立(li)了中(zhong)國(guo)(guo)第一(yi)個(ge)鈦(tai)管棒加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)材(cai)生產(chan)(chan)試(shi)(shi)(shi)驗車間(jian)和第二條鈦(tai)板帶材(cai)生產(chan)(chan)試(shi)(shi)(shi)驗車間(jian),并為(wei)主(zhu)承(cheng)擔(dan)了當時國(guo)(guo)內(nei)第一(yi)艘核潛艇、第一(yi)艘導彈驅逐艦及航空(kong)用鈦(tai)材(cai)的(de)試(shi)(shi)(shi)制開(kai)發(fa)(fa)任務,直到1972年寶(bao)雞(ji)有(you)(you)色(se)(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)(chan)后,洛(luo)陽(yang)銅加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)將工(gong)(gong)(gong)藝資料移交北(bei)京有(you)(you)色(se)(se)研(yan)(yan)究總院,按照(zhao)冶金(jin)部的(de)專業(ye)(ye)劃(hua)(hua)分(fen),不(bu)再(zai)承(cheng)擔(dan)鈦(tai)材(cai)料的(de)開(kai)發(fa)(fa)試(shi)(shi)(shi)制工(gong)(gong)(gong)作;以北(bei)京有(you)(you)色(se)(se)研(yan)(yan)究總院、沈(shen)陽(yang)鋁鎂院、撫順(shun)鋁廠(chang)(chang)(chang)、沈(shen)陽(yang)有(you)(you)色(se)(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)、東北(bei)輕合金(jin)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)、洛(luo)陽(yang)銅加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)等單(dan)位(wei)為(wei)主(zhu),援建(jian)了寶(bao)雞(ji)有(you)(you)色(se)(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)和寶(bao)雞(ji)貴金(jin)屬(shu)(shu)(shu)所,從此按照(zhao)行業(ye)(ye)劃(hua)(hua)分(fen),以寶(bao)雞(ji)有(you)(you)色(se)(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)和寶(bao)雞(ji)貴金(jin)屬(shu)(shu)(shu)所為(wei)主(zhu),承(cheng)擔(dan)了國(guo)(guo)內(nei)大部分(fen)鈦(tai)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)材(cai)料的(de)生產(chan)(chan)開(kai)發(fa)(fa)試(shi)(shi)(shi)制工(gong)(gong)(gong)作。同(tong)時中(zhong)國(guo)(guo)也成(cheng)為(wei)繼美國(guo)(guo)、前蘇聯(lian)和日本之后的(de)第四個(ge)具有(you)(you)完(wan)整鈦(tai)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)體系(xi)的(de)國(guo)(guo)家(jia)。

1980年前后,中國海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)產量(liang)(liang)達到(dao)2800噸,然而由于當時大(da)多(duo)數(shu)人對鈦(tai)(tai)金屬認(ren)識不(bu)足,鈦(tai)(tai)材(cai)的高價格也(ye)限制了(le)鈦(tai)(tai)的應用,鈦(tai)(tai)加工(gong)(gong)(gong)材(cai)的產量(liang)(liang)僅200噸左右,中國鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)(gong)業陷入困境。在這(zhe)種情(qing)況下,由當時國務院副總理方毅(yi)同志倡導,朱镕基和袁寶華同志支持,于1982年7月成立了(le)跨部委的全國鈦(tai)(tai)應用推廣領導小組,專(zhuan)門協調鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)(gong)業的發(fa)展事宜,促成了(le)20世紀80年代(dai)至90年代(dai)初期中國海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)加工(gong)(gong)(gong)材(cai)產銷兩(liang)旺、鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)(gong)業快速平穩(wen)發(fa)展的良好局面。

2011年(nian)是中(zhong)國“十二五(wu)”規劃的(de)第一年(nian),在(zai)這(zhe)一年(nian)里,中(zhong)國海綿(mian)鈦和(he)鈦加工材的(de)產(chan)量(liang)繼續(xu)慣(guan)性(xing)增(zeng)長。根(gen)(gen)據(ju)中(zhong)國有色(se)金屬工業協會(hui)鈦鋯鉿(jia)分會(hui)統(tong)(tong)計,國內14家海綿(mian)鈦生(sheng)產(chan)企(qi)業2011年(nian)總產(chan)量(liang)為64952t,同比增(zeng)加了12.4%。根(gen)(gen)據(ju)30家企(qi)業的(de)統(tong)(tong)計,2011年(nian)中(zhong)國共生(sheng)產(chan)鈦加工材50962t,同比增(zeng)長33.0%。

2014年(nian)9月,中(zhong)國(guo)第一爐“電子級低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)(tai)”已在(zai)浙江省余姚市成功研發投產(chan),一舉打破(po)了中(zhong)國(guo)國(guo)外的(de)壟(long)斷(duan)。低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)(tai)主要(yao)應用在(zai)半導體用濺射靶(ba)材、航(hang)空(kong)航(hang)天、海洋石(shi)油等(deng)核(he)心工業領(ling)域,戰略意(yi)義重大。作為(wei)高(gao)(gao)(gao)端(duan)戰略性金(jin)屬材料,美日政府嚴(yan)格限制對(dui)中(zhong)國(guo)的(de)出口(kou)。中(zhong)國(guo)在(zai)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)(tai)領(ling)域經(jing)常要(yao)看美日的(de)“臉色”。寧波創(chuang)潤新材料有限公司"年(nian)產(chan)250噸電子級低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)(tai)項(xiang)目"的(de)投產(chan),填(tian)補了中(zhong)國(guo)高(gao)(gao)(gao)端(duan)鈦(tai)(tai)材的(de)技術空(kong)白(bai),意(yi)味著中(zhong)國(guo)已具備(bei)低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)純(chun)鈦(tai)(tai)的(de)自(zi)主生產(chan)能力,實現(xian)了這一戰略金(jin)屬的(de)獨(du)立自(zi)給,徹底擺脫了對(dui)國(guo)外的(de)依賴。壟(long)斷(duan)打破(po)后,直接受益的(de)就是航(hang)空(kong)航(hang)天領(ling)域。

衡量(liang)一個國家(jia)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)工業規模(mo)有兩個重要指標:海(hai)(hai)綿鈦(tai)(tai)(tai)(tai)產(chan)(chan)量(liang)和(he)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)材(cai)產(chan)(chan)量(liang),其中海(hai)(hai)綿鈦(tai)(tai)(tai)(tai)產(chan)(chan)量(liang)反映原料生產(chan)(chan)能(neng)力,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)材(cai)產(chan)(chan)量(liang)反映的(de)是深加工能(neng)力。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)工業已(yi)形(xing)成中國、美國、獨聯體、日本和(he)歐(ou)洲五大生產(chan)(chan)和(he)消費(fei)主體。

綜上(shang)所(suo)述,中國(guo)(guo)鈦(tai)工業大致經歷了三個(ge)(ge)發(fa)展(zhan)(zhan)期(qi)(qi)(qi):即20世(shi)紀50年(nian)代的開創期(qi)(qi)(qi),60-70年(nian)代的建設期(qi)(qi)(qi)和80-90年(nian)代的初步發(fa)展(zhan)(zhan)期(qi)(qi)(qi)。在(zai)新世(shi)紀,得(de)益(yi)于國(guo)(guo)民經濟(ji)的持(chi)續(xu)、快速(su)發(fa)展(zhan)(zhan),中國(guo)(guo)鈦(tai)工業也進入了一個(ge)(ge)快速(su)成長(chang)期(qi)(qi)(qi)。

物質結構

鈦(tai)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)序數(shu)為22,核外電(dian)子(zi)數(shu)共有22個,其電(dian)子(zi)構型為1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦(tai)單質有兩種同(tong)素異構體(ti)(ti):α-Ti和β-Ti。α-Ti是六方晶系,原(yuan)(yuan)子(zi)堆(dui)積方式為六方密堆(dui)積,原(yuan)(yuan)子(zi)空間利用(yong)率為74%。β-Ti為立(li)方晶格,原(yuan)(yuan)子(zi)堆(dui)積方式為體(ti)(ti)心立(li)方密堆(dui)積,原(yuan)(yuan)子(zi)空間利用(yong)率為68%。另(ling)外,當鈦(tai)晶體(ti)(ti)中出現少(shao)量的(de)缺(que)陷時會影響晶體(ti)(ti)的(de)性(xing)質,如機械強度、導電(dian)性(xing)等。

物理性質

鈦(tai)具有金屬光澤,有延展性(xing)。聲音在其中(zhong)的(de)傳播速率為(wei)5090m/s。鈦(tai)的(de)主要特點是密度小、機(ji)械強度大、容易加工。

新型鈦合金耐(nai)熱性(xing)能好,可在600℃或更高的溫度下(xia)長期使(shi)用。

鈦(tai)合金的(de)耐低(di)溫(wen)性(xing)能好,鈦(tai)合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和(he)Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的(de)低(di)溫(wen)鈦(tai)合金,其強度隨溫(wen)度的(de)降低(di)而提(ti)高,但塑(su)性(xing)變化(hua)卻不大(da)。在-196-253℃低(di)溫(wen)下(xia)保持較好的(de)延性(xing)及韌性(xing),避免了金屬冷(leng)脆(cui)性(xing),是低(di)溫(wen)容器,貯箱等設備的(de)理想材(cai)料。

金(jin)屬(shu)鈦(tai)的(de)抗阻尼性(xing)能強(qiang),受到機械(xie)振動(dong)(dong)、電(dian)振動(dong)(dong)后,與鋼(gang)、銅金(jin)屬(shu)相(xiang)比,其自身振動(dong)(dong)衰減時間最長。利(li)用(yong)鈦(tai)的(de)這一性(xing)能可作音叉、醫(yi)學上的(de)超聲粉(fen)碎機振動(dong)(dong)元件(jian)和(he)高(gao)級音響揚聲器的(de)振動(dong)(dong)薄膜等。

鈦是鋼與合金中重要(yao)的合金元素,但比強度位于(yu)金屬之(zhi)首。熔點(dian)1668℃,熔化(hua)潛熱(re)3.7-5.0千卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)(ke)原子,沸點(dian)3260±20℃,汽(qi)化(hua)潛熱(re)102.5-112.5千卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)(ke)原子,臨界(jie)溫度4350℃,臨界(jie)壓力1130大氣壓。鈦的導(dao)熱(re)性(xing)(xing)和導(dao)電(dian)性(xing)(xing)能較差,近似或(huo)略低(di)于(yu)不銹鋼,鈦具有(you)超(chao)導(dao)性(xing)(xing),純鈦的超(chao)導(dao)臨界(jie)溫度為(wei)0.38-0.4K。在25℃時,鈦的熱(re)容為(wei)0.126卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)(ke)原子·度,熱(re)焓1149卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)(ke)原子,熵為(wei)7.33卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)(ke)原子·度。

鈦具(ju)有可塑(su)性(xing),高純鈦的(de)延伸率可達50-60%,斷面收縮率可達70-80%,但(dan)收縮強(qiang)度低(di)(即收縮時產(chan)生的(de)力度)。鈦中雜質的(de)存在(zai),對(dui)其(qi)機械性(xing)能影響極大(da),特別是間隙雜質(氧、氮、碳(tan))可大(da)大(da)提高鈦的(de)強(qiang)度,顯(xian)著降低(di)其(qi)塑(su)性(xing)。鈦作為(wei)結構材(cai)料所(suo)具(ju)有的(de)良好機械性(xing)能,就是通過嚴格控制其(qi)中適當的(de)雜質含量和添加合金元素而(er)達到的(de)。

純鈦是無磁(ci)性(xing)金屬,在(zai)很大(da)的磁(ci)場中也難以被(bei)磁(ci)化(hua),無毒且與(yu)人體(ti)組織及(ji)血液(ye)有(you)好的相(xiang)溶性(xing),所以被(bei)醫(yi)療(liao)界采用。鈦合金是順磁(ci)性(xing)物質,導磁(ci)率為1.00004。

鈦的(de)抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)與(yu)(yu)其屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)接近說明了(le)其屈(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比(抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)/屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du))高(gao),表示了(le)金屬鈦材(cai)料在成形時(shi)塑性(xing)變形差。由(you)于鈦的(de)屈(qu)服(fu)(fu)極限與(yu)(yu)彈性(xing)模量的(de)比值大,使(shi)鈦成型時(shi)的(de)回彈能力大。

金(jin)屬鈦(tai)的(de)導熱(re)系(xi)數雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦(tai)優異的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能,所以壁厚(hou)可以大大減薄,而(er)且(qie)表面與(yu)蒸汽的(de)換(huan)熱(re)方式為(wei)滴狀冷凝,減少(shao)(shao)了熱(re)阻(zu),鈦(tai)表面不結垢也可減少(shao)(shao)熱(re)阻(zu),使鈦(tai)的(de)換(huan)熱(re)性(xing)能顯著提高。

鈦的彈性(xing)模(mo)量在常溫(wen)時為(wei)106.4GPa,為(wei)鋼的57%。

下面(mian)是鈦(tai)的(de)電(dian)離能數(shu)據(ju)(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°

化學性質

化學反應

鈦(tai)是(shi)一種化(hua)學性質非常活潑的(de)金(jin)屬,但熔點高(gao)達1668℃。鈦(tai)在較高(gao)的(de)溫度下,還(huan)可與許(xu)多元素和化(hua)合物(wu)發生反應(ying)。按其與鈦(tai)發生不同反應(ying)可分為以下四(si)類:

第一類:鹵素和氧(yang)族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物;

第二(er)類:過渡(du)元素、氫、鈹、硼族(zu)、碳(tan)族(zu)和氮族(zu)元素與鈦生(sheng)成金屬間化物和有限固溶體;

第三類(lei):鋯、鉿、釩(fan)族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體(ti);

第四類:惰性(xing)氣體(ti)、堿金屬、堿土金屬、稀(xi)土元素(除鈧外),錒、釷等不(bu)與(yu)鈦發生(sheng)反(fan)(fan)應或基本上不(bu)發生(sheng)反(fan)(fan)應。與(yu)化合物HF和氟(fu)化物氟(fu)化氫氣體(ti)在加熱(re)時與(yu)鈦發生(sheng)反(fan)(fan)應生(sheng)成TiF4,反(fan)(fan)應式(shi)為(wei)

Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡

鈦(tai)有良好的(de)抗腐(fu)蝕性(xing)能,不(bu)受大(da)氣和海水(shui)的(de)影(ying)響。在常溫下,不(bu)會被7%以下鹽(yan)酸、5%以下硫(liu)酸、硝酸、王水(shui)或稀堿(jian)溶液(ye)所腐(fu)蝕;只有氫(qing)氟酸、濃(nong)鹽(yan)酸、濃(nong)硫(liu)酸等才可對它作用(yong)。不(bu)含水(shui)的(de)氟化氫(qing)液(ye)體(ti)只可在鈦(tai)表面上生(sheng)成一層(ceng)致密的(de)四氟化鈦(tai)膜,可防止(zhi)HF浸入鈦(tai)的(de)內部。氫(qing)氟酸是鈦(tai)的(de)最(zui)強溶劑(ji)。即使是濃(nong)度(du)為1%的(de)氫(qing)氟酸,也能與鈦(tai)發生(sheng)激烈反應:

2Ti+6HF=2TiF3+3H2

無水的(de)(de)氟化(hua)物(wu)(wu)(wu)及其水溶液在低溫下不與(yu)(yu)鈦(tai)發生反(fan)應(ying),僅在高溫下熔融(rong)的(de)(de)氟化(hua)物(wu)(wu)(wu)與(yu)(yu)鈦(tai)發生顯著反(fan)應(ying)。HCl和氯化(hua)物(wu)(wu)(wu)氯化(hua)氫氣體(ti)能腐蝕金屬鈦(tai),干燥(zao)的(de)(de)氯化(hua)氫在>300℃時(shi)與(yu)(yu)鈦(tai)反(fan)應(ying)生成TiCl4:

Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡

濃度<5%的(de)鹽酸(suan)在室溫下(xia)不與鈦反應,20%的(de)鹽酸(suan)在常溫下(xia)與鈦發生反應生成(cheng)紫色(se)的(de)TiCl3:

2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2

當溫度長高時(shi),即使(shi)稀(xi)鹽酸(suan)(suan)(suan)也(ye)會腐蝕(shi)鈦。各種無水的(de)氯化(hua)(hua)物,如鎂、錳(meng)、鐵(tie)、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和(he)NH4+離子及其(qi)水溶(rong)液,都不與(yu)鈦發生(sheng)反(fan)應(ying),鈦在這(zhe)些氯化(hua)(hua)物中具(ju)有很好(hao)的(de)穩定性。硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)和(he)硫(liu)化(hua)(hua)氫鈦與(yu)5%的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)有明(ming)顯的(de)反(fan)應(ying),在常溫下(xia),約40%的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)對鈦的(de)腐蝕(shi)速度最快(kuai),當濃度大于(yu)40%,達(da)(da)到60%時(shi)腐蝕(shi)速度反(fan)而變(bian)慢,80%又達(da)(da)到最快(kuai)。加熱的(de)稀(xi)酸(suan)(suan)(suan)或50%的(de)濃硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)可與(yu)鈦反(fan)應(ying)生(sheng)成硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)鈦:

Ti+H2SO4=TiSO4+H2

2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2

加熱(re)的濃硫酸可被(bei)鈦還原(yuan),生成(cheng)SO2:

2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡

常溫下鈦(tai)與(yu)硫化氫(qing)反應,在其表面(mian)生成(cheng)一(yi)層保護膜,可阻止(zhi)硫化氫(qing)與(yu)鈦(tai)的進一(yi)步(bu)反應。但(dan)在高溫下,硫化氫(qing)與(yu)鈦(tai)反應析(xi)出氫(qing):

Ti+H2S=TiS+H2+70千卡

粉(fen)末鈦(tai)(tai)在600℃開始與硫(liu)化(hua)(hua)氫反應生(sheng)成(cheng)鈦(tai)(tai)的(de)硫(liu)化(hua)(hua)物,在900℃時反應產(chan)物主要為TiS,1200℃時為Ti2S3。硝(xiao)酸(suan)和王水致(zhi)密(mi)的(de)表面光(guang)滑的(de)鈦(tai)(tai)對硝(xiao)酸(suan)具有很(hen)好的(de)穩定性,這是由(you)于(yu)硝(xiao)酸(suan)能快(kuai)速在鈦(tai)(tai)表面生(sheng)成(cheng)一層牢固的(de)氧化(hua)(hua)膜,但(dan)是表面粗糙,特別是海綿鈦(tai)(tai)或粉(fen)末鈦(tai)(tai),可與次、熱(re)稀硝(xiao)酸(suan)發生(sheng)反應:

3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO

3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO

高于70℃的濃硝酸也可與鈦發生反應(ying):

Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O

常溫下(xia),鈦不與王(wang)水反應(ying)。溫度(du)高(gao)時,鈦可與王(wang)水反應(ying)生成(cheng)TiCl2。

綜(zong)上所述,鈦的(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)與(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)及(ji)其存(cun)在(zai)形(xing)態、純度(du)有著(zhu)(zhu)極其密(mi)切的(de)(de)關系。致密(mi)的(de)(de)金屬(shu)鈦在(zai)自(zi)然界中(zhong)是(shi)相當穩定的(de)(de),但(dan)是(shi),粉末鈦在(zai)空氣中(zhong)可引起自(zi)燃。鈦中(zhong)雜質(zhi)的(de)(de)存(cun)在(zai),顯著(zhu)(zhu)的(de)(de)影響鈦的(de)(de)物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)、機械性(xing)(xing)能(neng)和耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)。特(te)別是(shi)一些(xie)間隙雜質(zhi),它(ta)(ta)們可以使(shi)鈦晶格發(fa)生畸變,而影響鈦的(de)(de)各種性(xing)(xing)能(neng)。常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)鈦的(de)(de)化(hua)學(xue)活性(xing)(xing)很(hen)小,能(neng)與(yu)(yu)氫(qing)氟酸等少(shao)數幾種物(wu)質(zhi)發(fa)生反應,但(dan)溫(wen)(wen)度(du)增(zeng)加(jia)時鈦的(de)(de)活性(xing)(xing)迅速增(zeng)加(jia),特(te)別是(shi)在(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)鈦可與(yu)(yu)許多(duo)(duo)物(wu)質(zhi)發(fa)生劇烈反應。鈦的(de)(de)冶煉過程一般都在(zai)800℃以上的(de)(de)高溫(wen)(wen)下(xia)進(jin)行,因(yin)此必須在(zai)真空中(zhong)或在(zai)惰性(xing)(xing)氣氛保護(hu)下(xia)操作。金屬(shu)鈦在(zai)高溫(wen)(wen)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)還(huan)原(yuan)能(neng)力強,能(neng)與(yu)(yu)氧(yang)(yang)(yang)、碳、氮以及(ji)其他許多(duo)(duo)元(yuan)素化(hua)合,還(huan)能(neng)從部分金屬(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(比(bi)如氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁)中(zhong)奪取氧(yang)(yang)(yang)。常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)鈦與(yu)(yu)氧(yang)(yang)(yang)氣化(hua)合生成一層(ceng)極薄致密(mi)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜,這層(ceng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)不與(yu)(yu)硝酸,稀硫酸,稀鹽酸反應,以及(ji)酸中(zhong)之王(wang)——王(wang)水(shui)。它(ta)(ta)與(yu)(yu)氫(qing)氟酸、濃鹽酸、濃硫酸反應。

在電化(hua)學(xue)中(zhong),鈦(tai)是單(dan)向閥型金屬,電位很負(fu),通常無法用(yong)鈦(tai)作為陽極進行(xing)分解。

人們利(li)用鈦(tai)在(zai)高溫下(xia)化合能力強的(de)(de)特點(dian),在(zai)煉鋼(gang)(gang)的(de)(de)時候,氮很容易溶解在(zai)鋼(gang)(gang)水里,當(dang)鋼(gang)(gang)錠(ding)冷(leng)卻的(de)(de)時候,鋼(gang)(gang)錠(ding)中就形成(cheng)氣泡,影(ying)響鋼(gang)(gang)的(de)(de)質量。所以煉鋼(gang)(gang)工人往鋼(gang)(gang)水里加進金屬鈦(tai),使它與氮化合,變成(cheng)爐渣——氮化鈦(tai),浮在(zai)鋼(gang)(gang)水表面,這樣鋼(gang)(gang)錠(ding)就比較純(chun)凈了。

當(dang)超音速飛機飛行時,它的機翼的溫(wen)度(du)可以達到500℃。如(ru)用比較耐熱的鋁(lv)合(he)金制(zhi)造機翼,一(yi)到二(er)三百(bai)度(du)也會吃不(bu)消,必須有一(yi)種(zhong)又輕、又韌(ren)、又耐高溫(wen)的材料來代(dai)替鋁(lv)合(he)金而(er)(er)鈦恰好能夠滿足這(zhe)些要求(qiu)。鈦還能經得(de)住零下一(yi)百(bai)多(duo)度(du)的考驗,在這(zhe)種(zhong)低(di)溫(wen)下,鈦仍舊有很好的韌(ren)性而(er)(er)不(bu)發脆。

鈦(tai)吸(xi)氣(qi)主(zhu)要(yao)指(zhi)高溫下與(yu)碳、氫、氮、氧發生反應。利(li)用(yong)鈦(tai)和鋯對空氣(qi)的強大吸(xi)收力(li),可(ke)以除去(qu)空氣(qi),造成真空。比方,利(li)用(yong)鈦(tai)制成的真空泵,可(ke)以把空氣(qi)抽到只剩下十萬億分之(zhi)一。

鈦(tai)的最大缺點是(shi)難以提煉(lian)(lian)(lian)。主要是(shi)因(yin)為鈦(tai)在高(gao)溫下化合(he)能力強,可(ke)以與(yu)氧(yang)、碳、氮以及其(qi)他(ta)許(xu)多元(yuan)素(su)(su)化合(he)。因(yin)此(ci),不論(lun)在冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)或(huo)者鑄造的時候,人們都小心地防止(zhi)這些(xie)元(yuan)素(su)(su)“侵襲”鈦(tai)。在冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)鈦(tai)的時候,空(kong)氣與(yu)水當然是(shi)嚴(yan)格(ge)禁止(zhi)接(jie)近的,甚至連冶(ye)金上常用的氧(yang)化鋁(lv)坩堝(guo)也禁止(zhi)使用,因(yin)為鈦(tai)會從氧(yang)化鋁(lv)里奪(duo)取氧(yang)。人們利用鎂(mei)與(yu)四氯(lv)化鈦(tai)在惰性氣體(ti)——氦氣或(huo)氬氣中相作(zuo)用,來提煉(lian)(lian)(lian)鈦(tai)。

鈦的化合物

鈦的(de)(de)氧(yang)化物為二氧(yang)化鈦,是(shi)鈦的(de)(de)最高(gao)價氧(yang)化物。天然(ran)TiO2是(shi)金紅(hong)石,純凈的(de)(de)TiO2是(shi)雪白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)粉末,是(shi)最好的(de)(de)白(bai)(bai)(bai)色(se)(se)顏料,俗稱鈦白(bai)(bai)(bai),冷(leng)時(shi)為白(bai)(bai)(bai)色(se)(se),熱時(shi)呈淺黃色(se)(se)。以前,人們(men)開采鈦礦,主要目的(de)(de)便(bian)是(shi)為了獲得二氧(yang)化鈦。鈦白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)粘附力強,不易(yi)起化學變化,永遠是(shi)雪白(bai)(bai)(bai)的(de)(de),是(shi)良(liang)(liang)好的(de)(de)白(bai)(bai)(bai)色(se)(se)涂(tu)料,它折射率高(gao),著色(se)(se)力強,遮蓋力大(da),化學性(xing)能穩定(ding)。其他白(bai)(bai)(bai)色(se)(se)涂(tu)料,如鋅白(bai)(bai)(bai)ZnO和鉛白(bai)(bai)(bai)2PbCO3·Pb(OH)2等,不具有鈦白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)這些(xie)優良(liang)(liang)性(xing)能。特別可貴的(de)(de)是(shi)鈦白(bai)(bai)(bai)無(wu)毒(du)。它的(de)(de)熔點很(hen)高(gao),被用來(lai)制造耐火玻璃,釉料,琺瑯(lang)、陶(tao)土、耐高(gao)溫的(de)(de)實(shi)驗器皿(min)等。

二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)是(shi)世(shi)(shi)界(jie)(jie)上最白的東西(xi),1克二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)可(ke)以把450多(duo)平方(fang)厘米的面積涂得雪(xue)白。它比常用的白顏(yan)料(liao)——鋅鋇白還要(yao)白5倍,因此是(shi)調制白油漆的最好顏(yan)料(liao)。世(shi)(shi)界(jie)(jie)上用作顏(yan)料(liao)的二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai),一年多(duo)到幾十萬噸。二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)可(ke)以加在紙里,使紙變(bian)白并(bing)且不透明,效果比其他物質大10倍,因此,鈔票紙和美(mei)術品用紙就(jiu)要(yao)加二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)。此外,為了(le)使塑料(liao)的顏(yan)色變(bian)淺(qian),使人造絲光(guang)澤柔和,有時也要(yao)添(tian)加二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)。在橡膠工業上,二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)還被用作為白色橡膠的填料(liao)。

鈦(tai)(tai)(tai)的(de)氫(qing)化物是(shi)氫(qing)化鈦(tai)(tai)(tai)。氫(qing)化鈦(tai)(tai)(tai)很(hen)脆,因而(er)可用(yong)于制造粉(fen)末鈦(tai)(tai)(tai),它還用(yong)于焊(han)接,二(er)氫(qing)化鈦(tai)(tai)(tai)受熱分解,析出(chu)新(xin)生態氫(qing)和(he)金屬鈦(tai)(tai)(tai),后者可促進(jin)焊(han)接,并使焊(han)縫強度增加。可用(yong)作聚(ju)合反應之催化劑(ji)。

四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)非常有(you)趣(qu),它在(zai)通常狀況下為無色液(ye)體(熔點-25℃,沸點136.4℃),有(you)刺鼻氣(qi)味,在(zai)濕(shi)空氣(qi)中便(bian)會大冒白煙(yan)——它水(shui)解了,變(bian)成白色的(de)二氧化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)的(de)水(shui)凝膠。在(zai)水(shui)中則強烈水(shui)解為偏鈦(tai)(tai)酸H2TiO3。在(zai)軍(jun)事上(shang)(shang),人(ren)們便(bian)利用四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)的(de)這股怪脾(pi)氣(qi),作(zuo)為人(ren)造(zao)煙(yan)霧(wu)劑(ji)。特(te)別是在(zai)海洋上(shang)(shang),水(shui)氣(qi)多,一放四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai),濃煙(yan)就象一道白色的(de)長城,擋住了敵(di)人(ren)的(de)視線。在(zai)農業上(shang)(shang),人(ren)們利用四氟化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)來防霜。

TiCl3是紫色(se)晶體,其(qi)水溶液可用做(zuo)還原劑。Ti3+比Sn2+有(you)更強(qiang)的還原性。

鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)(bei)(bei)晶體有這樣的(de)特性:當它(ta)(ta)(ta)受壓力(li)而(er)改變形狀的(de)時候,會(hui)產(chan)生電(dian)(dian)流,一通(tong)電(dian)(dian)又會(hui)改變形狀。于是,人們(men)把鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)(bei)(bei)放(fang)在超聲(sheng)(sheng)波(bo)中(zhong),它(ta)(ta)(ta)受壓便產(chan)生電(dian)(dian)流,由(you)它(ta)(ta)(ta)所(suo)產(chan)生的(de)電(dian)(dian)流的(de)大(da)小可(ke)以測(ce)知(zhi)超聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)強弱。相反,用高頻電(dian)(dian)流通(tong)過(guo)它(ta)(ta)(ta),則可(ke)以產(chan)生超聲(sheng)(sheng)波(bo)。幾乎所(suo)有的(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)儀器(qi)(qi)中(zhong),都要用到鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)(bei)(bei)。除(chu)此之外,鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)(bei)(bei)還有許多用途。例如:鐵(tie)路工人把它(ta)(ta)(ta)放(fang)在鐵(tie)軌下(xia)面,來測(ce)量火車(che)通(tong)過(guo)時候的(de)壓力(li);醫(yi)生用它(ta)(ta)(ta)制成(cheng)脈搏記錄器(qi)(qi)。用鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)(bei)(bei)做的(de)水(shui)底探測(ce)器(qi)(qi),是銳利的(de)水(shui)下(xia)眼睛,它(ta)(ta)(ta)不只能(neng)夠看(kan)到魚群(qun),而(er)且還可(ke)以看(kan)到水(shui)底下(xia)的(de)暗(an)礁(jiao)、冰山和敵人的(de)潛水(shui)艇等(deng)。

冶煉方法

制(zhi)取金(jin)屬鈦(tai)的(de)原料主要為金(jin)紅石,其(qi)中含TiO2大于(yu)96%。缺少金(jin)紅石礦的(de)國家,例(li)如蘇聯,則采用鈦(tai)鐵礦制(zhi)成(cheng)的(de)"高鈦(tai)渣",其(qi)中含TiO290%左右。因(yin)天然金(jin)紅石漲價和(he)(he)儲量日減,各國都趨向于(yu)用鈦(tai)鐵礦制(zhi)成(cheng)富(fu)鈦(tai)料,即高鈦(tai)渣和(he)(he)人造(zao)金(jin)紅石。鈦(tai)在(zai)1791年被(bei)發現,而第一次制(zhi)得純(chun)凈的(de)鈦(tai)卻是在(zai)1910年,中間經(jing)歷了一百余年。原因(yin)在(zai)于(yu):鈦(tai)在(zai)高溫下性(xing)質十(shi)分(fen)(fen)活潑,很易(yi)和(he)(he)氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純(chun)鈦(tai)需要十(shi)分(fen)(fen)苛刻的(de)條件。

冶煉鈦(tai)(tai)(tai)時,要經過復雜的(de)(de)(de)步驟。把鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦變成四氯化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再放到(dao)密封(feng)的(de)(de)(de)不銹鋼罐(guan)中,充以氬氣,使(shi)它們與(yu)金(jin)屬鎂反應,就(jiu)得到(dao)“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”。這種多(duo)孔的(de)(de)(de)“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”是不能直接使(shi)用的(de)(de)(de),還必須(xu)(xu)把它們在電(dian)(dian)爐中融(rong)化(hua)(hua)(hua)成液(ye)體,才(cai)能鑄成鈦(tai)(tai)(tai)錠。但制造這種電(dian)(dian)爐又談何容易(yi)!除了電(dian)(dian)爐的(de)(de)(de)空氣必須(xu)(xu)抽干凈外,更傷腦筋的(de)(de)(de)是,簡直找不到(dao)盛裝液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo),因為一般(ban)耐(nai)火材料都含有(you)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu),而其(qi)中的(de)(de)(de)氧就(jiu)會被(bei)液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)奪走。后(hou)來,人(ren)們終于發明了一種“水冷銅(tong)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)”的(de)(de)(de)電(dian)(dian)爐。這種電(dian)(dian)爐只(zhi)有(you)中央一部(bu)分區域(yu)很熱(re),其(qi)余部(bu)分都是冷的(de)(de)(de),鈦(tai)(tai)(tai)在電(dian)(dian)爐中熔化(hua)(hua)(hua)后(hou),流(liu)到(dao)用水冷卻的(de)(de)(de)銅(tong)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)壁(bi)上,馬上凝成鈦(tai)(tai)(tai)錠。用這種方(fang)法已(yi)經能夠生(sheng)產幾噸重的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)塊,但它的(de)(de)(de)成本就(jiu)可想而知了。

工業上常(chang)用(yong)硫(liu)酸分解鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)的方法(fa)制(zhi)取二(er)氧化鈦(tai)(tai),再(zai)由(you)二(er)氧化鈦(tai)(tai)制(zhi)取金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)。濃硫(liu)酸處(chu)理磨碎的鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)(精礦(kuang)),發生下面的化學反(fan)應:

FeTiO3+3H2SO4 = Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O

FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 = FeSO4+H2O

Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O

為(wei)(wei)了(le)除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵(tie)屑,Fe3+還原為(wei)(wei)Fe2+,然后將(jiang)溶液冷卻至(zhi)273K以(yi)下,使得FeSO4·7H2O(綠礬(fan))作為(wei)(wei)副產品結晶析出(chu)。

Ti(SO4)2和TiOSO4水解(jie)析出白(bai)色(se)的偏鈦酸沉淀,反(fan)應是:

Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4

鍛燒偏鈦酸即制得(de)二(er)氧化鈦:

H2TiO3= TiO2+H2O

工業上制金屬鈦采(cai)用金屬熱還(huan)原法還(huan)原四氯(lv)化鈦。將TiO2(或天(tian)然的金紅石)和炭粉(fen)混合加熱至1000~1100K,進行氯(lv)化處理(li),并(bing)使(shi)生成的TiCl4,蒸氣(qi)冷凝。

TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO

在(zai)1070K用熔融(rong)的鎂在(zai)氬氣中(zhong)還原TiCl4可(ke)得多(duo)孔的海綿(mian)鈦:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

這(zhe)種海綿鈦(tai)經過粉(fen)碎、放(fang)入(ru)真空(kong)電(dian)弧(hu)爐里熔煉,最后制成各種鈦(tai)材(cai)。

也可以通(tong)過反應:Ti+2CI2=TiCI4

得到的TiCI4經過高溫(wen)(1250℃左右)情況下分解:

TiCI4=Ti+2CI2

由此得到純鈦棒。

金屬鎂還原(yuan)四(si)(si)氯化(hua)鈦。按(an)摩爾比將四(si)(si)氯化(hua)鈦在(zai)惰性氣體中用金屬鎂還原(yuan),反應溫(wen)度(du)控制在(zai)900℃左右,可制得海綿狀(zhuang)鈦。副產品氯化(hua)鎂可通(tong)過在(zai)1.33×10-2~1.33×10-4Pa真(zhen)空、加熱1000℃的(de)條件(jian)下從鈦中分離(li)出來。

鈦的應用

鈦合金的應用

鈦(tai)耐腐(fu)蝕(shi),所以在化學工業(ye)上(shang)常常要用到它(ta)。過(guo)去(qu),化學反應器(qi)中裝熱硝酸的(de)部(bu)件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那強(qiang)烈的(de)腐(fu)蝕(shi)劑——熱硝酸,每隔半(ban)年,這種部(bu)件就要統統換掉(diao)。用鈦(tai)來制造這些部(bu)件,雖然(ran)成本比不銹鋼部(bu)件貴一(yi)些,但(dan)是它(ta)可以連(lian)續不斷(duan)地使用五(wu)年,計算起來反而合(he)算得多。

鈦(tai)(tai)(tai)和(he)(he)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)大(da)(da)量用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)航(hang)空工業,有(you)"空間金(jin)(jin)(jin)屬(shu)"之稱;另外,在造船工業、化(hua)學工業、制造機(ji)械(xie)部(bu)件(jian)、電(dian)訊器(qi)(qi)材、硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)等(deng)方面(mian)有(you)著日(ri)益廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)。純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)是銀白色的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu),它(ta)具有(you)許多優良性(xing)能。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)比(bi)(bi)鋼(gang)(gang)小43%,比(bi)(bi)久負(fu)盛名(ming)的(de)(de)(de)輕(qing)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鎂稍大(da)(da)一些(xie)。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)大(da)(da),純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)抗拉強(qiang)度(du)(du)最高(gao)(gao)可(ke)達(da)180kg/mm2,與鋼(gang)(gang)相(xiang)差不多,比(bi)(bi)鋁大(da)(da)兩倍,比(bi)(bi)鎂大(da)(da)五(wu)倍。鈦(tai)(tai)(tai)耐(nai)高(gao)(gao)溫,熔點1942K,比(bi)(bi)黃金(jin)(jin)(jin)高(gao)(gao)近(jin)1000K,比(bi)(bi)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)近(jin)500K。有(you)些(xie)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)高(gao)(gao)于(yu)(yu)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin),但(dan)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)比(bi)(bi)強(qiang)度(du)(du)(抗拉強(qiang)度(du)(du)和(he)(he)密(mi)度(du)(du)之比(bi)(bi))卻超過優質(zhi)鋼(gang)(gang)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)有(you)好的(de)(de)(de)耐(nai)熱強(qiang)度(du)(du)、低溫韌(ren)性(xing)和(he)(he)斷裂韌(ren)性(xing),故(gu)多用(yong)(yong)(yong)作(zuo)飛機(ji)發(fa)動機(ji)零件(jian)和(he)(he)火箭、導彈結構件(jian)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)還(huan)可(ke)作(zuo)燃料和(he)(he)氧化(hua)劑的(de)(de)(de)儲箱以(yi)及(ji)高(gao)(gao)壓容(rong)器(qi)(qi)。已(yi)有(you)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)制造自動步槍,迫(po)擊炮座板及(ji)無(wu)后(hou)座力炮的(de)(de)(de)發(fa)射管(guan)。在石(shi)油(you)(you)工業上主要(yao)作(zuo)各種容(rong)器(qi)(qi)、反應(ying)(ying)器(qi)(qi)、熱交換(huan)器(qi)(qi)、蒸餾(liu)塔、管(guan)道(dao)、泵和(he)(he)閥等(deng)。鈦(tai)(tai)(tai)可(ke)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)電(dian)極和(he)(he)發(fa)電(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)冷凝器(qi)(qi)以(yi)及(ji)環境(jing)污染控制裝置。鈦(tai)(tai)(tai)鎳形(xing)狀記(ji)憶(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在儀器(qi)(qi)儀表上已(yi)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)。在醫(yi)療中,鈦(tai)(tai)(tai)可(ke)作(zuo)人造骨頭和(he)(he)各種器(qi)(qi)具。鈦(tai)(tai)(tai)還(huan)是煉鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)脫氧劑和(he)(he)不銹鋼(gang)(gang)以(yi)及(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)白粉是顏料和(he)(he)油(you)(you)漆的(de)(de)(de)良好原(yuan)料。碳化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),氫化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)是新型硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料。氮化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)顏色近(jin)于(yu)(yu)黃金(jin)(jin)(jin),在裝飾方面(mian)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)廣(guang)泛(fan)。

鈦(tai)屬于(yu)化(hua)學性質(zhi)比(bi)較活潑的(de)(de)金屬。加熱(re)時(shi)能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬作用。但(dan)在常溫下,鈦(tai)表面易生成一層極薄(bo)的(de)(de)致密的(de)(de)氧化(hua)物保護膜,可以抵抗(kang)強酸甚至(zhi)王(wang)水的(de)(de)作用,表現出強的(de)(de)抗(kang)腐蝕性。因此,一般金屬在酸、堿、鹽的(de)(de)溶液中變(bian)得千瘡百孔而鈦(tai)卻安然無(wu)恙。

液態鈦(tai)(tai)幾乎(hu)能溶解所(suo)有(you)的(de)金(jin)屬(shu),因此可(ke)以和多種金(jin)屬(shu)形成合(he)金(jin)。鈦(tai)(tai)加入(ru)鋼(gang)中(zhong)制(zhi)(zhi)(zhi)得的(de)鈦(tai)(tai)鋼(gang)堅韌而富有(you)彈性。鈦(tai)(tai)能與鐵(tie)、鋁、釩或(huo)鉬等(deng)其(qi)他元(yuan)素熔(rong)成合(he)金(jin),造(zao)出(chu)高強度的(de)輕合(he)金(jin),在(zai)各方面有(you)著廣(guang)泛的(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong),包括航天(tian)(噴氣發動機(ji)、導彈及航天(tian)器(qi))、軍(jun)事(shi)、工業程(cheng)序(化工與石油制(zhi)(zhi)(zhi)品、海水淡化及造(zao)紙)、汽車、農產食品、醫(yi)學(義肢、骨科移植及牙(ya)科器(qi)械(xie)與填充物(wu))、廚房用(yong)(yong)(yong)(yong)具(ju)、運動用(yong)(yong)(yong)(yong)品、珠寶及手機(ji)等(deng)等(deng)。鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)強度高,大量用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)軍(jun)用(yong)(yong)(yong)(yong)超(chao)音速飛機(ji)的(de)結構材料、噴氣發動機(ji)的(de)壓縮(suo)部件、飛機(ji)機(ji)架(jia)的(de)構件、機(ji)殼(ke)、隔(ge)火墻、鉚(liu)釘(ding);空運裝備的(de)結構部件;軍(jun)事(shi)設(she)施和軍(jun)用(yong)(yong)(yong)(yong)艦艇的(de)裝甲板以及螺旋槳的(de)葉片等(deng)。在(zai)民用(yong)(yong)(yong)(yong)工業中(zhong),鈦(tai)(tai)及其(qi)合(he)金(jin)可(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)各種泵(beng)、閥門、過濾、蒸發設(she)備的(de)金(jin)屬(shu)絲網(wang)和各種機(ji)器(qi)零(ling)件。粉末狀鈦(tai)(tai)可(ke)在(zai)電子管制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)工藝(yi)中(zhong)用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)除氧(yang)劑。主要用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)航天(tian)飛機(ji)、火箭導彈、潛(qian)艇、化工設(she)備、醫(yi)療器(qi)械(xie)、人工關節等(deng),還用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)取鈦(tai)(tai)白(bai)粉。可(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)來制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)反(fan)應(ying)釜,冷凝(ning)器(qi),發酵罐和冷卻器(qi)。

鈦(tai)合金制(zhi)成飛(fei)機比(bi)其它金屬制(zhi)成同(tong)樣重的飛(fei)機多載旅客100多人(ren)。制(zhi)成的潛艇,既能抗海水腐蝕,又能抗深(shen)層壓力,其下潛深(shen)度(du)比(bi)不銹(xiu)鋼潛艇增加80%。同(tong)時,鈦(tai)無磁性,不會被水雷(lei)發現,具有很好的反監(jian)護(hu)作用。

因(yin)為(wei)鈦具(ju)有(you)“親生物”性,在人(ren)(ren)體內,能抵抗分泌物的(de)腐蝕且(qie)無毒,對任何殺菌(jun)方法都適(shi)應(ying)。因(yin)此被(bei)廣泛(fan)用于制醫療器(qi)械(xie),制人(ren)(ren)造髖關節、膝(xi)關節、肩(jian)關節、脅關節、頭(tou)蓋骨(gu),主動(dong)(dong)心瓣、骨(gu)骼(ge)固定夾。當新的(de)肌肉纖維(wei)環(huan)包在這(zhe)些“鈦骨(gu)”上時,這(zhe)些鈦骨(gu)就開(kai)始維(wei)系著人(ren)(ren)體的(de)正常活動(dong)(dong)。

鈦在人體(ti)(ti)中分布廣泛,正(zheng)常人體(ti)(ti)中的含量為(wei)每70kg體(ti)(ti)重不超過15mg,其作用尚不清楚。但(dan)鈦能刺(ci)激(ji)吞(tun)噬細胞,使免疫力(li)增強這一作用已(yi)被證實。

鈦化合物的應用

重要的鈦化合物有:二氧化鈦(TiO2)、四氯(lv)化鈦(TiCl4)、偏鈦酸鋇(bei)(BaTiO3)。

純(chun)凈的(de)二氧化鈦是(shi)白(bai)(bai)色粉末(mo),是(shi)優(you)良的(de)白(bai)(bai)色顏(yan)料,商品名稱“鈦白(bai)(bai)”。它兼有鉛白(bai)(bai)(PbCO3)的(de)遮蓋性能和(he)鋅(xin)白(bai)(bai)(ZnO)的(de)持久性能。因此(ci),人們常把鈦白(bai)(bai)加在油漆(qi)中,制成高級白(bai)(bai)色油漆(qi)。

在(zai)(zai)造紙(zhi)工業中作(zuo)為填(tian)充劑(ji)加(jia)在(zai)(zai)紙(zhi)槳中。

紡織(zhi)工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)作(zuo)為人(ren)造(zao)纖維(wei)的(de)消光劑(ji);在(zai)(zai)玻璃(li)、陶瓷、搪瓷工(gong)業(ye)(ye)上(shang)作(zuo)為添加劑(ji),改善(shan)其性能;在(zai)(zai)許多(duo)化學(xue)反(fan)應中(zhong)用作(zuo)催化劑(ji)。在(zai)(zai)化學(xue)工(gong)業(ye)(ye)日益發展(zhan)的(de)今(jin)天,二(er)氧化鈦(tai)及鈦(tai)系(xi)化合物作(zuo)為精細化工(gong)產品,有著很(hen)高的(de)附加價值,前景十分誘人(ren)。

四氯化鈦(tai)是一種(zhong)無色液體;熔點250K、沸點409K,有(you)刺激性氣(qi)(qi)味。它在水中(zhong)或潮濕的(de)空氣(qi)(qi)中(zhong)都極易水解,冒出大(da)量的(de)白煙。

TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl

因此TiCl4在軍(jun)事上作為(wei)人(ren)造煙霧(wu)劑,猶(you)其(qi)是用(yong)(yong)在海洋戰爭中。在農(nong)業上,人(ren)們用(yong)(yong)TiCl4形成(cheng)的濃霧(wu)地面,減少夜間地面熱量的散(san)失,保護蔬菜(cai)和農(nong)作物(wu)不受嚴寒、霜凍的危害。

將TiO2和BaCO3一起熔融制得偏鈦酸鋇:

TiO2+BaCO3=BaTiO3十CO2

人工制(zhi)得的(de)(de)(de)BaTiO3具有(you)高的(de)(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)(dian)常數,由(you)它(ta)制(zhi)成的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)有(you)較大的(de)(de)(de)容量,更(geng)重要的(de)(de)(de)是BaTiO3具有(you)顯著的(de)(de)(de)“壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)性能”,其晶體受(shou)壓(ya)會產生電(dian)(dian)(dian)(dian)流,一通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian),又會改(gai)變形狀(zhuang)。人們(men)把它(ta)置于超(chao)聲(sheng)(sheng)波中,它(ta)受(shou)壓(ya)便(bian)產生電(dian)(dian)(dian)(dian)流,通(tong)過(guo)測量電(dian)(dian)(dian)(dian)流強弱可測出(chu)超(chao)聲(sheng)(sheng)波強弱。幾乎所有(you)的(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)波儀(yi)器(qi)中都要用到它(ta)。隨著鈦酸鹽的(de)(de)(de)開發(fa)利用,它(ta)愈(yu)來(lai)愈(yu)廣(guang)泛地(di)用來(lai)制(zhi)造非(fei)線性元(yuan)件、介質(zhi)放大器(qi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)子計算機記憶(yi)元(yuan)件、微型電(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)鍍材料、航空材料、強磁、半導體材料、光學儀(yi)器(qi)、試劑等(deng)。

鈦、鈦合(he)金及鈦化合(he)物(wu)的(de)(de)優良(liang)性能(neng)促使(shi)人(ren)類迫切(qie)需(xu)要它們。然而,生產成(cheng)本之高(gao),使(shi)應(ying)用受到限制。相信在不(bu)久的(de)(de)將來(lai),隨(sui)著鈦的(de)(de)冶煉技術(shu)不(bu)斷(duan)改進(jin)和提高(gao),鈦、鈦合(he)金及鈦的(de)(de)化合(he)物(wu)的(de)(de)應(ying)用將會得到更(geng)大的(de)(de)發(fa)展。

鈦(tai)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性鋯是一種應(ying)用于(yu)原(yuan)子能工業和在高溫高壓下(xia)用作(zuo)耐蝕(shi)化(hua)工材料,但(dan)在溶(rong)液(ye)中其活潑性僅次于(yu)鈉。在氫氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)溶(rong)液(ye)里(li)加入活潑的(de)硝酸鋯溶(rong)液(ye),會發現鈦(tai)把(ba)硝酸鋯拒之門外(wai)。而且氫氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)的(de)密(mi)度小(xiao)于(yu)硝酸鋯,但(dan)依然能保持明顯的(de)分層(ceng),并把(ba)硝酸鋯停留在上層(ceng),這證明了鈦(tai)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性。

根據實驗,鈦放入海底20~50年均不會被腐蝕(shi)。

含量分布

總體狀況

截至1995年底,世(shi)界金紅石(包括銳鈦(tai)礦(kuang))儲(chu)量(liang)(liang)和儲(chu)量(liang)(liang)基礎分別為3330萬(wan)噸(dun)和16440萬(wan)噸(dun),資源總(zong)量(liang)(liang)約2.3億(yi)(yi)噸(dun)(TiO2含量(liang)(liang),下同(tong)),主要集(ji)中在(zai)南非(fei)、印(yin)度、斯里蘭卡(ka)、澳大(da)利亞(ya)。世(shi)界鈦(tai)鐵礦(kuang)(TiO2)儲(chu)量(liang)(liang)和儲(chu)量(liang)(liang)基礎分別為2.743億(yi)(yi)噸(dun)和4.353億(yi)(yi)噸(dun),資源總(zong)量(liang)(liang)約10億(yi)(yi)噸(dun);主要集(ji)中在(zai)南非(fei)、挪威(wei)、澳大(da)利亞(ya)、加拿大(da)和印(yin)度。

截(jie)至(zhi)1996年底(di)中國保(bao)有原生(sheng)鈦(tai)(磁)鐵礦(折TiO2)儲(chu)量35704.09萬(wan)噸(dun)(其中A+B+C級23191.50萬(wan)噸(dun));鈦(tai)鐵礦(砂礦)礦物(wu)儲(chu)量3803.19萬(wan)噸(dun)(其中A+B+C級2147.17萬(wan)噸(dun));金紅石(shi)礦物(wu)儲(chu)量256.86萬(wan)噸(dun)(其中A+B+C級73.73萬(wan)噸(dun));金紅石(shi)TiO2儲(chu)量750.86萬(wan)噸(dun)(其中A+B+C級242.43萬(wan)噸(dun))。

若將(jiang)中國1996年(nian)保有鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)砂礦(kuang)(kuang)的(de)A+B+C級礦(kuang)(kuang)物儲(chu)(chu)量2147.17萬(wan)(wan)(wan)噸,按含TiO2 48%折算,則(ze)其TiO2儲(chu)(chu)量為(wei)1030.64萬(wan)(wan)(wan)噸,僅(jin)占(zhan)(zhan)同年(nian)世(shi)界鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(TiO2)27000萬(wan)(wan)(wan)噸的(de)3.83%;若再(zai)將(jiang)其與原生鈦(tai)磁鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)巖礦(kuang)(kuang)(TiO2)的(de)A+B+C級儲(chu)(chu)量(23191.50萬(wan)(wan)(wan)噸)中可利用的(de)約占(zhan)(zhan)50%以(yi)粒狀鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)產出的(de)(TiO2)儲(chu)(chu)量11595.75萬(wan)(wan)(wan)噸相加,其TiO2總儲(chu)(chu)量為(wei)12626.4萬(wan)(wan)(wan)噸,則(ze)占(zhan)(zhan)世(shi)界鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(TiO2)儲(chu)(chu)量27000萬(wan)(wan)(wan)噸的(de)47.76%,從這個意義上(shang)說,中國可稱(cheng)為(wei)世(shi)界鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)資(zi)源最豐(feng)富的(de)國家。

若將中(zhong)國1996年(nian)保有金(jin)紅(hong)石礦物的A+B+C級儲量73.73萬(wan)噸(dun)(dun)按(an)含(han)TiO2 94%折(zhe)算成TiO2儲量為(wei)69.31萬(wan)噸(dun)(dun),再加上同(tong)年(nian)金(jin)紅(hong)石(TiO2)的A+B+C級儲量242.43萬(wan)噸(dun)(dun),合計為(wei)311.74萬(wan)噸(dun)(dun),則占同(tong)年(nian)世界金(jin)紅(hong)石(TiO2)儲量3330萬(wan)噸(dun)(dun)的9.36%,由(you)此可見中(zhong)國金(jin)紅(hong)石資源并不(bu)豐富(fu)。

地理分布

中國鈦(tai)(tai)資(zi)源(yuan)總(zong)量9.65億噸(dun),居世界之(zhi)首,占世界探明(ming)儲量的(de)38.85%,主要集中在四川、云南、廣東、廣西及海南等地(di)(di),其中攀(pan)西(攀(pan)枝花西昌)地(di)(di)區是中國最大的(de)鈦(tai)(tai)資(zi)源(yuan)基地(di)(di),鈦(tai)(tai)資(zi)源(yuan)量為8.7億噸(dun)。

中(zhong)國(guo)探明的鈦(tai)資源分(fen)布在21個省(自治區、直轄市(shi))共108個礦(kuang)區。主要產(chan)區為四川,次有河(he)北、海(hai)南、廣東、湖北、廣西、云南、陜西、山(shan)西等省(區)。

鈦磁鐵(tie)礦巖(yan)礦:主要礦床分布(bu)在四川省(sheng)(sheng)攀(pan)枝(zhi)花的(de)(de)鹽邊(bian)紅格和米易白馬,西(xi)昌的(de)(de)太和;河(he)北省(sheng)(sheng)承德(de)的(de)(de)大廟(miao)、黑山(shan),豐寧的(de)(de)招(zhao)兵(bing)溝(gou),崇(chong)禮的(de)(de)南天門;山(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)左(zuo)權的(de)(de)桐峪;陜西(xi)省(sheng)(sheng)洋縣的(de)(de)畢機溝(gou);新疆的(de)(de)尾亞;河(he)南省(sheng)(sheng)舞陽的(de)(de)趙案莊(zhuang);廣(guang)東(dong)省(sheng)(sheng)興寧的(de)(de)霞(xia)嵐;黑龍江省(sheng)(sheng)的(de)(de)呼瑪(ma);北京市(shi)昌平的(de)(de)上(shang)莊(zhuang)和懷柔(rou)的(de)(de)新地。其中四川省(sheng)(sheng)表內儲量(TiO2 44256.32萬t)占全(quan)國同(tong)類儲量(TiO2 46522.83萬t)的(de)(de)95.1%,河(he)北省(sheng)(sheng)(TiO2 1544.46萬t)占3.3%,陜西(xi)省(sheng)(sheng)占0.46%,山(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)占0.35%。

金紅石巖礦主要礦床(chuang)分布在湖北(bei)省(sheng)棗陽的(de)大(da)阜(fu)山(shan);山(shan)西(xi)省(sheng)代縣的(de)碾子溝;河南省(sheng)新縣的(de)楊沖;山(shan)東省(sheng)萊西(xi)縣的(de)劉家莊。其(qi)中(zhong)湖北(bei)省(sheng)金紅石(TiO2)表(biao)內(nei)儲(chu)量(534.43萬(wan)t)占全(quan)國(guo)同類儲(chu)量(750.86萬(wan)t)的(de)71.2%,山(shan)西(xi)省(sheng)(154.79萬(wan)t)占20.6%,陜西(xi)省(sheng)(44.4萬(wan)t)占5.9%。

鈦(tai)的(de)(de)主要(yao)礦(kuang)(kuang)石是(shi)(shi)金紅石TiO2和鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)FeTiO3,它(ta)(ta)的(de)(de)發(fa)(fa)現也正(zheng)是(shi)(shi)從(cong)這兩種礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)分(fen)析(xi)而來。早在(zai)1791年(nian)英國英格蘭西南端康沃爾(Cornwall)郡門拉陳(chen)(Menacan)教區的(de)(de)牧師格累(lei)(lei)高(gao)爾,也是(shi)(shi)一(yi)位科學家(jia),分(fen)析(xi)出產在(zai)他(ta)教區內的(de)(de)一(yi)種黑色礦(kuang)(kuang)砂(sha),也就是(shi)(shi)今(jin)天(tian)成為(wei)鈦(tai)鐵礦(kuang)(kuang)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)石時發(fa)(fa)現了(le)一(yi)種新的(de)(de)金屬(shu)物質并命名為(wei)menacenite。三(san)年(nian)后,1795年(nian),克拉普(pu)羅特(te)(te)分(fen)析(xi)了(le)匈牙利布伊尼克(Boinik)地區出產的(de)(de)金紅石,認識到它(ta)(ta)是(shi)(shi)一(yi)種新金屬(shu)的(de)(de)氧化物,具有抵抗酸、堿溶液的(de)(de)特(te)(te)性(xing),借用希臘神話中大地的(de)(de)第(di)一(yi)代(dai)兒子(zi)們泰(tai)坦神族Titans,命名這個(ge)金屬(shu)為(wei)titanium,元素符號定為(wei)Ti。兩年(nian)后,克拉普(pu)羅特(te)(te)證實格累(lei)(lei)高(gao)爾發(fa)(fa)現的(de)(de)menacenite就是(shi)(shi)鈦(tai)。

鈦(tai)(tai)屬(shu)于稀(xi)有(you)(you)金屬(shu),實(shi)際上鈦(tai)(tai)并不稀(xi)有(you)(you),其在地(di)殼中的(de)(de)豐度(du)占第七(qi)位(wei),占0.45%,遠(yuan)遠(yuan)高于許多常見的(de)(de)金屬(shu)。但由于鈦(tai)(tai)的(de)(de)性質活潑,對冶煉工(gong)藝(yi)要(yao)(yao)求高,使得(de)人(ren)們長期(qi)無法制得(de)大量的(de)(de)鈦(tai)(tai),從(cong)而被歸類為“稀(xi)有(you)(you)”的(de)(de)金屬(shu)。用于冶煉鈦(tai)(tai)的(de)(de)礦物(wu)主要(yao)(yao)有(you)(you)鈦(tai)(tai)鐵礦(FeTiO3)、金紅石(TiO2)和(he)鈣鈦(tai)(tai)礦等。礦石經處理得(de)到易揮發的(de)(de)四氯化(hua)鈦(tai)(tai),再(zai)用鎂還原而制得(de)純鈦(tai)(tai)。

地(di)球表面十公里厚的(de)地(di)層中(zhong),含(han)鈦達千分(fen)之(zhi)六,比銅(tong)多61倍(bei),在地(di)殼中(zhong)的(de)含(han)量排第十位(wei)(地(di)殼中(zhong)元素排行(xing):氧(yang)、硅、鋁、鐵(tie)、鈣、鈉、鉀、鎂(mei)、氫(qing)、鈦),隨便從地(di)下抓起一把泥土(tu),其中(zhong)都含(han)有千分(fen)之(zhi)幾的(de)鈦,世界上(shang)儲量超過一千萬噸(dun)的(de)鈦礦并(bing)不稀罕。

元素在海(hai)水中的含量:0.00048ppm

元素在太陽中的含量(liang):4ppm

地殼(ke)中含(han)量:5600ppm

應急處置

皮(pi)膚(fu)接觸:脫去污染的(de)衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮(pi)膚(fu)。

眼睛(jing)接觸(粉末(mo)):提起(qi)眼瞼(jian),用流動清(qing)水(shui)或生理(li)鹽(yan)水(shui)沖洗。就醫。

吸(xi)(xi)(xi)入(粉末):迅速脫離(li)現場至(zhi)空氣新鮮處(chu)。保持呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)道(dao)通暢。如呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)困難,給輸(shu)氧(yang)。如呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)停止,立即進行人工呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)。就(jiu)醫。

食入:飲足量溫(wen)水,催吐。就醫(yi)。

呼(hu)吸(xi)系統防(fang)護:可能接觸其粉(fen)塵時,必須(xu)佩(pei)戴自吸(xi)過濾式防(fang)塵口罩。

眼睛(jing)防護(hu)(粉末):戴安(an)全防護(hu)眼鏡。

身(shen)體防護:穿透氣型防毒(du)服(fu)。

手(shou)防護:戴防毒物滲(shen)透手(shou)套。

其他防護:工(gong)作現場禁(jin)止吸煙、進食和飲(yin)水。工(gong)作完畢,淋(lin)浴(yu)更衣。注意個人清潔衛生。

泄(xie)漏應急(ji)處理(li):隔離(li)泄(xie)漏污染區(qu),限(xian)制出入(ru)。切斷(duan)火源。建議應急(ji)處理(li)人員戴防(fang)塵面(mian)具(ju)(全面(mian)罩(zhao)),穿防(fang)毒服(fu)。不要直(zhi)接接觸泄(xie)漏物。小量(liang)(liang)泄(xie)漏:避免揚塵,用潔(jie)凈的鏟子收集(ji)于干(gan)燥、潔(jie)凈、有(you)蓋的容器中。轉移回收。大量(liang)(liang)泄(xie)漏:用塑料布、帆布覆蓋。使用無火花工具(ju)轉移回收。

有害燃燒產物(wu):氧化(hua)鈦。

滅(mie)火(huo)方(fang)法:采(cai)用(yong)干(gan)(gan)粉(fen)、干(gan)(gan)砂滅(mie)火(huo)。嚴禁用(yong)水、泡沫、二氧化(hua)碳撲救。高熱或劇烈燃燒時(shi),用(yong)水撲救可能會引起爆炸。

管理信息庫

操(cao)作(zuo)的(de)管理:密閉操(cao)作(zuo),局部排風。操(cao)作(zuo)人員必須經過專(zhuan)門培訓,嚴格遵守操(cao)作(zuo)規(gui)程。建議操(cao)作(zuo)人員佩(pei)戴(dai)自吸(xi)過濾式(shi)防(fang)(fang)(fang)塵(chen)口(kou)罩(zhao),戴(dai)安(an)全防(fang)(fang)(fang)護眼(yan)鏡,穿透氣型(xing)防(fang)(fang)(fang)毒服,戴(dai)防(fang)(fang)(fang)毒物滲透手套。遠(yuan)離(li)火種、熱源(yuan),工(gong)作(zuo)場(chang)所嚴禁吸(xi)煙。使用(yong)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)型(xing)的(de)通(tong)風系(xi)統(tong)和設備。避(bi)免產生(sheng)粉塵(chen)。避(bi)免與(yu)氧化劑、酸類、鹵素接觸。在氬(ya)氣中操(cao)作(zuo)處置。搬運(yun)時要(yao)輕裝輕卸(xie),防(fang)(fang)(fang)止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的(de)消防(fang)(fang)(fang)器材及泄漏應急處理設備。倒空的(de)容器可能殘留有害物。

儲(chu)(chu)(chu)存(cun)的(de)(de)管理:為安全起見(jian),儲(chu)(chu)(chu)存(cun)時(shi)常以不少于25%的(de)(de)水潤(run)濕(shi)、鈍(dun)化。儲(chu)(chu)(chu)存(cun)于陰涼、通風的(de)(de)庫房(fang)。遠離火種、熱源。庫溫(wen)不超(chao)過30℃,相對濕(shi)度不超(chao)過80%。保(bao)持容器密封,嚴禁與空氣接觸。應(ying)與氧化劑、酸類、鹵(lu)素等分開存(cun)放,切忌混(hun)儲(chu)(chu)(chu)。配備相應(ying)品(pin)種和數量的(de)(de)消防器材。儲(chu)(chu)(chu)區(qu)應(ying)備有合適(shi)的(de)(de)材料收容泄漏物。

運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)的管理:運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)時運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)車(che)輛應(ying)(ying)配(pei)備(bei)相應(ying)(ying)品(pin)種(zhong)和數量的消防器材及(ji)泄漏應(ying)(ying)急處理設備(bei)。裝(zhuang)(zhuang)運(yun)該品(pin)的車(che)輛排氣管須有阻(zu)火(huo)裝(zhuang)(zhuang)置。運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)過程中(zhong)要確保(bao)容器不泄漏、不倒(dao)塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧(yang)化劑(ji)、酸類、鹵(lu)素、食用化學(xue)品(pin)等(deng)混(hun)裝(zhuang)(zhuang)混(hun)運(yun)。運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)途中(zhong)應(ying)(ying)防曝(pu)曬、雨(yu)淋,防高溫(wen)。中(zhong)途停(ting)留(liu)時應(ying)(ying)遠離(li)火(huo)種(zhong)、熱源。車(che)輛運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)完畢應(ying)(ying)進行徹底(di)清掃(sao)。鐵路運(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)時要禁止溜放。

廢棄的管理:恢復材料的原狀(zhuang)態,以便重新(xin)使用。

應急醫療庫

主要用途及接觸機會(hui):鈦(tai)用于(yu)制(zhi)造特種(zhong)鋼、合金、鈦(tai)陶瓷及玻璃(li)纖維。金屬鈦(tai)也(ye)用于(yu)飛機、導彈制(zhi)造及原子反應堆。還(huan)用于(yu)生產(chan)耐火材(cai)料(liao)(liao)、焊條、建筑材(cai)料(liao)(liao)和塑料(liao)(liao)等。上述(shu)工業中(zhong)可接觸金屬鈦(tai),二氧化(hua)鈦(tai)的(de)粉塵和煙塵。四氯化(hua)鈦(tai)及其(qi)部分水解物,還(huan)常夾雜氯及其(qi)氧化(hua)物。在機械處(chu)理金屬鈦(tai)過程中(zhong)也(ye)接觸鈦(tai)氧化(hua)物的(de)煙塵。

侵入途(tu)徑:吸入、食入。

人體危害(hai):吸(xi)(xi)入后對(dui)上(shang)呼吸(xi)(xi)道有刺(ci)激(ji)性(xing)(xing),引(yin)(yin)起(qi)咳嗽、胸(xiong)部緊束感或(huo)疼痛。長期(qi)吸(xi)(xi)入TiO2粉塵的(de)工人,肺部無任何變化(hua)。在生產(chan)鈦(tai)(tai)金屬過程,接觸四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)及(ji)其(qi)水(shui)解產(chan)物對(dui)眼和(he)(he)上(shang)呼吸(xi)(xi)道粘膜有刺(ci)激(ji)作(zuo)用。長期(qi)作(zuo)用可形成慢性(xing)(xing)支氣管炎(yan)(yan)。TiO2曾用作(zuo)閃光灼傷的(de)皮膚(fu)防護劑(ji),未(wei)見產(chan)生接觸性(xing)(xing)皮炎(yan)(yan)、變態反(fan)應和(he)(he)經皮吸(xi)(xi)收。100℃氯(lv)氮(dan)化(hua)鈦(tai)(tai)的(de)飛濺和(he)(he)吸(xi)(xi)入鈦(tai)(tai)酸及(ji)氯(lv)氮(dan)化(hua)鈦(tai)(tai)煙(yan)引(yin)(yin)起(qi)皮膚(fu)燒傷并(bing)致疤痕形成和(he)(he)咽(yan)、聲帶、氣管粘膜充血,由于(yu)形成瘢痕引(yin)(yin)起(qi)喉狹窄。眼短期(qi)接觸氯(lv)氮(dan)化(hua)鈦(tai)(tai)引(yin)(yin)起(qi)結膜炎(yan)(yan)和(he)(he)角(jiao)膜炎(yan)(yan)。此(ci)外,四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)吸(xi)(xi)入可引(yin)(yin)起(qi)彌散性(xing)(xing)支氣管內息肉。

處(chu)理原(yuan)則:皮膚(fu)接觸四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦后應(ying)(ying)盡快(kuai)用軟紙或(huo)布擦掉(diao),然(ran)后用水(shui)沖洗,防止四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦遇水(shui)放(fang)出大(da)量(liang)熱及(ji)鹽(yan)酸,加(jia)重及(ji)擴(kuo)大(da)灼傷范圍(wei)。吸入四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦應(ying)(ying)立即(ji)霧化(hua)(hua)吸入5%碳(tan)酸氫鈉溶液(ye),以中和四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦水(shui)解產生的(de)鹽(yan)酸;吸氧、保持呼吸進通暢(chang).安靜休息,減少氧的(de)消耗;早期(qi)給(gei)予足量(liang)糖皮質激素(su)(su),并給(gei)抗(kang)生素(su)(su)預防繼發感染及(ji)抗(kang)支氣管痙攣藥物、祛痰藥對癥治(zhi)療。嚴密觀察,防治(zhi)肺(fei)水(shui)腫。

預(yu)防(fang)(fang)措(cuo)(cuo)施:接觸(chu)(chu)四(si)(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)及(ji)其(qi)水解產(chan)(chan)物的(de)(de)工(gong)種,應(ying)注意皮(pi)膚、粘(zhan)膜和呼吸道的(de)(de)防(fang)(fang)護。產(chan)(chan)生(sheng)鈦(tai)及(ji)其(qi)化(hua)(hua)合物粉(fen)塵的(de)(de)工(gong)作地點,亦(yi)須加強(qiang)防(fang)(fang)塵措(cuo)(cuo)施。大量(liang)微小(xiao)鈦(tai)粉(fen)塵可著火爆炸,因此鈦(tai)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)、澆鑄(zhu)、加工(gong)應(ying)有良(liang)好通風防(fang)(fang)塵設施,及(ji)應(ying)有防(fang)(fang)火防(fang)(fang)爆設備。四(si)(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)生(sheng)產(chan)(chan)過程應(ying)盡量(liang)密閉,防(fang)(fang)止其(qi)煙氣逸出及(ji)“跑、冒、滴、漏”。加強(qiang)個人防(fang)(fang)護,四(si)(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)生(sheng)產(chan)(chan)設備開蓋、清(qing)洗、維修(xiu)時應(ying)截防(fang)(fang)毒面其(qi)、防(fang)(fang)護眼鏡。穿防(fang)(fang)酸防(fang)(fang)護衣帽。定期對接觸(chu)(chu)四(si)(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)人進行休檢,有慢性呼吸道疾病患者不能從(cong)事(shi)接觸(chu)(chu)四(si)(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)工(gong)作。

毒理學數據

急性毒性

金屬(shu)(shu)鈦、二氧化(hua)鈦和(he)碳化(hua)鈦屬(shu)(shu)低毒(du)類。大(da)鼠(shu)一次氣管內注入20-50mg二氧化(hua)鈦和(he)兔注入400mg后肺(fei)部無特(te)異反(fan)應。

亞急性和慢性毒性

大(da)鼠(shu)(shu)氣管內(nei)注入(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后(hou)6和12個(ge)月,只見(jian)肺(fei)纖維(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)效應。大(da)鼠(shu)(shu)吸入(ru)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)塵(chen)每天4次(ci),每周5d,歷時(shi)13個(ge)月,停止吸入(ru)后(hou)7個(ge)月,肺(fei)無任何病理反應;但豚鼠(shu)(shu)反復吸入(ru)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)觀察(cha)到纖維(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)效應和嗜(shi)酸(suan)性自(zi)細胞浸(jin)潤。氣管內(nei)注入(ru)金屬鈦(tai)(tai)無肺(fei)纖維(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)發生。大(da)鼠(shu)(shu)氣管內(nei)一次(ci)注入(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、碳化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、硼化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)和一氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后(hou)觀察(cha)到肺(fei)部輕度(du)纖維(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)。大(da)鼠(shu)(shu)吸入(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)16個(ge)月亦(yi)見(jian)輕度(du)纖維(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)。

代謝

人(ren)體一般(ban)飲食中(zhong)每日(ri)約(yue)攝入(ru)(ru)(ru)300μg鈦(tai)(tai),大部分從糞排(pai)出(chu),其中(zhong)約(yue)3%吸(xi)收(shou)入(ru)(ru)(ru)血(xue)液。進入(ru)(ru)(ru)體內(nei)的鈦(tai)(tai)蓄積于脾、腎上腺、橫紋肌、肺(fei)、皮膚及(ji)肝臟等部位。吸(xi)收(shou)入(ru)(ru)(ru)體內(nei)的鈦(tai)(tai)主(zhu)要由尿排(pai)出(chu)。正常人(ren)血(xue)漿中(zhong)鈦(tai)(tai)濃(nong)度約(yue)3μg/dL,尿鈦(tai)(tai)濃(nong)度為10μg/L左右(you)。

中毒機理

金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai),氧化(hua)鈦(tai)(tai),碳(tan)化(hua)鈦(tai)(tai)(titanium carbonide)等不溶性(xing)鈦(tai)(tai)毒(du)(du)性(xing)低,口服(fu)吸收量少,不顯示毒(du)(du)性(xing)反(fan)應(ying)。金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)植入(ru)機體未(wei)見有(you)病理(li)反(fan)應(ying)。吸入(ru)鈦(tai)(tai)的不溶性(xing)化(hua)合物,未(wei)見肺(fei)部有(you)嚴重(zhong)損害(hai),其(qi)致纖維化(hua)作(zuo)用甚微。用含鈦(tai)(tai)飲水(shui)長期(qi)飼養(yang)動物未(wei)見對生長發育(yu)有(you)影響,也未(wei)見腫瘤發生。

致癌性

大鼠肌(ji)肉(rou)注射溶于三辛素的(de)鈦金屬粉,引起纖維肉(rou)瘤(liu)和淋(lin)巴肉(rou)瘤(liu)增(zeng)加。注射有機鈦,注射部位出現纖維肉(rou)瘤(liu),發生(sheng)肝細(xi)胞(bao)瘤(liu)和脾的(de)惡性淋(lin)巴瘤(liu)。鈦塊沒有致癌(ai)性,給病人(ren)安裝鈦制人(ren)造關(guan)節兩周後,未出現腫(zhong)瘤(liu)細(xi)胞(bao)。

燃爆危險

該品可燃,具(ju)刺激(ji)性。

儲存條件

為安全起見,儲存時以不少(shao)于25%的水潤(run)濕(shi)、鈍化(hua)。儲存于陰涼、通(tong)風的庫房。遠離火種(zhong)、熱源。庫溫不超(chao)過(guo)35℃,保持(chi)容(rong)器密封,嚴禁與(yu)空(kong)氣接(jie)觸。應與(yu)氧化(hua)劑、酸類(lei)、鹵素等分開存放,切忌混(hun)儲。配備相應品種(zhong)和數量的消防器材。儲區應備有合適的材料收(shou)容(rong)泄漏物(wu)。

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化學性質最穩定的10種金屬 金屬穩定性排名前十 最不活潑的金屬元素
說起世界上化學性質最穩定的金屬,相信不少人都會想到黃金,然而自然界中比黃金更穩定的金屬可太多了,比如銥、鉭、釕、銠、鈮、鋨、鈀等金屬,它們大...
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世界上最耐腐蝕的10種金屬 金屬耐腐蝕性排名前十名
說起抗腐蝕性能最強的金屬,大家首先想到應該是鉑族金屬,它們的化學性質通常都非常穩定,大多能耐鹽酸、硫酸、硝酸以及王水的腐蝕。那么除了鉑族元素...
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全球產量最高的10種金屬 金屬年產量排名 產量最多的金屬是什么
金屬是現代工業中必不可少的生產材料,生活中的方方面面也離不開它們的加工制品。全球每年都要消耗大量的金屬,那么世界上產量最高的金屬是什么?年產...
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世界上熔點最低的10種金屬 金屬熔點排行從低到高一覽表
說起世界上熔點最低的金屬,自然當屬金屬汞了,它是常溫常壓下唯一以液態存在的金屬。那除了汞外,還有哪些熔點低的金屬呢?下面maigoo小編為大...
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世界上最軟的10種金屬 金屬柔軟性排名前十 硬度小的金屬有哪些
大家都知道,不同金屬的軟硬度大不相同,有的金屬就特別地軟,可以輕易地變形,比如生活中常見的金銀首飾,然而金銀的柔軟性在所有金屬中居然排不進前...
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世界十大放射性金屬 什么金屬元素放射性最強 帶有輻射的金屬盤點
所謂放射性金屬,是指能夠放射出α、β、γ 三種射線的金屬元素,既有天然的,也有人工合成。它們會放射出人眼看不見的射線,對人體造成的嚴重危害。...
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地殼最豐富的10種金屬元素 地殼金屬豐度排名 地球上什么金屬最多
地殼是由巖石組成的固體外殼,內里有92種元素以及300多種同位素存在,除了氧、硅外,地殼豐度前十的元素幾乎都屬于金屬元素。那么地殼含量最多的...
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世界上密度最小的10種金屬 最輕的金屬排名前十 什么金屬質量最輕
說起世界上最輕的金屬,大家首先想到的是鋰、鉀、鈉這些密度小的軟金屬,此外還有哪些金屬質量輕呢?下面,maigoo小編為大家盤點世界上密度最小...
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世界十大最稀有的金屬 金屬稀有度排行 地殼中含量最少的金屬
說起世界上最稀有的金屬,大家首先想的是鎢、鉬、銻等稀缺金屬,然而相比那些不穩定的元素,它們在地殼中的含量還算多的。那么地殼中含量最少的金屬到...
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世界上最活潑的10種金屬 金屬性強弱排名 活性最強的金屬是什么
大家都知道,金屬元素的金屬性有強有弱,有的金屬化學性質非常活潑,見光遇水就發生劇烈反應,而有的金屬化學性質十分穩定,甚至能抵御鹽酸、濃硝酸及...
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未來十大最具前景的金屬 未來前景最好的金屬 什么金屬升值空間大
隨著當代科技的不斷發展,對金屬材料的運用也越來越廣泛,尤其是那些稀缺的戰略金屬,在未來的前景十分廣闊。那么未來前景最好的金屬是什么?升值空間...
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世界十大黃金礦山 世界金礦儲量排行 全球最大的金礦在哪里
黃金是世界上最受歡迎的貴金屬之一,據悉全球黃金儲量估計超過5.5億盎司,主要分布在南非、澳大利亞、俄羅斯、加拿大、美國等國家。那么世界有哪些...
世界十大鎢礦排名 全球鎢礦儲量前十名 世界最大鎢礦在哪里
全球鎢礦資源分布不均衡,主要分布在環太平洋成礦帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅成礦帶上,大多數的特大型鎢礦都分布在這里。那么世界上有哪些著名鎢礦?全球...