钛的性质如何?


  元素符号Ti,银白色金属,在元素周期表中属ⅣB族,原子序数22,原子量47.90,α钛为密排六方晶体,常见化合价为+4、+3。1947年以后成为重要的结构材料。也有把它归入轻金属的。

  1791年英国格雷戈尔(W.Gregor)在研究钛铁矿时,认为其中含有一种新的金属元素。1795年奥地利科学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)在研究金红石时,发现了这一新元素,并以希腊神话人物Titans(提坦神)命名。1910年美国人亨特(M.A.Hunter)用金属钠还原四氯化钛制得较纯的金属钛。卢森堡科学家克劳尔 (W.J.Kroll)1932年用钙还原四氯化钛制得钛;1940年又在氩气保护下用镁还原四氯化钛制得钛,此方法是70年代工业生产方法的基础。

  钛在自然界分布极广,地壳中钛含量为4400克/吨,居第九位,比常见金属铜、铅和锌的总量还多。已发现含钛1%以上的矿物有80多种,工业上使用的仅有两种:金红石(TiO2)和钛铁矿(FeTiO3)。金红石含TiO2品位高,但储量有限。钛铁矿储量丰富,将逐渐成为钛工业的主要原料,但含TiO2低,必须进行富集。钛铁矿分岩矿和砂矿两种。岩矿主要产于中国、 加拿大、 美国、苏联、挪威等国;砂矿主要产于澳大利亚、南非、印度、斯里兰卡和中国。中国四川攀枝花以西地区有丰富的钛矿资源,为岩矿;广东、广西、福建的海滨钛铁矿为砂矿。

  性质和用途 钛的化学性质同硅和锆相似。钛在水溶液中低价态的某些性质同钒和铬相似,钛在高温下容易与氧、氮、氢、水汽、氨、CO、CO2等气体反应,所以是良好的吸气剂。吸收量小时,呈固溶体存在;吸收量大时,生成相应的化合物如TiH2、TiO等。钛的表面能生成致密的氧化膜,有保护作用。因此钛在海水、碱性溶液、硝酸、含水氯气中有很强的抗腐蚀能力;在浓度小于5%的稀盐酸和稀硫酸中,也有一定的抗腐蚀能力。

  氢化钛很脆,易磨成粉末,常制成钛粉,作粉末冶金原料。钛在一定温度范围内吸氢,升高温度后放氢,因此70年代开始研究用作贮氢材料。


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