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#金屬# 0 0
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。
詳(xiang)細介紹 PROFILE +

鈦(tai)(tai)(tai)(Titanium)是一(yi)種(zhong)金(jin)(jin)屬化(hua)學元素(su),化(hua)學符號Ti,原子(zi)序數22,在(zai)化(hua)學元素(su)周(zhou)期表(biao)中(zhong)位于(yu)第4周(zhou)期、第IVB族。由格雷戈(ge)爾于(yu)1791年發現。是一(yi)種(zhong)銀白色的(de)(de)(de)過渡金(jin)(jin)屬,其特征(zheng)為(wei)重量(liang)輕、強(qiang)度(du)高(gao)、具金(jin)(jin)屬光(guang)澤,耐濕氯(lv)氣(qi)腐(fu)蝕。但(dan)鈦(tai)(tai)(tai)不(bu)能(neng)應用(yong)于(yu)干(gan)氯(lv)氣(qi)中(zhong),即使是溫度(du)0℃以下的(de)(de)(de)干(gan)氯(lv)氣(qi),也會發生劇烈的(de)(de)(de)化(hua)學反應,生成(cheng)四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再分解(jie)生成(cheng)二氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),甚(shen)至燃燒(shao)。只(zhi)有(you)當氯(lv)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)含水量(liang)高(gao)于(yu)0.5%的(de)(de)(de)時候,鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)其中(zhong)才能(neng)保持可靠的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)。α型鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)六方晶系、β型鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)立方晶系。轉(zhuan)變溫度(du)為(wei)882.5℃。熔點(1660±10)℃,沸點3287℃,密度(du)為(wei)4.506g/cm3。溶(rong)于(yu)稀酸,不(bu)溶(rong)于(yu)冷(leng)水和熱水。耐海水腐(fu)蝕性(xing)很(hen)強(qiang)。已知的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)同位素(su)有(you)13種(zhong),包括(kuo)鈦(tai)(tai)(tai)-41至鈦(tai)(tai)(tai)-53。其中(zhong)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)穩定(ding)同位素(su)有(you)鈦(tai)(tai)(tai)-46,鈦(tai)(tai)(tai)-47,鈦(tai)(tai)(tai)-48,鈦(tai)(tai)(tai)-49,鈦(tai)(tai)(tai)-50共五種(zhong),其余的(de)(de)(de)同位素(su)均有(you)放射性(xing)。

鈦(tai)(tai)被認為是(shi)一種(zhong)稀有(you)(you)(you)金屬,這是(shi)由于(yu)在自然界中(zhong)其(qi)存(cun)在分(fen)散并(bing)難(nan)以提取(qu)。但其(qi)相對豐富,在所有(you)(you)(you)元素中(zhong)居第十位(wei)。鈦(tai)(tai)的(de)礦石(shi)(shi)(shi)主(zhu)要(yao)(yao)有(you)(you)(you)鈦(tai)(tai)鐵礦及金紅(hong)石(shi)(shi)(shi),廣布于(yu)地殼及巖石(shi)(shi)(shi)圈之中(zhong)。鈦(tai)(tai)亦同時存(cun)在于(yu)幾乎所有(you)(you)(you)生物(wu)、巖石(shi)(shi)(shi)、水體及土壤中(zhong)。從主(zhu)要(yao)(yao)礦石(shi)(shi)(shi)中(zhong)萃取(qu)出鈦(tai)(tai)需(xu)要(yao)(yao)用(yong)到克羅爾法或亨特(te)法。鈦(tai)(tai)最常見的(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)是(shi)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai),可(ke)用(yong)于(yu)制(zhi)造白色顏(yan)料。其(qi)他化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)還包括(kuo)四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl4)(作(zuo)催化(hua)(hua)(hua)劑和用(yong)于(yu)制(zhi)造煙幕作(zuo)空(kong)中(zhong)掩護(hu))及三氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl3)(用(yong)于(yu)催化(hua)(hua)(hua)聚丙烯的(de)生產)。

發展歷史

鈦的發現

1、格雷(lei)(lei)戈爾(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年(nian),鈦(tai)以含鈦(tai)礦(kuang)物的(de)(de)形式在(zai)(zai)英(ying)(ying)格蘭(lan)的(de)(de)康(kang)沃爾郡被(bei)(bei)發現(xian)(xian),發現(xian)(xian)者是英(ying)(ying)格蘭(lan)業(ye)(ye)余礦(kuang)物學家(jia)格雷(lei)(lei)戈爾(Reverend William Gregor),當(dang)時(shi)(shi)正業(ye)(ye)為(wei)負責康(kang)沃爾郡的(de)(de)克里(li)特(Creed)教區(qu)的(de)(de)牧師。他在(zai)(zai)鄰近的(de)(de)馬納坎(Manaccan)教區(qu)中小溪旁找到了一(yi)些黑沙,后來他發現(xian)(xian)了那(nei)些沙會被(bei)(bei)磁(ci)鐵吸引(yin),他意識(shi)(shi)到這種礦(kuang)物(鈦(tai)鐵礦(kuang))包含著一(yi)種新的(de)(de)元素。經過分析,發現(xian)(xian)沙里(li)面有兩(liang)種金屬氧(yang)化(hua)物:氧(yang)化(hua)鐵(沙受磁(ci)鐵吸引(yin)的(de)(de)原(yuan)因(yin))及一(yi)種他無(wu)法辨(bian)識(shi)(shi)的(de)(de)白色(se)金屬氧(yang)化(hua)物。意識(shi)(shi)到這種未(wei)被(bei)(bei)辨(bian)識(shi)(shi)的(de)(de)氧(yang)化(hua)物含有一(yi)種未(wei)被(bei)(bei)發現(xian)(xian)的(de)(de)金屬,格雷(lei)(lei)戈爾對康(kang)沃爾郡皇家(jia)地質學會及德國的(de)(de)《化(hua)學年(nian)刊》發表了這次的(de)(de)發現(xian)(xian)。大約(yue)就在(zai)(zai)同時(shi)(shi),米勒·馮·賴興(xing)斯泰因(yin)(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制(zhi)造出類(lei)似的(de)(de)物質,但(dan)卻無(wu)法辨(bian)識(shi)(shi)它。

2、克拉普(pu)羅(luo)特(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年(nian)德(de)國化學家克拉普(pu)羅(luo)特在分析匈牙(ya)利產(chan)的(de)紅色(se)金紅石時也發(fa)(fa)現了(le)這種(zhong)氧化物。他(ta)主(zhu)張(zhang)采(cai)取為鈾(1789年(nian)由克拉普(pu)羅(luo)特發(fa)(fa)現的(de))命名的(de)方法(fa),引用希(xi)臘神話中(zhong)泰坦(tan)神族“Titanic”的(de)名字給(gei)這種(zhong)新元素起名叫(jiao)“Titanium”。中(zhong)文(wen)按其譯(yi)音定名為鈦。當他(ta)聽聞(wen)到格(ge)雷(lei)戈(ge)爾較(jiao)早前(qian)的(de)發(fa)(fa)現之后,克拉普(pu)羅(luo)特取得了(le)一些馬納坎礦(kuang)物的(de)樣本,并(bing)證實它含鈦。

3、亨特(Matthew A.Hunter):格雷戈爾和克拉普羅特當時所(suo)發現的鈦(tai)是粉末(mo)狀的二氧(yang)化鈦(tai),而(er)不是金(jin)屬鈦(tai)。因為鈦(tai)的氧(yang)化物極其(qi)穩定,而(er)且金(jin)屬鈦(tai)能與氧(yang)、氮、氫、碳等直接激烈地(di)化合,所(suo)以單質(zhi)鈦(tai)很難制(zhi)(zhi)取。直到(dao)1910年才(cai)被美國化學家亨特第一次用鈉(na)還原(yuan)TiCl4制(zhi)(zhi)得(de)純(chun)度達99.9%的金(jin)屬鈦(tai)。

國外發展歷程

1940年盧(lu)森(sen)堡(bao)科學(xue)家W.J.Kroll用(yong)鎂還原TiCl4制得了(le)純鈦(tai)。從此(ci),鎂還原法(fa)(又稱(cheng)(cheng)為克勞爾(er)法(fa))和(he)鈉(na)還原法(fa)(又稱(cheng)(cheng)為亨特法(fa))成為生(sheng)產海(hai)綿鈦(tai)的工業(ye)方法(fa)。美(mei)國在1948年用(yong)鎂還原法(fa)制出(chu)2噸海(hai)綿鈦(tai),從此(ci)開(kai)始了(le)鈦(tai)的工業(ye)化生(sheng)產。

1947年,人(ren)(ren)們(men)才開始在工(gong)廠(chang)里冶煉(lian)鈦(tai)。當年,產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)只有2噸(dun)。1955年產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)激增到(dao)2萬噸(dun)。1972年,年產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)達到(dao)了20萬噸(dun)。鈦(tai)的(de)(de)屈服(fu)強度(du)比鋼鐵(tie)要高,而它的(de)(de)重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)幾乎只有同體積的(de)(de)鋼鐵(tie)的(de)(de)一(yi)半,鈦(tai)雖然稍稍比鋁重(zhong)(zhong)一(yi)點,它的(de)(de)屈服(fu)強度(du)卻比鋁大(da)2倍(bei)。鈦(tai)的(de)(de)比強度(du)高于鋁和鋼,比模(mo)量(liang)(liang)(liang)與鋁、鋼十(shi)分接近。在宇宙火箭(jian)和導彈中,就大(da)量(liang)(liang)(liang)用(yong)鈦(tai)代替鋼鐵(tie)。由于鈦(tai)非常結實,能承受很高的(de)(de)壓力,所以人(ren)(ren)們(men)開始用(yong)鈦(tai)來制造潛艇(ting)——鈦(tai)潛艇(ting)。這(zhe)種潛艇(ting)可以在深達4500米的(de)(de)深海中航行。

據統計,世界上(shang)每年用于(yu)宇(yu)宙(zhou)航行的(de)鈦,已達(da)一千噸以上(shang)。極細(xi)的(de)鈦粉,還是火箭的(de)好燃料,所以鈦被譽為(wei)宇(yu)宙(zhou)金屬,空間金屬。

國內發展歷程

中(zhong)國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)工業起步于(yu)20世紀50年代。1954年,北京有色(se)金(jin)屬(shu)研究總院(yuan)開(kai)始進行海綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)制備工藝研究,1956年中(zhong)國(guo)(guo)把鈦(tai)(tai)(tai)(tai)當作戰略金(jin)屬(shu)列入(ru)了12年發展規劃,1958年在(zai)撫(fu)順鋁廠(chang)實現了海綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)工業試驗(yan),成立了中(zhong)國(guo)(guo)第一(yi)個海綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)生產(chan)(chan)車間,同(tong)時(shi)在(zai)沈(shen)陽有色(se)金(jin)屬(shu)加(jia)(jia)工廠(chang)成立了中(zhong)國(guo)(guo)第一(yi)個鈦(tai)(tai)(tai)(tai)板帶加(jia)(jia)工材生產(chan)(chan)試驗(yan)車間。寶(bao)雞鈦(tai)(tai)(tai)(tai)材加(jia)(jia)工裝備、技術水平及生產(chan)(chan)能(neng)力均居全國(guo)(guo)第一(yi),生產(chan)(chan)能(neng)力占(zhan)全中(zhong)國(guo)(guo)的60%左右(you),市(shi)場份額占(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)內鈦(tai)(tai)(tai)(tai)加(jia)(jia)工材市(shi)場85%,占(zhan)世界產(chan)(chan)量的22%,承擔著中(zhong)國(guo)(guo)90%以(yi)上高(gao)端鈦(tai)(tai)(tai)(tai)材產(chan)(chan)品的生產(chan)(chan)任務,號(hao)稱中(zhong)國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)谷。

20世(shi)紀60-70年(nian)代,在中國(guo)的(de)(de)統(tong)一規劃(hua)下,先后建(jian)設了以遵義鈦(tai)廠(chang)(chang)為(wei)(wei)代表的(de)(de)10余家海綿鈦(tai)生產(chan)單(dan)位;在1967年(nian)在洛陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)成立了中國(guo)第(di)一個鈦(tai)管(guan)棒加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)材(cai)生產(chan)試(shi)(shi)驗(yan)車間(jian)和(he)第(di)二條鈦(tai)板帶材(cai)生產(chan)試(shi)(shi)驗(yan)車間(jian),并為(wei)(wei)主承擔了當時(shi)國(guo)內(nei)第(di)一艘核潛(qian)艇、第(di)一艘導彈驅逐艦(jian)及(ji)航空用鈦(tai)材(cai)的(de)(de)試(shi)(shi)制開(kai)發(fa)(fa)任務(wu),直到1972年(nian)寶雞有(you)(you)色(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)建(jian)成投產(chan)后,洛陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)將工(gong)(gong)(gong)(gong)藝資料(liao)移交北(bei)京(jing)有(you)(you)色(se)研究總(zong)院(yuan)(yuan),按照冶(ye)金(jin)部的(de)(de)專業(ye)劃(hua)分,不(bu)再承擔鈦(tai)材(cai)料(liao)的(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)試(shi)(shi)制工(gong)(gong)(gong)(gong)作;以北(bei)京(jing)有(you)(you)色(se)研究總(zong)院(yuan)(yuan)、沈陽(yang)鋁(lv)鎂(mei)院(yuan)(yuan)、撫順鋁(lv)廠(chang)(chang)、沈陽(yang)有(you)(you)色(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)、東北(bei)輕(qing)合金(jin)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)、洛陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)等單(dan)位為(wei)(wei)主,援建(jian)了寶雞有(you)(you)色(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)和(he)寶雞貴金(jin)屬(shu)(shu)(shu)所,從此按照行業(ye)劃(hua)分,以寶雞有(you)(you)色(se)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)和(he)寶雞貴金(jin)屬(shu)(shu)(shu)所為(wei)(wei)主,承擔了國(guo)內(nei)大部分鈦(tai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)材(cai)料(liao)的(de)(de)生產(chan)開(kai)發(fa)(fa)試(shi)(shi)制工(gong)(gong)(gong)(gong)作。同(tong)時(shi)中國(guo)也成為(wei)(wei)繼美國(guo)、前蘇(su)聯和(he)日本之后的(de)(de)第(di)四個具有(you)(you)完整(zheng)鈦(tai)工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)體系的(de)(de)國(guo)家。

1980年前后,中(zhong)國海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)產量(liang)達(da)到2800噸,然而(er)由(you)(you)于當時(shi)大(da)多(duo)數人對鈦(tai)(tai)金屬(shu)認識不足,鈦(tai)(tai)材(cai)的(de)高價格(ge)也限制(zhi)了(le)鈦(tai)(tai)的(de)應用,鈦(tai)(tai)加工材(cai)的(de)產量(liang)僅200噸左右,中(zhong)國鈦(tai)(tai)工業(ye)陷入困境。在這種情況下,由(you)(you)當時(shi)國務院副總理方毅同志(zhi)倡導,朱(zhu)镕基和(he)袁寶華(hua)同志(zhi)支持(chi),于1982年7月成立(li)了(le)跨部(bu)委的(de)全國鈦(tai)(tai)應用推(tui)廣領(ling)導小組,專(zhuan)門協(xie)調鈦(tai)(tai)工業(ye)的(de)發展(zhan)事宜,促成了(le)20世紀80年代至90年代初期中(zhong)國海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)和(he)鈦(tai)(tai)加工材(cai)產銷兩旺、鈦(tai)(tai)工業(ye)快速平穩發展(zhan)的(de)良好(hao)局面。

2011年(nian)是中(zhong)國“十二五”規劃的第一(yi)年(nian),在這一(yi)年(nian)里,中(zhong)國海綿鈦和(he)鈦加(jia)工(gong)材的產量繼續慣(guan)性增(zeng)(zeng)長。根據(ju)中(zhong)國有色金(jin)屬工(gong)業(ye)協會鈦鋯(gao)鉿(jia)分會統計,國內14家(jia)(jia)海綿鈦生產企業(ye)2011年(nian)總產量為64952t,同比增(zeng)(zeng)加(jia)了12.4%。根據(ju)30家(jia)(jia)企業(ye)的統計,2011年(nian)中(zhong)國共生產鈦加(jia)工(gong)材50962t,同比增(zeng)(zeng)長33.0%。

2014年(nian)9月,中國(guo)(guo)第一爐“電子(zi)級低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)鈦(tai)”已在(zai)浙江省余姚市(shi)成功研發投產,一舉打破(po)了(le)(le)中國(guo)(guo)國(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)壟(long)斷。低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)鈦(tai)主(zhu)要應用在(zai)半導體用濺射靶材(cai)、航空(kong)航天(tian)、海(hai)洋石油等核(he)心工(gong)業(ye)領域(yu)(yu),戰略意(yi)義(yi)重大。作為高(gao)(gao)端戰略性金屬材(cai)料,美(mei)日(ri)政府嚴(yan)格限制對中國(guo)(guo)的(de)出口。中國(guo)(guo)在(zai)超(chao)(chao)高(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)鈦(tai)領域(yu)(yu)經常要看美(mei)日(ri)的(de)“臉(lian)色”。寧波創潤(run)新材(cai)料有限公(gong)司(si)"年(nian)產250噸電子(zi)級低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)鈦(tai)項目(mu)"的(de)投產,填補(bu)了(le)(le)中國(guo)(guo)高(gao)(gao)端鈦(tai)材(cai)的(de)技(ji)術空(kong)白,意(yi)味(wei)著中國(guo)(guo)已具備低氧(yang)超(chao)(chao)高(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)鈦(tai)的(de)自主(zhu)生產能(neng)力,實現(xian)了(le)(le)這一戰略金屬的(de)獨立(li)自給(gei),徹底(di)擺脫了(le)(le)對國(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)依(yi)賴。壟(long)斷打破(po)后,直接受益(yi)的(de)就是航空(kong)航天(tian)領域(yu)(yu)。

衡量(liang)(liang)一個國(guo)家鈦工業(ye)規(gui)模有(you)兩個重要指標:海(hai)綿(mian)鈦產(chan)量(liang)(liang)和(he)鈦材產(chan)量(liang)(liang),其中(zhong)(zhong)海(hai)綿(mian)鈦產(chan)量(liang)(liang)反(fan)映(ying)原料生產(chan)能(neng)力,鈦材產(chan)量(liang)(liang)反(fan)映(ying)的(de)是深加工能(neng)力。鈦工業(ye)已形成(cheng)中(zhong)(zhong)國(guo)、美國(guo)、獨聯體(ti)、日本和(he)歐洲五大生產(chan)和(he)消費(fei)主(zhu)體(ti)。

綜(zong)上所述,中國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)業(ye)大(da)致經(jing)歷了三個(ge)發展期(qi):即20世紀50年(nian)代的(de)開(kai)創期(qi),60-70年(nian)代的(de)建設(she)期(qi)和(he)80-90年(nian)代的(de)初(chu)步發展期(qi)。在新世紀,得益于國(guo)(guo)民經(jing)濟的(de)持續、快(kuai)(kuai)速發展,中國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)業(ye)也進入了一個(ge)快(kuai)(kuai)速成長(chang)期(qi)。

物質結構

鈦(tai)的原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)序數為(wei)22,核外(wai)電(dian)子(zi)數共有(you)22個,其電(dian)子(zi)構(gou)型為(wei)1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦(tai)單(dan)質有(you)兩種(zhong)同素異構(gou)體(ti)(ti):α-Ti和β-Ti。α-Ti是六方(fang)(fang)晶(jing)系,原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)堆積(ji)方(fang)(fang)式為(wei)六方(fang)(fang)密堆積(ji),原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)空間(jian)利用(yong)率為(wei)74%。β-Ti為(wei)立方(fang)(fang)晶(jing)格(ge),原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)堆積(ji)方(fang)(fang)式為(wei)體(ti)(ti)心(xin)立方(fang)(fang)密堆積(ji),原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)空間(jian)利用(yong)率為(wei)68%。另外(wai),當鈦(tai)晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)出(chu)現(xian)少(shao)量的缺陷時會影響晶(jing)體(ti)(ti)的性(xing)質,如機械強(qiang)度(du)、導(dao)電(dian)性(xing)等。

物理性質

鈦具有金屬光澤,有延(yan)展性。聲音在(zai)其(qi)中的傳(chuan)播速率為5090m/s。鈦的主要特(te)點是(shi)密度(du)小、機(ji)械強度(du)大、容易加工。

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

鈦(tai)合金的耐低(di)溫性能好,鈦(tai)合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和(he)Ti-2.5Zr-1.5Mo等為(wei)代表的低(di)溫鈦(tai)合金,其(qi)強度隨溫度的降低(di)而(er)提高(gao),但塑性變化卻(que)不大。在-196-253℃低(di)溫下保持較好的延性及韌性,避免了金屬冷脆性,是低(di)溫容器,貯箱(xiang)等設備的理(li)想材料。

金屬鈦的抗阻尼性能強,受到機械振動(dong)、電振動(dong)后,與鋼、銅(tong)金屬相比,其自身振動(dong)衰(shuai)減(jian)時(shi)間最長。利用鈦的這(zhe)一性能可(ke)作音叉、醫學上的超聲(sheng)粉碎機振動(dong)元件和高級音響揚聲(sheng)器的振動(dong)薄膜等。

鈦(tai)是(shi)鋼與合金(jin)中重(zhong)要的合金(jin)元(yuan)素(su),但比強(qiang)度位(wei)于金(jin)屬之首。熔點1668℃,熔化潛熱(re)3.7-5.0千卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)原(yuan)子(zi)(zi),沸點3260±20℃,汽化潛熱(re)102.5-112.5千卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)原(yuan)子(zi)(zi),臨界溫度4350℃,臨界壓(ya)力(li)1130大(da)氣壓(ya)。鈦(tai)的導熱(re)性(xing)(xing)和導電性(xing)(xing)能較差(cha),近似或(huo)略低于不銹鋼,鈦(tai)具(ju)有超導性(xing)(xing),純鈦(tai)的超導臨界溫度為0.38-0.4K。在25℃時,鈦(tai)的熱(re)容為0.126卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)原(yuan)子(zi)(zi)·度,熱(re)焓1149卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)原(yuan)子(zi)(zi),熵為7.33卡(ka)(ka)/克(ke)(ke)原(yuan)子(zi)(zi)·度。

鈦(tai)具有可(ke)塑性,高(gao)純鈦(tai)的(de)延伸率(lv)可(ke)達(da)(da)50-60%,斷面收(shou)縮(suo)率(lv)可(ke)達(da)(da)70-80%,但收(shou)縮(suo)強(qiang)度(du)低(即收(shou)縮(suo)時產生的(de)力(li)度(du))。鈦(tai)中(zhong)雜(za)(za)質的(de)存在,對其機(ji)械(xie)性能影響(xiang)極大(da),特別是間隙雜(za)(za)質(氧、氮(dan)、碳)可(ke)大(da)大(da)提(ti)高(gao)鈦(tai)的(de)強(qiang)度(du),顯(xian)著降低其塑性。鈦(tai)作為結構材料所具有的(de)良好機(ji)械(xie)性能,就是通過(guo)嚴(yan)格控制(zhi)其中(zhong)適當(dang)的(de)雜(za)(za)質含量和添加合金元素而達(da)(da)到的(de)。

純鈦是無磁(ci)性(xing)金(jin)屬,在很大(da)的(de)磁(ci)場中也難以(yi)被磁(ci)化,無毒且與人體(ti)組織及血(xue)液有好(hao)的(de)相(xiang)溶性(xing),所以(yi)被醫療(liao)界(jie)采用。鈦合(he)金(jin)是順磁(ci)性(xing)物質,導磁(ci)率為1.00004。

鈦(tai)的抗拉(la)強度與其屈服(fu)強度接近說明了其屈強比(bi)(抗拉(la)強度/屈服(fu)強度)高,表(biao)示了金屬鈦(tai)材料在成形時塑(su)性(xing)變形差(cha)。由于鈦(tai)的屈服(fu)極(ji)限(xian)與彈性(xing)模量(liang)的比(bi)值大,使鈦(tai)成型時的回(hui)彈能力大。

金屬鈦的導熱(re)系數(shu)雖(sui)然比碳鋼和銅(tong)低,但(dan)由(you)于鈦優異的耐腐蝕性能(neng),所以(yi)(yi)壁厚可以(yi)(yi)大大減(jian)薄,而且表面(mian)與(yu)蒸汽的換(huan)熱(re)方式為(wei)滴狀冷凝,減(jian)少(shao)了熱(re)阻,鈦表面(mian)不(bu)結垢也可減(jian)少(shao)熱(re)阻,使鈦的換(huan)熱(re)性能(neng)顯著提(ti)高。

鈦的(de)彈性模(mo)量(liang)在常溫(wen)時為106.4GPa,為鋼的(de)57%。

下(xia)面是鈦的電離能(neng)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°

化學性質

化學反應

鈦是(shi)一種化學性質(zhi)非常(chang)活(huo)潑(po)的金屬,但熔點高(gao)達1668℃。鈦在較高(gao)的溫(wen)度下(xia),還可與(yu)許多元素和化合物發(fa)生反應。按(an)其與(yu)鈦發(fa)生不(bu)同(tong)反應可分為以下(xia)四(si)類:

第一類:鹵素和氧族元(yuan)素與鈦生成(cheng)共價鍵(jian)與離子鍵(jian)化合(he)物;

第二(er)類:過(guo)渡(du)元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦(tai)生(sheng)成金屬間化(hua)物和有限固溶體;

第三類:鋯、鉿、釩族(zu)、鉻族(zu)、鈧元(yuan)素與鈦生成無限固溶(rong)體;

第四類(lei):惰性氣體、堿金(jin)屬、堿土(tu)金(jin)屬、稀土(tu)元素(除鈧外(wai)),錒、釷等不與鈦發生(sheng)反應或(huo)基本上(shang)不發生(sheng)反應。與化合(he)物HF和氟(fu)(fu)化物氟(fu)(fu)化氫氣體在加熱時與鈦發生(sheng)反應生(sheng)成TiF4,反應式(shi)為

Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡

鈦(tai)(tai)有(you)良好的(de)抗腐(fu)蝕性能,不(bu)受大氣和海(hai)水的(de)影響(xiang)。在(zai)常溫下,不(bu)會被7%以(yi)(yi)下鹽酸(suan)、5%以(yi)(yi)下硫酸(suan)、硝酸(suan)、王水或稀堿溶液(ye)所腐(fu)蝕;只(zhi)有(you)氫氟(fu)酸(suan)、濃(nong)鹽酸(suan)、濃(nong)硫酸(suan)等才可對它作用。不(bu)含水的(de)氟(fu)化氫液(ye)體只(zhi)可在(zai)鈦(tai)(tai)表面上生成(cheng)一層致密(mi)的(de)四氟(fu)化鈦(tai)(tai)膜,可防止HF浸入(ru)鈦(tai)(tai)的(de)內部(bu)。氫氟(fu)酸(suan)是鈦(tai)(tai)的(de)最(zui)強溶劑。即使是濃(nong)度為1%的(de)氫氟(fu)酸(suan),也能與鈦(tai)(tai)發生激烈反應:

2Ti+6HF=2TiF3+3H2

無水的氟化(hua)(hua)物及其水溶液在(zai)低溫下不與鈦(tai)(tai)發生反應(ying),僅在(zai)高溫下熔融(rong)的氟化(hua)(hua)物與鈦(tai)(tai)發生顯著(zhu)反應(ying)。HCl和氯(lv)化(hua)(hua)物氯(lv)化(hua)(hua)氫氣體能(neng)腐蝕(shi)金(jin)屬鈦(tai)(tai),干燥的氯(lv)化(hua)(hua)氫在(zai)>300℃時與鈦(tai)(tai)反應(ying)生成TiCl4:

Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡

濃(nong)度<5%的(de)鹽酸在室溫下(xia)不與鈦反(fan)應(ying),20%的(de)鹽酸在常溫下(xia)與鈦發生反(fan)應(ying)生成(cheng)紫色的(de)TiCl3:

2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2

當溫(wen)度(du)(du)(du)長高時,即使稀鹽酸(suan)也會腐(fu)蝕鈦(tai)(tai)。各種(zhong)無水的(de)氯化(hua)(hua)物(wu)(wu),如(ru)鎂、錳(meng)、鐵(tie)、鎳(nie)、銅(tong)、鋅、汞、錫、鈣(gai)、鈉、鋇和NH4+離子及其水溶(rong)液(ye),都不(bu)與鈦(tai)(tai)發(fa)生反(fan)應,鈦(tai)(tai)在這些氯化(hua)(hua)物(wu)(wu)中(zhong)具有(you)很好的(de)穩定性(xing)。硫酸(suan)和硫化(hua)(hua)氫鈦(tai)(tai)與5%的(de)硫酸(suan)有(you)明顯的(de)反(fan)應,在常溫(wen)下,約40%的(de)硫酸(suan)對鈦(tai)(tai)的(de)腐(fu)蝕速度(du)(du)(du)最快,當濃度(du)(du)(du)大于40%,達到60%時腐(fu)蝕速度(du)(du)(du)反(fan)而變慢,80%又(you)達到最快。加(jia)熱的(de)稀酸(suan)或50%的(de)濃硫酸(suan)可與鈦(tai)(tai)反(fan)應生成硫酸(suan)鈦(tai)(tai):

Ti+H2SO4=TiSO4+H2

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

加熱(re)的(de)濃硫酸可(ke)被鈦還原,生成SO2:

2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千(qian)卡

常溫下鈦與(yu)(yu)硫(liu)化氫反應(ying),在其表(biao)面生(sheng)成(cheng)一層保(bao)護膜,可阻止硫(liu)化氫與(yu)(yu)鈦的進(jin)一步反應(ying)。但在高溫下,硫(liu)化氫與(yu)(yu)鈦反應(ying)析(xi)出氫:

Ti+H2S=TiS+H2+70千卡

粉末鈦(tai)在600℃開始與硫(liu)化氫反(fan)應(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)鈦(tai)的(de)硫(liu)化物,在900℃時反(fan)應(ying)產物主要為(wei)TiS,1200℃時為(wei)Ti2S3。硝酸(suan)(suan)和王水(shui)致密(mi)的(de)表(biao)面(mian)(mian)光滑的(de)鈦(tai)對(dui)硝酸(suan)(suan)具有很(hen)好(hao)的(de)穩定性,這是(shi)由于硝酸(suan)(suan)能(neng)快速在鈦(tai)表(biao)面(mian)(mian)生(sheng)(sheng)成(cheng)一層(ceng)牢(lao)固(gu)的(de)氧化膜,但是(shi)表(biao)面(mian)(mian)粗糙,特別(bie)是(shi)海綿鈦(tai)或粉末鈦(tai),可與次、熱稀硝酸(suan)(suan)發生(sheng)(sheng)反(fan)應(ying):

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

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

高(gao)于70℃的濃硝(xiao)酸也可與(yu)鈦發(fa)生反應:

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

常溫下,鈦(tai)不(bu)與王(wang)水反應。溫度高時(shi),鈦(tai)可與王(wang)水反應生成TiCl2。

綜上所述(shu),鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)性質與(yu)溫(wen)(wen)度(du)及其(qi)存在(zai)形(xing)態、純度(du)有著(zhu)極(ji)其(qi)密(mi)切的(de)(de)關系(xi)。致(zhi)密(mi)的(de)(de)金屬鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)在(zai)自然界中(zhong)(zhong)是(shi)相(xiang)當穩定的(de)(de),但(dan)是(shi),粉(fen)末(mo)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)可引起自燃。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)雜質的(de)(de)存在(zai),顯著(zhu)的(de)(de)影(ying)響鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)物(wu)(wu)理、化(hua)學性能(neng)、機械(xie)性能(neng)和耐腐(fu)蝕性能(neng)。特(te)別是(shi)一些間隙雜質,它(ta)們(men)可以使鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)晶格發(fa)生(sheng)畸變,而(er)影(ying)響鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)各種性能(neng)。常溫(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)化(hua)學活(huo)性很小,能(neng)與(yu)氫氟酸(suan)等少(shao)數幾種物(wu)(wu)質發(fa)生(sheng)反應(ying),但(dan)溫(wen)(wen)度(du)增加時鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)活(huo)性迅速增加,特(te)別是(shi)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)可與(yu)許(xu)多物(wu)(wu)質發(fa)生(sheng)劇(ju)烈反應(ying)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)冶煉(lian)過程(cheng)一般都在(zai)800℃以上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)進行,因此(ci)必須在(zai)真空(kong)中(zhong)(zhong)或在(zai)惰性氣(qi)氛保護下(xia)操作。金屬鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)還原能(neng)力強,能(neng)與(yu)氧(yang)、碳(tan)、氮以及其(qi)他許(xu)多元素化(hua)合(he),還能(neng)從部分金屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(比如氧(yang)化(hua)鋁)中(zhong)(zhong)奪取氧(yang)。常溫(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)與(yu)氧(yang)氣(qi)化(hua)合(he)生(sheng)成一層極(ji)薄(bo)致(zhi)密(mi)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜,這(zhe)層氧(yang)化(hua)膜常溫(wen)(wen)下(xia)不(bu)與(yu)硝(xiao)酸(suan),稀硫酸(suan),稀鹽(yan)酸(suan)反應(ying),以及酸(suan)中(zhong)(zhong)之(zhi)王——王水。它(ta)與(yu)氫氟酸(suan)、濃(nong)鹽(yan)酸(suan)、濃(nong)硫酸(suan)反應(ying)。

在電化學中,鈦是(shi)單向閥(fa)型金屬,電位(wei)很負,通常無法(fa)用鈦作(zuo)為陽極進(jin)行分解。

人(ren)們利用鈦(tai)在高溫下化合(he)能力(li)強的特點(dian),在煉(lian)鋼(gang)(gang)的時(shi)(shi)候(hou),氮(dan)很容(rong)易溶解在鋼(gang)(gang)水(shui)里,當鋼(gang)(gang)錠冷(leng)卻的時(shi)(shi)候(hou),鋼(gang)(gang)錠中(zhong)就(jiu)形成氣泡,影響鋼(gang)(gang)的質量。所以(yi)煉(lian)鋼(gang)(gang)工人(ren)往鋼(gang)(gang)水(shui)里加進金屬(shu)鈦(tai),使(shi)它與氮(dan)化合(he),變成爐(lu)渣——氮(dan)化鈦(tai),浮在鋼(gang)(gang)水(shui)表面,這樣鋼(gang)(gang)錠就(jiu)比較純凈了。

當(dang)超音速飛機(ji)(ji)飛行時(shi),它(ta)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)翼的(de)(de)(de)(de)溫度(du)可(ke)以達到(dao)500℃。如用比較(jiao)耐熱的(de)(de)(de)(de)鋁(lv)合金制造機(ji)(ji)翼,一(yi)到(dao)二三百度(du)也會吃不消,必(bi)須有(you)一(yi)種又(you)輕(qing)、又(you)韌、又(you)耐高溫的(de)(de)(de)(de)材料來代替鋁(lv)合金而鈦恰(qia)好(hao)能(neng)夠滿(man)足這(zhe)(zhe)些要求。鈦還(huan)能(neng)經(jing)得住(zhu)零下一(yi)百多度(du)的(de)(de)(de)(de)考驗,在這(zhe)(zhe)種低溫下,鈦仍(reng)舊有(you)很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)(de)韌性(xing)而不發脆(cui)。

鈦吸(xi)氣主要指高溫下(xia)(xia)與碳(tan)、氫(qing)、氮、氧發生反應。利(li)用(yong)鈦和鋯對空(kong)(kong)(kong)氣的(de)強大吸(xi)收力,可(ke)以除去(qu)空(kong)(kong)(kong)氣,造成真空(kong)(kong)(kong)。比方,利(li)用(yong)鈦制成的(de)真空(kong)(kong)(kong)泵,可(ke)以把空(kong)(kong)(kong)氣抽到只剩下(xia)(xia)十萬億(yi)分之一(yi)。

鈦(tai)的(de)最大缺點是(shi)(shi)難以(yi)提(ti)煉(lian)。主要是(shi)(shi)因為鈦(tai)在高溫下化(hua)合能力強,可以(yi)與(yu)氧、碳、氮(dan)以(yi)及其他許多元素化(hua)合。因此,不論在冶(ye)煉(lian)或者鑄造(zao)的(de)時候,人(ren)們都小心地防止(zhi)這些(xie)元素“侵襲”鈦(tai)。在冶(ye)煉(lian)鈦(tai)的(de)時候,空氣(qi)(qi)與(yu)水(shui)當然(ran)是(shi)(shi)嚴(yan)格(ge)禁(jin)止(zhi)接近(jin)的(de),甚至連冶(ye)金上常用(yong)的(de)氧化(hua)鋁坩堝(guo)也禁(jin)止(zhi)使用(yong),因為鈦(tai)會從氧化(hua)鋁里奪取氧。人(ren)們利用(yong)鎂與(yu)四(si)氯化(hua)鈦(tai)在惰性氣(qi)(qi)體(ti)——氦氣(qi)(qi)或氬氣(qi)(qi)中相作用(yong),來提(ti)煉(lian)鈦(tai)。

鈦的化合物

鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)為二氧化(hua)鈦(tai)(tai),是(shi)鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)最(zui)高(gao)(gao)(gao)價氧化(hua)物(wu)。天然TiO2是(shi)金(jin)紅石(shi),純凈的(de)(de)(de)TiO2是(shi)雪(xue)(xue)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)粉末,是(shi)最(zui)好(hao)的(de)(de)(de)白(bai)(bai)(bai)色(se)顏料,俗稱鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)(bai),冷時(shi)為白(bai)(bai)(bai)色(se),熱時(shi)呈淺黃色(se)。以前(qian),人(ren)們開采(cai)鈦(tai)(tai)礦,主要目的(de)(de)(de)便是(shi)為了獲得二氧化(hua)鈦(tai)(tai)。鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)粘(zhan)附力強(qiang),不易起(qi)化(hua)學變化(hua),永遠是(shi)雪(xue)(xue)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de),是(shi)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)白(bai)(bai)(bai)色(se)涂(tu)料,它折射率高(gao)(gao)(gao),著色(se)力強(qiang),遮蓋力大,化(hua)學性能穩定(ding)。其(qi)他白(bai)(bai)(bai)色(se)涂(tu)料,如鋅白(bai)(bai)(bai)ZnO和(he)鉛白(bai)(bai)(bai)2PbCO3·Pb(OH)2等(deng),不具有鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)這(zhe)些優良(liang)性能。特別可貴的(de)(de)(de)是(shi)鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)(bai)無毒。它的(de)(de)(de)熔點很高(gao)(gao)(gao),被用來制造耐(nai)火玻璃,釉(you)料,琺(fa)瑯、陶土(tu)、耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)實(shi)驗器(qi)皿等(deng)。

二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)是世界上最(zui)白(bai)的(de)(de)東西,1克二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)可以(yi)(yi)把450多平方(fang)厘米(mi)的(de)(de)面積涂得雪(xue)白(bai)。它比(bi)常用(yong)的(de)(de)白(bai)顏料(liao)——鋅鋇白(bai)還要(yao)白(bai)5倍,因此是調制(zhi)白(bai)油漆的(de)(de)最(zui)好顏料(liao)。世界上用(yong)作顏料(liao)的(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai),一年多到幾十(shi)萬噸(dun)。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)可以(yi)(yi)加在紙里,使(shi)(shi)紙變(bian)(bian)白(bai)并且不透明(ming),效果比(bi)其他物質大10倍,因此,鈔票紙和(he)美術(shu)品用(yong)紙就要(yao)加二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)。此外,為(wei)了(le)使(shi)(shi)塑料(liao)的(de)(de)顏色(se)變(bian)(bian)淺,使(shi)(shi)人(ren)造絲光澤(ze)柔和(he),有時也(ye)要(yao)添加二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)。在橡膠工業(ye)上,二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)還被(bei)用(yong)作為(wei)白(bai)色(se)橡膠的(de)(de)填料(liao)。

鈦的氫(qing)化(hua)(hua)物是氫(qing)化(hua)(hua)鈦。氫(qing)化(hua)(hua)鈦很脆,因(yin)而(er)可(ke)(ke)用于(yu)(yu)制(zhi)造粉(fen)末鈦,它還用于(yu)(yu)焊接(jie),二氫(qing)化(hua)(hua)鈦受熱分解,析(xi)出新生態氫(qing)和金屬鈦,后者可(ke)(ke)促進焊接(jie),并使焊縫(feng)強(qiang)度(du)增加。可(ke)(ke)用作聚合反應(ying)之催化(hua)(hua)劑。

四(si)氯化鈦(tai)非常有趣,它在通常狀況下為無色液體(ti)(熔(rong)點(dian)-25℃,沸(fei)點(dian)136.4℃),有刺鼻氣(qi)味,在濕空(kong)氣(qi)中便會大冒(mao)白煙(yan)——它水(shui)(shui)解了,變成(cheng)白色的(de)二(er)氧化鈦(tai)的(de)水(shui)(shui)凝膠。在水(shui)(shui)中則(ze)強烈水(shui)(shui)解為偏鈦(tai)酸H2TiO3。在軍事上,人(ren)們便利(li)用四(si)氯化鈦(tai)的(de)這股怪(guai)脾氣(qi),作為人(ren)造煙(yan)霧劑(ji)。特別是在海洋上,水(shui)(shui)氣(qi)多,一放四(si)氯化鈦(tai),濃煙(yan)就象(xiang)一道白色的(de)長城,擋住了敵人(ren)的(de)視(shi)線。在農業上,人(ren)們利(li)用四(si)氟化鈦(tai)來防霜。

TiCl3是紫色晶體,其水溶液可(ke)用做還原劑(ji)。Ti3+比Sn2+有更(geng)強的還原性。

鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇(bei)(bei)晶體有(you)這(zhe)樣的(de)(de)(de)特性(xing):當它(ta)(ta)受壓(ya)力而改變(bian)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)時候,會(hui)產(chan)生電(dian)流(liu)(liu),一(yi)通(tong)電(dian)又會(hui)改變(bian)形狀(zhuang)。于是(shi),人(ren)(ren)們把鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇(bei)(bei)放在(zai)超聲波(bo)(bo)中,它(ta)(ta)受壓(ya)便產(chan)生電(dian)流(liu)(liu),由(you)它(ta)(ta)所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小可以(yi)測知超聲波(bo)(bo)的(de)(de)(de)強弱。相反,用高頻電(dian)流(liu)(liu)通(tong)過它(ta)(ta),則可以(yi)產(chan)生超聲波(bo)(bo)。幾乎所(suo)有(you)的(de)(de)(de)超聲波(bo)(bo)儀器(qi)(qi)(qi)中,都要用到(dao)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇(bei)(bei)。除此之外,鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇(bei)(bei)還有(you)許多用途。例如:鐵路工人(ren)(ren)把它(ta)(ta)放在(zai)鐵軌下(xia)面(mian),來測量(liang)火車通(tong)過時候的(de)(de)(de)壓(ya)力;醫生用它(ta)(ta)制成脈搏記錄器(qi)(qi)(qi)。用鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇(bei)(bei)做的(de)(de)(de)水(shui)底探測器(qi)(qi)(qi),是(shi)銳利(li)的(de)(de)(de)水(shui)下(xia)眼睛(jing),它(ta)(ta)不只能(neng)夠看(kan)到(dao)魚群,而且還可以(yi)看(kan)到(dao)水(shui)底下(xia)的(de)(de)(de)暗礁、冰山和敵人(ren)(ren)的(de)(de)(de)潛水(shui)艇等。

冶煉方法

制(zhi)取金屬鈦(tai)(tai)的原料主要(yao)為(wei)金紅(hong)石,其中(zhong)含(han)TiO2大于96%。缺(que)少(shao)金紅(hong)石礦(kuang)的國家,例如蘇聯,則采用(yong)鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)制(zhi)成(cheng)的"高(gao)鈦(tai)(tai)渣",其中(zhong)含(han)TiO290%左右。因天然金紅(hong)石漲(zhang)價和(he)儲量日減,各國都趨向于用(yong)鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)制(zhi)成(cheng)富鈦(tai)(tai)料,即高(gao)鈦(tai)(tai)渣和(he)人造金紅(hong)石。鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)1791年(nian)(nian)被(bei)發現,而第(di)一次(ci)制(zhi)得純凈的鈦(tai)(tai)卻(que)是在(zai)(zai)(zai)(zai)1910年(nian)(nian),中(zhong)間經歷了(le)一百余(yu)年(nian)(nian)。原因在(zai)(zai)(zai)(zai)于:鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)溫下性質十(shi)分活潑,很易和(he)氧、氮、碳等元素化合,要(yao)提煉出純鈦(tai)(tai)需要(yao)十(shi)分苛刻的條件。

冶煉鈦(tai)時,要經過復雜的(de)(de)步驟。把鈦(tai)鐵礦變成(cheng)四氯化(hua)鈦(tai),再放到密封的(de)(de)不銹鋼(gang)罐中(zhong),充(chong)以(yi)氬(ya)氣(qi),使它(ta)(ta)們與金屬鎂反應,就(jiu)(jiu)得到“海(hai)綿鈦(tai)”。這(zhe)(zhe)種多孔的(de)(de)“海(hai)綿鈦(tai)”是不能(neng)直(zhi)接使用的(de)(de),還(huan)必(bi)須把它(ta)(ta)們在(zai)電(dian)爐(lu)中(zhong)融化(hua)成(cheng)液體,才(cai)能(neng)鑄成(cheng)鈦(tai)錠(ding)。但(dan)制造(zao)這(zhe)(zhe)種電(dian)爐(lu)又談(tan)何容(rong)易(yi)!除了電(dian)爐(lu)的(de)(de)空氣(qi)必(bi)須抽干凈外(wai),更傷(shang)腦筋(jin)的(de)(de)是,簡(jian)直(zhi)找不到盛裝液態鈦(tai)的(de)(de)坩堝,因(yin)為一(yi)(yi)般耐(nai)火(huo)材(cai)料都含有氧化(hua)物,而(er)其(qi)中(zhong)的(de)(de)氧就(jiu)(jiu)會被(bei)液態鈦(tai)奪(duo)走(zou)。后來,人們終于發明了一(yi)(yi)種“水(shui)(shui)冷(leng)銅坩堝”的(de)(de)電(dian)爐(lu)。這(zhe)(zhe)種電(dian)爐(lu)只有中(zhong)央一(yi)(yi)部(bu)分區域很熱,其(qi)余(yu)部(bu)分都是冷(leng)的(de)(de),鈦(tai)在(zai)電(dian)爐(lu)中(zhong)熔化(hua)后,流到用水(shui)(shui)冷(leng)卻的(de)(de)銅坩堝壁上,馬上凝成(cheng)鈦(tai)錠(ding)。用這(zhe)(zhe)種方(fang)法(fa)已經能(neng)夠生產(chan)幾(ji)噸重的(de)(de)鈦(tai)塊,但(dan)它(ta)(ta)的(de)(de)成(cheng)本就(jiu)(jiu)可想而(er)知了。

工業上常用硫酸(suan)(suan)分解鈦(tai)鐵礦的方法制取(qu)二氧(yang)化鈦(tai),再由(you)二氧(yang)化鈦(tai)制取(qu)金屬鈦(tai)。濃硫酸(suan)(suan)處理磨碎的鈦(tai)鐵礦(精(jing)礦),發生下面(mian)的化學反應:

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

FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 = FeSO4+H2O

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

為了除去(qu)雜質(zhi)Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+還原為Fe2+,然后將溶液冷卻至273K以(yi)下,使得(de)FeSO4·7H2O(綠(lv)礬(fan))作(zuo)為副(fu)產(chan)品(pin)結(jie)晶析出。

Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸(suan)沉淀,反應是:

Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4

鍛燒偏鈦酸即制得二(er)氧化(hua)鈦:

H2TiO3= TiO2+H2O

工業(ye)上制金屬鈦(tai)采用金屬熱還原(yuan)(yuan)法(fa)還原(yuan)(yuan)四氯化(hua)(hua)鈦(tai)。將TiO2(或天然的金紅(hong)石(shi))和炭粉混合加(jia)熱至1000~1100K,進行(xing)氯化(hua)(hua)處理,并使生成的TiCl4,蒸氣(qi)冷凝。

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

在1070K用(yong)熔融的鎂(mei)在氬氣中還原(yuan)TiCl4可(ke)得(de)多孔的海綿(mian)鈦:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

這種海(hai)綿鈦(tai)經過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉(lian),最后制成各種鈦(tai)材(cai)。

也可以通(tong)過(guo)反(fan)應:Ti+2CI2=TiCI4

得(de)到的(de)TiCI4經過高溫(1250℃左右)情況下分解:

TiCI4=Ti+2CI2

由此得到純鈦棒。

金屬鎂還原(yuan)四氯(lv)化(hua)鈦。按摩爾比將四氯(lv)化(hua)鈦在惰(duo)性氣體中(zhong)用金屬鎂還原(yuan),反應溫度控制(zhi)在900℃左右,可制(zhi)得海綿狀鈦。副(fu)產品(pin)氯(lv)化(hua)鎂可通(tong)過(guo)在1.33×10-2~1.33×10-4Pa真空、加熱1000℃的條件下從(cong)鈦中(zhong)分離出來。

鈦的應用

鈦合金的應用

鈦(tai)耐腐蝕(shi),所以在化學工業上常常要(yao)用(yong)(yong)到它。過去,化學反應器中(zhong)裝熱硝酸(suan)的(de)部件(jian)都用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼。不(bu)銹(xiu)鋼也怕那強烈的(de)腐蝕(shi)劑——熱硝酸(suan),每(mei)隔半年(nian),這種部件(jian)就要(yao)統(tong)(tong)統(tong)(tong)換掉。用(yong)(yong)鈦(tai)來制造這些(xie)部件(jian),雖然成本比(bi)不(bu)銹(xiu)鋼部件(jian)貴一些(xie),但是(shi)它可以連續不(bu)斷地使(shi)用(yong)(yong)五年(nian),計算(suan)起(qi)來反而合算(suan)得多。

鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)和(he)(he)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)大(da)(da)量(liang)用(yong)于(yu)(yu)航空(kong)工業(ye),有"空(kong)間(jian)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)"之(zhi)稱;另外(wai),在(zai)造(zao)(zao)船(chuan)工業(ye)、化(hua)學工業(ye)、制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)機(ji)械部件、電(dian)訊器(qi)(qi)材、硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)方(fang)(fang)面(mian)有著日益廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)。純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)是(shi)銀白色的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu),它具有許(xu)多(duo)優良(liang)性能。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)比鋼(gang)小43%,比久負盛名的(de)(de)(de)(de)(de)輕金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鎂(mei)稍大(da)(da)一(yi)些。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)大(da)(da),純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)抗拉強(qiang)度(du)最高可達(da)180kg/mm2,與鋼(gang)相差不(bu)多(duo),比鋁大(da)(da)兩倍,比鎂(mei)大(da)(da)五倍。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)耐高溫,熔(rong)點1942K,比黃金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)高近(jin)1000K,比鋼(gang)高近(jin)500K。有些鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)高于(yu)(yu)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),但鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)比強(qiang)度(du)(抗拉強(qiang)度(du)和(he)(he)密度(du)之(zhi)比)卻超(chao)過優質鋼(gang)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有好的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱強(qiang)度(du)、低溫韌性和(he)(he)斷(duan)裂韌性,故多(duo)用(yong)作飛機(ji)發(fa)動機(ji)零件和(he)(he)火箭、導彈結構件。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)還可作燃(ran)料和(he)(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)儲箱(xiang)以(yi)及(ji)高壓容(rong)器(qi)(qi)。已(yi)有用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)自動步(bu)槍,迫(po)擊(ji)炮(pao)座板及(ji)無(wu)后座力炮(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)射管。在(zai)石(shi)油(you)工業(ye)上主要(yao)作各(ge)種容(rong)器(qi)(qi)、反應(ying)(ying)器(qi)(qi)、熱交換器(qi)(qi)、蒸餾塔、管道、泵和(he)(he)閥(fa)等(deng)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)可用(yong)作電(dian)極和(he)(he)發(fa)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)冷凝器(qi)(qi)以(yi)及(ji)環境污染控制(zhi)(zhi)裝(zhuang)置(zhi)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)鎳形狀記憶(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)儀器(qi)(qi)儀表(biao)上已(yi)廣泛應(ying)(ying)用(yong)。在(zai)醫療中,鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)可作人造(zao)(zao)骨頭和(he)(he)各(ge)種器(qi)(qi)具。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)還是(shi)煉鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)脫氧(yang)劑(ji)和(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)以(yi)及(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)白粉是(shi)顏(yan)料和(he)(he)油(you)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)良(liang)好原料。碳(tan)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),氫化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)是(shi)新型硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)材料。氮化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)顏(yan)色近(jin)于(yu)(yu)黃金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),在(zai)裝(zhuang)飾方(fang)(fang)面(mian)應(ying)(ying)用(yong)廣泛。

鈦(tai)屬(shu)于化學性(xing)質(zhi)比(bi)較(jiao)活(huo)潑的金(jin)屬(shu)。加熱(re)時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金(jin)屬(shu)作(zuo)用。但(dan)在常(chang)溫下,鈦(tai)表面易生(sheng)成(cheng)一(yi)層(ceng)極(ji)薄(bo)的致密的氧(yang)化物保護膜(mo),可以抵抗(kang)強酸(suan)甚至王水的作(zuo)用,表現出強的抗(kang)腐蝕性(xing)。因(yin)此,一(yi)般金(jin)屬(shu)在酸(suan)、堿、鹽(yan)的溶液中變得千(qian)瘡(chuang)百孔而鈦(tai)卻安然無恙。

液(ye)態鈦(tai)(tai)幾乎能(neng)(neng)溶解所有的(de)(de)(de)金屬,因此可以(yi)和(he)多種金屬形成合金。鈦(tai)(tai)加入鋼中制得(de)的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)鋼堅韌而(er)富(fu)有彈(dan)(dan)性。鈦(tai)(tai)能(neng)(neng)與(yu)鐵、鋁、釩或鉬等(deng)其他元素熔成合金,造(zao)(zao)出高強度的(de)(de)(de)輕合金,在(zai)各(ge)方面(mian)有著廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong),包括航天(噴氣發動機(ji)、導(dao)彈(dan)(dan)及(ji)航天器(qi))、軍(jun)事(shi)、工(gong)(gong)業程序(化工(gong)(gong)與(yu)石油制品(pin)、海水淡化及(ji)造(zao)(zao)紙)、汽車、農產食(shi)品(pin)、醫(yi)學(義(yi)肢、骨科移植及(ji)牙科器(qi)械與(yu)填充物)、廚房用(yong)具、運(yun)動用(yong)品(pin)、珠寶及(ji)手(shou)機(ji)等(deng)等(deng)。鈦(tai)(tai)合金強度高,大量用(yong)于制造(zao)(zao)軍(jun)用(yong)超音(yin)速飛機(ji)的(de)(de)(de)結構(gou)材料、噴氣發動機(ji)的(de)(de)(de)壓縮部(bu)件、飛機(ji)機(ji)架的(de)(de)(de)構(gou)件、機(ji)殼、隔(ge)火(huo)墻、鉚釘;空(kong)運(yun)裝備(bei)的(de)(de)(de)結構(gou)部(bu)件;軍(jun)事(shi)設施(shi)和(he)軍(jun)用(yong)艦艇(ting)的(de)(de)(de)裝甲板以(yi)及(ji)螺旋槳的(de)(de)(de)葉(xie)片等(deng)。在(zai)民用(yong)工(gong)(gong)業中,鈦(tai)(tai)及(ji)其合金可用(yong)于制造(zao)(zao)各(ge)種泵、閥(fa)門(men)、過濾、蒸發設備(bei)的(de)(de)(de)金屬絲網(wang)和(he)各(ge)種機(ji)器(qi)零(ling)件。粉(fen)末狀鈦(tai)(tai)可在(zai)電子管(guan)制造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝中用(yong)作除(chu)氧劑(ji)。主要用(yong)于制造(zao)(zao)航天飛機(ji)、火(huo)箭(jian)導(dao)彈(dan)(dan)、潛艇(ting)、化工(gong)(gong)設備(bei)、醫(yi)療器(qi)械、人工(gong)(gong)關(guan)節(jie)等(deng),還用(yong)于制取鈦(tai)(tai)白(bai)粉(fen)。可用(yong)來(lai)制作反應(ying)釜(fu),冷凝器(qi),發酵罐和(he)冷卻器(qi)。

鈦(tai)合金制成飛機比其(qi)它金屬制成同(tong)樣重的飛機多載(zai)旅客100多人。制成的潛艇,既能(neng)抗(kang)海水腐蝕,又(you)能(neng)抗(kang)深(shen)層壓力,其(qi)下(xia)潛深(shen)度比不(bu)銹鋼潛艇增加80%。同(tong)時,鈦(tai)無磁性,不(bu)會被水雷發現,具有很好的反監護作用(yong)。

因(yin)為鈦(tai)具有“親生(sheng)物”性,在人體內,能(neng)抵(di)抗分泌物的腐蝕且無毒,對任(ren)何殺菌方法(fa)都適應。因(yin)此(ci)被廣泛用于制(zhi)(zhi)醫療(liao)器械,制(zhi)(zhi)人造髖關(guan)節、膝關(guan)節、肩關(guan)節、脅關(guan)節、頭蓋骨(gu)(gu),主(zhu)動心瓣、骨(gu)(gu)骼固定夾(jia)。當(dang)新的肌肉纖(xian)維環(huan)包(bao)在這些“鈦(tai)骨(gu)(gu)”上時,這些鈦(tai)骨(gu)(gu)就開(kai)始維系(xi)著(zhu)人體的正常活動。

鈦在人(ren)體中(zhong)分布廣泛(fan),正常人(ren)體中(zhong)的含量為每(mei)70kg體重不超過15mg,其(qi)作(zuo)用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬(shi)細(xi)胞,使免(mian)疫力增強這一作(zuo)用已被證(zheng)實。

鈦化合物的應用

重要的鈦(tai)(tai)化(hua)合物(wu)有:二氧化(hua)鈦(tai)(tai)(TiO2)、四氯化(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl4)、偏鈦(tai)(tai)酸鋇(BaTiO3)。

純凈的(de)(de)二氧(yang)化鈦(tai)是白(bai)色(se)粉末,是優良的(de)(de)白(bai)色(se)顏料,商品名(ming)稱“鈦(tai)白(bai)”。它(ta)兼有鉛白(bai)(PbCO3)的(de)(de)遮蓋性能和鋅(xin)白(bai)(ZnO)的(de)(de)持久性能。因(yin)此(ci),人們常把鈦(tai)白(bai)加在油漆(qi)中,制(zhi)成高級白(bai)色(se)油漆(qi)。

在(zai)造紙工業(ye)中作為填充劑加(jia)在(zai)紙槳中。

紡織工(gong)業中作(zuo)為人造纖維(wei)的(de)消(xiao)光(guang)劑;在(zai)玻璃、陶瓷、搪瓷工(gong)業上作(zuo)為添(tian)加(jia)劑,改善其性能;在(zai)許多化(hua)學(xue)反應中用(yong)作(zuo)催化(hua)劑。在(zai)化(hua)學(xue)工(gong)業日益(yi)發(fa)展的(de)今天,二氧化(hua)鈦及鈦系化(hua)合物(wu)作(zuo)為精細化(hua)工(gong)產品,有著很高的(de)附加(jia)價值,前景十分誘(you)人。

四氯化鈦是一種(zhong)無色液體(ti);熔點(dian)250K、沸點(dian)409K,有(you)刺(ci)激性氣味。它在水中或潮濕的空氣中都極易水解(jie),冒出大量的白煙。

TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl

因此TiCl4在軍事上作(zuo)為人造煙霧劑,猶(you)其(qi)是用(yong)在海洋戰爭中。在農業上,人們用(yong)TiCl4形成(cheng)的(de)濃(nong)霧地面,減(jian)少夜間(jian)地面熱(re)量的(de)散失,保護蔬菜和(he)農作(zuo)物(wu)不受嚴寒、霜(shuang)凍的(de)危害。

將TiO2和BaCO3一起熔融制得偏鈦酸鋇:

TiO2+BaCO3=BaTiO3十CO2

人(ren)工制得的(de)(de)BaTiO3具(ju)有(you)(you)(you)(you)高的(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)(dian)常數(shu),由它(ta)(ta)制成的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)有(you)(you)(you)(you)較大(da)(da)的(de)(de)容(rong)量,更(geng)重要的(de)(de)是BaTiO3具(ju)有(you)(you)(you)(you)顯著的(de)(de)“壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)性能”,其(qi)晶體受壓(ya)會產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),一通電(dian)(dian)(dian)(dian),又(you)會改變形狀。人(ren)們(men)把它(ta)(ta)置于超(chao)聲(sheng)波(bo)中,它(ta)(ta)受壓(ya)便產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),通過(guo)測量電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)強弱可測出超(chao)聲(sheng)波(bo)強弱。幾乎所有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)儀器(qi)(qi)(qi)(qi)中都要用(yong)到它(ta)(ta)。隨(sui)著鈦(tai)酸鹽(yan)的(de)(de)開發利用(yong),它(ta)(ta)愈來(lai)愈廣(guang)泛(fan)地用(yong)來(lai)制造非線性元件(jian)(jian)、介質放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)計算機記憶(yi)元件(jian)(jian)、微型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)鍍材(cai)料、航(hang)空材(cai)料、強磁、半導體材(cai)料、光學儀器(qi)(qi)(qi)(qi)、試劑(ji)等。

鈦(tai)、鈦(tai)合(he)(he)金及鈦(tai)化合(he)(he)物的(de)優良性能促(cu)使人(ren)類迫切需要它們(men)。然而,生產成本之高,使應用(yong)(yong)受到(dao)限制。相信在不久的(de)將來,隨著(zhu)鈦(tai)的(de)冶煉技術不斷改進和提高,鈦(tai)、鈦(tai)合(he)(he)金及鈦(tai)的(de)化合(he)(he)物的(de)應用(yong)(yong)將會(hui)得(de)到(dao)更大的(de)發展(zhan)。

鈦的(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)鋯(gao)是一種應用于原子能工業和在(zai)高溫高壓下用作耐蝕(shi)化工材料,但在(zai)溶(rong)液中其活潑性(xing)僅(jin)次于鈉。在(zai)氫氧化鈦溶(rong)液里(li)加入活潑的(de)(de)硝酸(suan)(suan)鋯(gao)溶(rong)液,會發現(xian)鈦把硝酸(suan)(suan)鋯(gao)拒之門外。而且氫氧化鈦的(de)(de)密度小于硝酸(suan)(suan)鋯(gao),但依然(ran)能保持明顯的(de)(de)分層(ceng),并把硝酸(suan)(suan)鋯(gao)停留在(zai)上層(ceng),這證明了鈦的(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。

根據實(shi)驗,鈦放(fang)入海底20~50年均不會被腐蝕。

含量分布

總體狀況

截至1995年(nian)底,世界(jie)金紅石(包括銳(rui)鈦礦)儲量(liang)(liang)和儲量(liang)(liang)基礎分別(bie)為(wei)3330萬(wan)噸和16440萬(wan)噸,資源(yuan)總量(liang)(liang)約2.3億噸(TiO2含量(liang)(liang),下(xia)同),主(zhu)(zhu)要集(ji)中(zhong)在南(nan)非、印(yin)度、斯里蘭卡、澳大(da)利(li)亞。世界(jie)鈦鐵礦(TiO2)儲量(liang)(liang)和儲量(liang)(liang)基礎分別(bie)為(wei)2.743億噸和4.353億噸,資源(yuan)總量(liang)(liang)約10億噸;主(zhu)(zhu)要集(ji)中(zhong)在南(nan)非、挪威、澳大(da)利(li)亞、加拿大(da)和印(yin)度。

截至1996年(nian)底中國保有原生鈦(磁(ci))鐵礦(kuang)(kuang)(折TiO2)儲量(liang)35704.09萬(wan)(wan)噸(dun)(其中A+B+C級23191.50萬(wan)(wan)噸(dun));鈦鐵礦(kuang)(kuang)(砂礦(kuang)(kuang))礦(kuang)(kuang)物儲量(liang)3803.19萬(wan)(wan)噸(dun)(其中A+B+C級2147.17萬(wan)(wan)噸(dun));金紅石礦(kuang)(kuang)物儲量(liang)256.86萬(wan)(wan)噸(dun)(其中A+B+C級73.73萬(wan)(wan)噸(dun));金紅石TiO2儲量(liang)750.86萬(wan)(wan)噸(dun)(其中A+B+C級242.43萬(wan)(wan)噸(dun))。

若將中(zhong)國1996年保有(you)鈦鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)砂(sha)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)A+B+C級礦(kuang)(kuang)(kuang)物儲(chu)量2147.17萬噸(dun),按(an)含TiO2 48%折算,則(ze)其(qi)TiO2儲(chu)量為(wei)1030.64萬噸(dun),僅占同(tong)年世(shi)界鈦鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)27000萬噸(dun)的(de)(de)3.83%;若再將其(qi)與原生(sheng)鈦磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)巖礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)的(de)(de)A+B+C級儲(chu)量(23191.50萬噸(dun))中(zhong)可(ke)利用(yong)的(de)(de)約占50%以粒狀鈦鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)產出的(de)(de)(TiO2)儲(chu)量11595.75萬噸(dun)相(xiang)加,其(qi)TiO2總儲(chu)量為(wei)12626.4萬噸(dun),則(ze)占世(shi)界鈦鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)儲(chu)量27000萬噸(dun)的(de)(de)47.76%,從(cong)這個意義(yi)上說,中(zhong)國可(ke)稱(cheng)為(wei)世(shi)界鈦鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)資源最豐富的(de)(de)國家。

若將中國(guo)1996年保有金(jin)紅(hong)(hong)石(shi)礦物的(de)(de)A+B+C級儲(chu)量73.73萬噸按(an)含TiO2 94%折算(suan)成TiO2儲(chu)量為69.31萬噸,再加(jia)上同年金(jin)紅(hong)(hong)石(shi)(TiO2)的(de)(de)A+B+C級儲(chu)量242.43萬噸,合計為311.74萬噸,則占(zhan)同年世界金(jin)紅(hong)(hong)石(shi)(TiO2)儲(chu)量3330萬噸的(de)(de)9.36%,由此可見中國(guo)金(jin)紅(hong)(hong)石(shi)資源并不豐富。

地理分布

中(zhong)國(guo)鈦(tai)(tai)資源(yuan)總量(liang)9.65億噸(dun),居世(shi)界(jie)之首,占世(shi)界(jie)探(tan)明儲量(liang)的38.85%,主要集中(zhong)在四川、云南、廣東、廣西(xi)(xi)及海南等地,其(qi)中(zhong)攀(pan)西(xi)(xi)(攀(pan)枝花西(xi)(xi)昌)地區是中(zhong)國(guo)最大的鈦(tai)(tai)資源(yuan)基地,鈦(tai)(tai)資源(yuan)量(liang)為(wei)8.7億噸(dun)。

中國探明的(de)鈦資(zi)源分布(bu)在21個省(自治(zhi)區(qu)、直(zhi)轄市)共(gong)108個礦區(qu)。主要產區(qu)為四(si)川(chuan),次有河北(bei)(bei)、海南(nan)、廣東、湖北(bei)(bei)、廣西(xi)、云南(nan)、陜西(xi)、山(shan)西(xi)等省(區(qu))。

鈦磁(ci)鐵(tie)礦巖礦:主要(yao)礦床分布在四川省(sheng)(sheng)攀枝花的(de)(de)(de)(de)鹽邊紅格和(he)米(mi)易白馬,西(xi)昌的(de)(de)(de)(de)太和(he);河(he)北省(sheng)(sheng)承德的(de)(de)(de)(de)大廟、黑山,豐寧的(de)(de)(de)(de)招兵溝(gou)(gou),崇禮(li)的(de)(de)(de)(de)南天門;山西(xi)省(sheng)(sheng)左權的(de)(de)(de)(de)桐(tong)峪;陜西(xi)省(sheng)(sheng)洋縣的(de)(de)(de)(de)畢機溝(gou)(gou);新疆的(de)(de)(de)(de)尾(wei)亞;河(he)南省(sheng)(sheng)舞陽的(de)(de)(de)(de)趙案莊;廣東省(sheng)(sheng)興寧的(de)(de)(de)(de)霞嵐;黑龍江(jiang)省(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)呼瑪;北京(jing)市昌平(ping)的(de)(de)(de)(de)上莊和(he)懷柔(rou)的(de)(de)(de)(de)新地(di)。其中(zhong)四川省(sheng)(sheng)表內儲量(TiO2 44256.32萬(wan)t)占(zhan)全國同(tong)類儲量(TiO2 46522.83萬(wan)t)的(de)(de)(de)(de)95.1%,河(he)北省(sheng)(sheng)(TiO2 1544.46萬(wan)t)占(zhan)3.3%,陜西(xi)省(sheng)(sheng)占(zhan)0.46%,山西(xi)省(sheng)(sheng)占(zhan)0.35%。

金紅石巖礦主要礦床分布在(zai)湖北省棗陽(yang)的大阜山(shan);山(shan)西(xi)省代縣(xian)的碾子溝;河南省新縣(xian)的楊沖(chong);山(shan)東(dong)省萊西(xi)縣(xian)的劉家莊。其中(zhong)湖北省金紅石(TiO2)表內儲量(534.43萬(wan)(wan)t)占全國同類儲量(750.86萬(wan)(wan)t)的71.2%,山(shan)西(xi)省(154.79萬(wan)(wan)t)占20.6%,陜西(xi)省(44.4萬(wan)(wan)t)占5.9%。

鈦的(de)(de)主要礦(kuang)(kuang)石是(shi)(shi)金紅石TiO2和鈦鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)FeTiO3,它的(de)(de)發現(xian)也正是(shi)(shi)從這兩種礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)分析(xi)而來。早在(zai)1791年英國英格蘭西南(nan)端康(kang)沃爾(Cornwall)郡(jun)門拉陳(Menacan)教區(qu)的(de)(de)牧師格累高爾,也是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)位科(ke)學家,分析(xi)出(chu)產(chan)在(zai)他(ta)教區(qu)內的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種黑色礦(kuang)(kuang)砂,也就(jiu)是(shi)(shi)今(jin)天成為(wei)鈦鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)石時發現(xian)了一(yi)(yi)(yi)種新(xin)的(de)(de)金屬(shu)物質(zhi)并(bing)命名為(wei)menacenite。三(san)年后(hou),1795年,克(ke)(ke)拉普羅特(te)分析(xi)了匈牙(ya)利(li)布伊尼克(ke)(ke)(Boinik)地區(qu)出(chu)產(chan)的(de)(de)金紅石,認識到它是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)種新(xin)金屬(shu)的(de)(de)氧化物,具有抵抗(kang)酸、堿溶(rong)液(ye)的(de)(de)特(te)性(xing),借用(yong)希臘神(shen)話中大地的(de)(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)兒子們泰(tai)坦神(shen)族Titans,命名這個金屬(shu)為(wei)titanium,元(yuan)素符號定為(wei)Ti。兩年后(hou),克(ke)(ke)拉普羅特(te)證(zheng)實(shi)格累高爾發現(xian)的(de)(de)menacenite就(jiu)是(shi)(shi)鈦。

鈦(tai)屬于稀有金(jin)(jin)屬,實(shi)際(ji)上鈦(tai)并不稀有,其在地殼中的(de)豐(feng)度(du)占第七(qi)位,占0.45%,遠(yuan)遠(yuan)高于許多常見的(de)金(jin)(jin)屬。但由于鈦(tai)的(de)性質活潑,對冶煉(lian)工藝要求高,使得(de)人們長期無法制得(de)大量的(de)鈦(tai),從而被歸類(lei)為“稀有”的(de)金(jin)(jin)屬。用于冶煉(lian)鈦(tai)的(de)礦物(wu)主要有鈦(tai)鐵礦(FeTiO3)、金(jin)(jin)紅石(shi)(TiO2)和鈣鈦(tai)礦等(deng)。礦石(shi)經處(chu)理得(de)到(dao)易(yi)揮發的(de)四氯化(hua)鈦(tai),再(zai)用鎂還原而制得(de)純鈦(tai)。

地(di)(di)球表面十公里(li)厚的地(di)(di)層(ceng)中,含(han)(han)鈦(tai)達千(qian)分之(zhi)六,比銅多61倍,在地(di)(di)殼中的含(han)(han)量(liang)(liang)排(pai)第十位(地(di)(di)殼中元(yuan)素排(pai)行:氧、硅(gui)、鋁(lv)、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦(tai)),隨便從地(di)(di)下抓起(qi)一把泥土,其中都(dou)含(han)(han)有千(qian)分之(zhi)幾(ji)的鈦(tai),世界上(shang)儲量(liang)(liang)超過一千(qian)萬噸(dun)的鈦(tai)礦并不稀罕(han)。

元素(su)在海水中的含量:0.00048ppm

元素在太陽中(zhong)的含量:4ppm

地殼(ke)中含量:5600ppm

應急處置

皮膚接觸:脫去(qu)污染的衣著,用(yong)肥皂水(shui)和(he)清水(shui)徹(che)底沖洗皮膚。

眼睛接觸(粉(fen)末):提起眼瞼,用流動清水或生理(li)鹽水沖洗。就醫。

吸(xi)(xi)入(ru)(粉末):迅速脫離現場至(zhi)空氣新鮮處。保持呼(hu)吸(xi)(xi)道通暢。如(ru)呼(hu)吸(xi)(xi)困難,給輸氧。如(ru)呼(hu)吸(xi)(xi)停(ting)止,立即進行人工呼(hu)吸(xi)(xi)。就醫。

食入:飲足量溫水(shui),催吐。就醫。

呼吸系統(tong)防護(hu):可(ke)能接觸(chu)其粉塵(chen)時,必須佩戴自吸過(guo)濾式防塵(chen)口罩。

眼睛防護(粉末):戴安全防護眼鏡。

身體防護:穿透氣型防毒服(fu)。

手防護:戴防毒物滲透手套。

其他(ta)防護:工作(zuo)現場禁(jin)止(zhi)吸煙(yan)、進食和(he)飲水。工作(zuo)完(wan)畢,淋浴更衣。注意個(ge)人清潔衛(wei)生。

泄(xie)漏(lou)應急處(chu)(chu)理:隔離泄(xie)漏(lou)污染區,限(xian)制出入。切斷火源。建議(yi)應急處(chu)(chu)理人員戴(dai)防塵(chen)面(mian)(mian)具(全面(mian)(mian)罩),穿防毒(du)服(fu)。不要直接(jie)接(jie)觸泄(xie)漏(lou)物。小量泄(xie)漏(lou):避(bi)免揚(yang)塵(chen),用(yong)(yong)潔(jie)(jie)凈的鏟子收(shou)集于干燥、潔(jie)(jie)凈、有蓋的容器中(zhong)。轉(zhuan)移(yi)回收(shou)。大量泄(xie)漏(lou):用(yong)(yong)塑(su)料布(bu)、帆布(bu)覆蓋。使用(yong)(yong)無火花工(gong)具轉(zhuan)移(yi)回收(shou)。

有害燃燒(shao)產物:氧化(hua)鈦。

滅火(huo)(huo)方法:采用(yong)(yong)干粉、干砂(sha)滅火(huo)(huo)。嚴禁用(yong)(yong)水、泡沫、二氧化(hua)碳撲救。高熱或劇烈(lie)燃(ran)燒時,用(yong)(yong)水撲救可(ke)能會引起爆炸(zha)。

管理信息庫

操作(zuo)(zuo)(zuo)的管理:密閉操作(zuo)(zuo)(zuo),局部(bu)排風。操作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)員必(bi)須經過專門培(pei)訓,嚴格遵守操作(zuo)(zuo)(zuo)規程。建議(yi)操作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)員佩戴自(zi)吸過濾式防(fang)塵口罩,戴安全防(fang)護眼鏡,穿透氣型(xing)防(fang)毒服,戴防(fang)毒物(wu)滲透手套(tao)。遠離(li)火(huo)種(zhong)、熱源,工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)場所(suo)嚴禁吸煙。使用防(fang)爆(bao)型(xing)的通風系統和(he)設(she)備(bei)(bei)。避免產生粉(fen)塵。避免與氧化劑(ji)、酸類、鹵素接觸。在氬氣中操作(zuo)(zuo)(zuo)處置。搬運時(shi)要輕裝輕卸,防(fang)止包裝及(ji)容器損壞。配備(bei)(bei)相應品種(zhong)和(he)數量的消(xiao)防(fang)器材及(ji)泄漏應急處理設(she)備(bei)(bei)。倒(dao)空(kong)的容器可能殘(can)留有害(hai)物(wu)。

儲存(cun)的管理:為(wei)安全起見,儲存(cun)時常以不(bu)少(shao)于25%的水潤濕、鈍化(hua)(hua)。儲存(cun)于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不(bu)超過30℃,相對濕度不(bu)超過80%。保(bao)持容器密封(feng),嚴禁(jin)與空(kong)氣接觸。應(ying)與氧化(hua)(hua)劑(ji)、酸類、鹵素等分(fen)開存(cun)放,切忌混(hun)儲。配備相應(ying)品種和數(shu)量(liang)的消防器材(cai)。儲區應(ying)備有合適的材(cai)料收容泄(xie)漏物。

運(yun)輸(shu)的管(guan)理:運(yun)輸(shu)時(shi)運(yun)輸(shu)車輛(liang)應(ying)(ying)(ying)(ying)配備相(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)品(pin)種和數量的消防器材及泄漏應(ying)(ying)(ying)(ying)急(ji)處(chu)理設備。裝運(yun)該(gai)品(pin)的車輛(liang)排(pai)氣管(guan)須(xu)有(you)阻火裝置。運(yun)輸(shu)過程(cheng)中要(yao)確保(bao)容器不泄漏、不倒(dao)塌、不墜落(luo)、不損壞。嚴(yan)禁(jin)與氧化(hua)劑、酸(suan)類、鹵素、食(shi)用化(hua)學品(pin)等混(hun)裝混(hun)運(yun)。運(yun)輸(shu)途(tu)中應(ying)(ying)(ying)(ying)防曝(pu)曬、雨淋,防高溫。中途(tu)停留時(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)遠離火種、熱(re)源。車輛(liang)運(yun)輸(shu)完畢應(ying)(ying)(ying)(ying)進行徹底清掃。鐵(tie)路(lu)運(yun)輸(shu)時(shi)要(yao)禁(jin)止溜(liu)放。

廢棄(qi)的(de)(de)管理:恢復(fu)材料的(de)(de)原狀態(tai),以便重新使用。

應急醫療庫

主要用(yong)途及(ji)(ji)接觸機(ji)會:鈦(tai)用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)特(te)種鋼(gang)、合金(jin)、鈦(tai)陶瓷及(ji)(ji)玻璃纖維。金(jin)屬鈦(tai)也用(yong)于(yu)(yu)飛機(ji)、導(dao)彈制(zhi)造(zao)及(ji)(ji)原子反應堆。還用(yong)于(yu)(yu)生(sheng)產(chan)耐火材(cai)料(liao)(liao)、焊(han)條、建筑(zhu)材(cai)料(liao)(liao)和(he)塑(su)料(liao)(liao)等。上述工業中(zhong)可接觸金(jin)屬鈦(tai),二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)的粉塵(chen)和(he)煙塵(chen)。四氯(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)及(ji)(ji)其部(bu)分水解(jie)物(wu),還常夾雜氯(lv)及(ji)(ji)其氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)。在機(ji)械處理金(jin)屬鈦(tai)過程中(zhong)也接觸鈦(tai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)的煙塵(chen)。

侵(qin)入途徑:吸入、食(shi)入。

人體危害:吸(xi)(xi)入(ru)后對上呼吸(xi)(xi)道有刺激(ji)性,引(yin)起(qi)咳嗽、胸部緊束感或(huo)疼痛。長(chang)期(qi)吸(xi)(xi)入(ru)TiO2粉(fen)塵的(de)(de)工人,肺部無(wu)任何變化。在生產(chan)(chan)鈦(tai)金屬過程(cheng),接(jie)觸(chu)四氯化鈦(tai)及(ji)其(qi)水(shui)解產(chan)(chan)物對眼和(he)上呼吸(xi)(xi)道粘(zhan)膜有刺激(ji)作(zuo)用。長(chang)期(qi)作(zuo)用可形(xing)成慢性支氣管炎(yan)。TiO2曾用作(zuo)閃(shan)光(guang)灼傷(shang)的(de)(de)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)防護劑,未見產(chan)(chan)生接(jie)觸(chu)性皮(pi)(pi)(pi)炎(yan)、變態(tai)反應(ying)和(he)經皮(pi)(pi)(pi)吸(xi)(xi)收。100℃氯氮(dan)化鈦(tai)的(de)(de)飛濺和(he)吸(xi)(xi)入(ru)鈦(tai)酸及(ji)氯氮(dan)化鈦(tai)煙引(yin)起(qi)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)燒傷(shang)并致疤痕形(xing)成和(he)咽(yan)、聲(sheng)帶、氣管粘(zhan)膜充血,由于形(xing)成瘢痕引(yin)起(qi)喉狹窄(zhai)。眼短期(qi)接(jie)觸(chu)氯氮(dan)化鈦(tai)引(yin)起(qi)結膜炎(yan)和(he)角膜炎(yan)。此外(wai),四氯化鈦(tai)吸(xi)(xi)入(ru)可引(yin)起(qi)彌(mi)散性支氣管內(nei)息肉。

處(chu)理原則:皮(pi)膚接觸四氯化(hua)鈦(tai)后應盡快(kuai)用軟(ruan)紙(zhi)或布(bu)擦掉,然后用水沖(chong)洗,防止四氯化(hua)鈦(tai)遇水放出大量(liang)熱(re)及鹽酸,加(jia)重及擴(kuo)大灼傷范(fan)圍(wei)。吸入四氯化(hua)鈦(tai)應立(li)即霧化(hua)吸入5%碳酸氫鈉溶液,以中和四氯化(hua)鈦(tai)水解產生(sheng)的鹽酸;吸氧、保(bao)持呼吸進通暢.安靜休息,減少氧的消耗;早期給予足(zu)量(liang)糖(tang)皮(pi)質激(ji)素,并給抗生(sheng)素預防繼(ji)發(fa)感(gan)染(ran)及抗支氣管痙攣(luan)藥物、祛痰藥對癥(zheng)治療。嚴密觀察,防治肺水腫(zhong)。

預防(fang)(fang)措施(shi):接觸(chu)四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦及(ji)(ji)(ji)其水(shui)解產(chan)物(wu)的(de)(de)工種,應(ying)(ying)注意(yi)皮膚、粘(zhan)膜和呼(hu)吸(xi)道的(de)(de)防(fang)(fang)護。產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)鈦及(ji)(ji)(ji)其化(hua)(hua)(hua)合物(wu)粉塵(chen)的(de)(de)工作地點,亦須加強防(fang)(fang)塵(chen)措施(shi)。大(da)量(liang)微小鈦粉塵(chen)可(ke)著火爆(bao)炸,因此鈦的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)、澆鑄、加工應(ying)(ying)有良(liang)好(hao)通風防(fang)(fang)塵(chen)設(she)施(shi),及(ji)(ji)(ji)應(ying)(ying)有防(fang)(fang)火防(fang)(fang)爆(bao)設(she)備。四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)應(ying)(ying)盡量(liang)密閉,防(fang)(fang)止其煙氣逸(yi)出及(ji)(ji)(ji)“跑、冒(mao)、滴、漏”。加強個人防(fang)(fang)護,四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)設(she)備開蓋、清洗、維修時應(ying)(ying)截防(fang)(fang)毒面其、防(fang)(fang)護眼鏡。穿防(fang)(fang)酸防(fang)(fang)護衣(yi)帽(mao)。定(ding)期對接觸(chu)四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工人進行(xing)休檢,有慢性呼(hu)吸(xi)道疾病患者(zhe)不能從事接觸(chu)四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦的(de)(de)工作。

毒理學數據

急性毒性

金屬鈦、二(er)氧化鈦和碳化鈦屬低毒類。大鼠一次氣管內注(zhu)(zhu)入(ru)20-50mg二(er)氧化鈦和兔注(zhu)(zhu)入(ru)400mg后肺部(bu)無特異反(fan)應。

亞急性和慢性毒性

大(da)(da)(da)鼠(shu)氣(qi)管(guan)(guan)內注入氫化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)后6和(he)12個月(yue),只見肺(fei)纖維(wei)化效應(ying)(ying)。大(da)(da)(da)鼠(shu)吸(xi)入二(er)氧化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)塵每天4次,每周(zhou)5d,歷(li)時(shi)13個月(yue),停止吸(xi)入后7個月(yue),肺(fei)無(wu)任何病理反應(ying)(ying);但豚鼠(shu)反復吸(xi)入二(er)氧化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)觀察到纖維(wei)化效應(ying)(ying)和(he)嗜酸(suan)性自細胞浸潤。氣(qi)管(guan)(guan)內注入金屬(shu)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)無(wu)肺(fei)纖維(wei)化發生。大(da)(da)(da)鼠(shu)氣(qi)管(guan)(guan)內一(yi)次注入氫化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)、碳化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)、硼(peng)化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)和(he)一(yi)氮化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)后觀察到肺(fei)部輕度纖維(wei)化。大(da)(da)(da)鼠(shu)吸(xi)入氫化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)16個月(yue)亦見輕度纖維(wei)化。

代謝

人(ren)體(ti)一般(ban)飲食中(zhong)每日約攝入(ru)300μg鈦(tai)(tai),大部分從糞(fen)排出,其中(zhong)約3%吸(xi)收入(ru)血液。進入(ru)體(ti)內的(de)鈦(tai)(tai)蓄積于脾、腎上腺、橫紋肌、肺、皮膚及肝臟等(deng)部位。吸(xi)收入(ru)體(ti)內的(de)鈦(tai)(tai)主要由(you)尿排出。正常(chang)人(ren)血漿中(zhong)鈦(tai)(tai)濃(nong)度(du)約3μg/dL,尿鈦(tai)(tai)濃(nong)度(du)為10μg/L左(zuo)右。

中毒機理

金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai),氧(yang)化鈦(tai)(tai),碳化鈦(tai)(tai)(titanium carbonide)等不溶性鈦(tai)(tai)毒(du)性低,口服吸收量少,不顯示毒(du)性反應(ying)。金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)植入(ru)機體未見(jian)(jian)有(you)病(bing)理(li)反應(ying)。吸入(ru)鈦(tai)(tai)的(de)不溶性化合(he)物,未見(jian)(jian)肺部有(you)嚴重(zhong)損害,其致纖維化作用(yong)(yong)甚(shen)微(wei)。用(yong)(yong)含鈦(tai)(tai)飲水長期飼養動物未見(jian)(jian)對生長發育(yu)有(you)影響,也未見(jian)(jian)腫瘤發生。

致癌性

大(da)鼠肌肉注射(she)溶于三辛(xin)素的(de)鈦(tai)(tai)金屬(shu)粉(fen),引起纖維肉瘤(liu)(liu)和(he)淋巴(ba)肉瘤(liu)(liu)增加。注射(she)有(you)機(ji)鈦(tai)(tai),注射(she)部位出現纖維肉瘤(liu)(liu),發生肝細(xi)胞瘤(liu)(liu)和(he)脾的(de)惡(e)性(xing)淋巴(ba)瘤(liu)(liu)。鈦(tai)(tai)塊沒有(you)致癌性(xing),給病(bing)人(ren)(ren)安裝(zhuang)鈦(tai)(tai)制人(ren)(ren)造關節兩(liang)周(zhou)後,未出現腫瘤(liu)(liu)細(xi)胞。

燃爆危險

該品(pin)可(ke)燃,具刺激(ji)性。

儲存條件

為安全起(qi)見(jian),儲(chu)(chu)(chu)存時以不少(shao)于25%的水潤濕、鈍化(hua)。儲(chu)(chu)(chu)存于陰涼(liang)、通風的庫房(fang)。遠離火種(zhong)(zhong)、熱源(yuan)。庫溫不超(chao)過35℃,保持容器(qi)密封,嚴禁(jin)與(yu)空(kong)氣接觸。應與(yu)氧化(hua)劑、酸(suan)類、鹵素(su)等分開存放(fang),切(qie)忌混(hun)儲(chu)(chu)(chu)。配備(bei)相應品種(zhong)(zhong)和數量的消防(fang)器(qi)材(cai)。儲(chu)(chu)(chu)區應備(bei)有合適的材(cai)料(liao)收容泄漏物。

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