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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(jie)紹 PROFILE +

鈦(tai)(tai)(tai)(Titanium)是(shi)一種(zhong)金屬化(hua)學(xue)(xue)(xue)元(yuan)(yuan)素,化(hua)學(xue)(xue)(xue)符號Ti,原子序數22,在化(hua)學(xue)(xue)(xue)元(yuan)(yuan)素周期表中(zhong)位(wei)(wei)于第4周期、第IVB族。由格(ge)雷(lei)戈(ge)爾于1791年發(fa)現。是(shi)一種(zhong)銀白色的(de)過(guo)渡金屬,其特征(zheng)為(wei)(wei)重量輕、強(qiang)(qiang)度(du)高(gao)、具金屬光澤(ze),耐(nai)濕氯(lv)(lv)氣(qi)腐蝕。但鈦(tai)(tai)(tai)不能應用于干氯(lv)(lv)氣(qi)中(zhong),即使是(shi)溫度(du)0℃以下的(de)干氯(lv)(lv)氣(qi),也(ye)會發(fa)生(sheng)劇烈的(de)化(hua)學(xue)(xue)(xue)反應,生(sheng)成四氯(lv)(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再分(fen)解生(sheng)成二氯(lv)(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),甚至(zhi)燃燒。只有當氯(lv)(lv)氣(qi)中(zhong)的(de)含水(shui)量高(gao)于0.5%的(de)時(shi)候,鈦(tai)(tai)(tai)在其中(zhong)才(cai)能保持可靠的(de)穩定性。α型(xing)鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)六方(fang)晶系、β型(xing)鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)立方(fang)晶系。轉變溫度(du)為(wei)(wei)882.5℃。熔點(1660±10)℃,沸點3287℃,密度(du)為(wei)(wei)4.506g/cm3。溶于稀酸,不溶于冷水(shui)和熱水(shui)。耐(nai)海水(shui)腐蝕性很強(qiang)(qiang)。已知的(de)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)同位(wei)(wei)素有13種(zhong),包括鈦(tai)(tai)(tai)-41至(zhi)鈦(tai)(tai)(tai)-53。其中(zhong)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)穩定同位(wei)(wei)素有鈦(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(yu)的(de)同位(wei)(wei)素均有放射性。

鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)被(bei)認為(wei)是(shi)一種稀(xi)有金(jin)屬,這是(shi)由于(yu)(yu)(yu)在(zai)(zai)自然界中(zhong)其存(cun)在(zai)(zai)分(fen)散并(bing)難以(yi)提(ti)取。但其相(xiang)對豐富(fu),在(zai)(zai)所有元素中(zhong)居第十位(wei)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)石(shi)主(zhu)要有鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)鐵礦(kuang)(kuang)及(ji)金(jin)紅石(shi),廣布于(yu)(yu)(yu)地殼及(ji)巖石(shi)圈之中(zhong)。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)亦(yi)同時存(cun)在(zai)(zai)于(yu)(yu)(yu)幾乎所有生物、巖石(shi)、水體及(ji)土壤中(zhong)。從主(zhu)要礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)萃取出鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)需(xu)要用(yong)到克羅爾法或亨特法。鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)最(zui)常(chang)見的(de)(de)化(hua)合物是(shi)二氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),可(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)制(zhi)造(zao)白色(se)顏(yan)料。其他化(hua)合物還(huan)包括四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(TiCl4)(作催化(hua)劑和用(yong)于(yu)(yu)(yu)制(zhi)造(zao)煙幕作空中(zhong)掩護)及(ji)三氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(TiCl3)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)催化(hua)聚丙烯的(de)(de)生產)。

發展歷史

鈦的發現

1、格(ge)雷戈(ge)(ge)爾(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年,鈦(tai)以(yi)含鈦(tai)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)形(xing)式在(zai)(zai)英格(ge)蘭的(de)(de)康沃(wo)(wo)爾郡被(bei)發(fa)現(xian),發(fa)現(xian)者是英格(ge)蘭業(ye)余礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)學(xue)家格(ge)雷戈(ge)(ge)爾(Reverend William Gregor),當時正業(ye)為負責(ze)康沃(wo)(wo)爾郡的(de)(de)克里特(Creed)教(jiao)區的(de)(de)牧(mu)師。他(ta)在(zai)(zai)鄰(lin)近的(de)(de)馬納坎(Manaccan)教(jiao)區中小溪旁找(zhao)到了(le)一(yi)些黑沙,后來他(ta)發(fa)現(xian)了(le)那些沙會被(bei)磁鐵吸引(yin),他(ta)意識到這(zhe)種(zhong)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(鈦(tai)鐵礦(kuang))包含著(zhu)一(yi)種(zhong)新的(de)(de)元(yuan)素。經(jing)過分析,發(fa)現(xian)沙里面(mian)有(you)(you)兩種(zhong)金屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu):氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鐵(沙受(shou)磁鐵吸引(yin)的(de)(de)原因)及(ji)一(yi)種(zhong)他(ta)無法辨(bian)識的(de)(de)白色金屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。意識到這(zhe)種(zhong)未被(bei)辨(bian)識的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)含有(you)(you)一(yi)種(zhong)未被(bei)發(fa)現(xian)的(de)(de)金屬(shu)(shu),格(ge)雷戈(ge)(ge)爾對康沃(wo)(wo)爾郡皇家地質學(xue)會及(ji)德(de)國的(de)(de)《化(hua)學(xue)年刊》發(fa)表了(le)這(zhe)次(ci)的(de)(de)發(fa)現(xian)。大約就在(zai)(zai)同時,米勒·馮·賴(lai)興斯泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出類似的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質,但卻無法辨(bian)識它(ta)。

2、克(ke)(ke)拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年德國化學家克(ke)(ke)拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)在分析匈牙利產(chan)的(de)(de)(de)紅(hong)色(se)金紅(hong)石時也發現了這種氧(yang)化物(wu)。他主張采取為鈾(1789年由克(ke)(ke)拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)發現的(de)(de)(de))命名的(de)(de)(de)方法,引用希臘神話中泰坦(tan)神族(zu)“Titanic”的(de)(de)(de)名字給這種新元(yuan)素起(qi)名叫“Titanium”。中文(wen)按其譯音定名為鈦(tai)。當他聽聞到格雷(lei)戈爾較早前的(de)(de)(de)發現之后,克(ke)(ke)拉普(pu)羅(luo)(luo)特(te)取得了一(yi)些馬納坎礦物(wu)的(de)(de)(de)樣(yang)本,并(bing)證(zheng)實它含鈦(tai)。

3、亨(heng)特(Matthew A.Hunter):格雷戈爾(er)和(he)克拉(la)普羅特當時所發現的(de)鈦(tai)(tai)是粉末(mo)狀的(de)二氧化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai),而不是金屬(shu)鈦(tai)(tai)。因為鈦(tai)(tai)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)物極其穩定(ding),而且金屬(shu)鈦(tai)(tai)能(neng)與氧、氮、氫、碳(tan)等直(zhi)接(jie)激烈地(di)化(hua)(hua)(hua)合,所以單質鈦(tai)(tai)很難制(zhi)取。直(zhi)到1910年才被美國化(hua)(hua)(hua)學家亨(heng)特第一次用鈉還原(yuan)TiCl4制(zhi)得純(chun)度達99.9%的(de)金屬(shu)鈦(tai)(tai)。

國外發展歷程

1940年盧森堡科學家(jia)W.J.Kroll用鎂(mei)還(huan)原TiCl4制(zhi)得了純(chun)鈦(tai)。從此,鎂(mei)還(huan)原法(又稱為克勞爾(er)法)和鈉還(huan)原法(又稱為亨特法)成為生產海綿鈦(tai)的工(gong)業方法。美國在1948年用鎂(mei)還(huan)原法制(zhi)出2噸海綿鈦(tai),從此開始了鈦(tai)的工(gong)業化生產。

1947年(nian)(nian),人(ren)(ren)們才(cai)開始(shi)在工廠里冶煉(lian)鈦(tai)(tai)(tai)。當年(nian)(nian),產量(liang)(liang)(liang)只有2噸。1955年(nian)(nian)產量(liang)(liang)(liang)激增到2萬噸。1972年(nian)(nian),年(nian)(nian)產量(liang)(liang)(liang)達(da)到了20萬噸。鈦(tai)(tai)(tai)的屈服強度比(bi)(bi)(bi)鋼鐵(tie)(tie)要高(gao)(gao),而它(ta)的重(zhong)量(liang)(liang)(liang)幾乎只有同(tong)體積的鋼鐵(tie)(tie)的一半,鈦(tai)(tai)(tai)雖然稍稍比(bi)(bi)(bi)鋁(lv)(lv)重(zhong)一點,它(ta)的屈服強度卻比(bi)(bi)(bi)鋁(lv)(lv)大(da)2倍。鈦(tai)(tai)(tai)的比(bi)(bi)(bi)強度高(gao)(gao)于鋁(lv)(lv)和(he)鋼,比(bi)(bi)(bi)模量(liang)(liang)(liang)與鋁(lv)(lv)、鋼十分(fen)接近。在宇宙火箭(jian)和(he)導彈中,就大(da)量(liang)(liang)(liang)用鈦(tai)(tai)(tai)代替鋼鐵(tie)(tie)。由于鈦(tai)(tai)(tai)非常結(jie)實,能(neng)承受很(hen)高(gao)(gao)的壓(ya)力,所以(yi)人(ren)(ren)們開始(shi)用鈦(tai)(tai)(tai)來制造潛(qian)艇(ting)——鈦(tai)(tai)(tai)潛(qian)艇(ting)。這種潛(qian)艇(ting)可以(yi)在深(shen)達(da)4500米的深(shen)海(hai)中航行。

據(ju)統計,世(shi)界上每年用于宇宙航行的(de)鈦(tai)(tai),已達一千噸以(yi)上。極細的(de)鈦(tai)(tai)粉,還是火(huo)箭(jian)的(de)好燃料,所(suo)以(yi)鈦(tai)(tai)被譽為宇宙金(jin)屬,空間金(jin)屬。

國內發展歷程

中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈦(tai)(tai)(tai)工業起步于20世紀50年(nian)(nian)代。1954年(nian)(nian),北京(jing)有色金屬研(yan)究(jiu)總院開始(shi)進行海綿鈦(tai)(tai)(tai)制備(bei)工藝(yi)研(yan)究(jiu),1956年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)把鈦(tai)(tai)(tai)當作戰略金屬列入(ru)了(le)12年(nian)(nian)發展(zhan)規劃,1958年(nian)(nian)在撫順鋁(lv)廠實(shi)現了(le)海綿鈦(tai)(tai)(tai)工業試驗,成立了(le)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)第(di)一(yi)個(ge)海綿鈦(tai)(tai)(tai)生(sheng)產車間,同(tong)時在沈陽有色金屬加(jia)(jia)(jia)工廠成立了(le)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)第(di)一(yi)個(ge)鈦(tai)(tai)(tai)板帶加(jia)(jia)(jia)工材(cai)生(sheng)產試驗車間。寶雞鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)加(jia)(jia)(jia)工裝備(bei)、技術水平及生(sheng)產能(neng)力(li)均居全(quan)國(guo)(guo)(guo)第(di)一(yi),生(sheng)產能(neng)力(li)占(zhan)全(quan)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)60%左右(you),市場(chang)份(fen)額占(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)內鈦(tai)(tai)(tai)加(jia)(jia)(jia)工材(cai)市場(chang)85%,占(zhan)世界產量的(de)22%,承擔著(zhu)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)90%以(yi)上高端鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)產品的(de)生(sheng)產任務,號稱中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈦(tai)(tai)(tai)谷(gu)。

20世紀60-70年(nian)代,在中(zhong)國的(de)統一(yi)規劃下(xia),先(xian)后(hou)建(jian)(jian)設(she)了以(yi)(yi)遵(zun)義鈦(tai)(tai)(tai)廠(chang)為(wei)代表的(de)10余(yu)家(jia)海綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)生(sheng)產(chan)單(dan)位;在1967年(nian)在洛陽(yang)(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)成(cheng)(cheng)立了中(zhong)國第一(yi)個(ge)鈦(tai)(tai)(tai)管棒(bang)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)材(cai)生(sheng)產(chan)試(shi)驗車間(jian)和(he)第二(er)條鈦(tai)(tai)(tai)板(ban)帶材(cai)生(sheng)產(chan)試(shi)驗車間(jian),并為(wei)主承(cheng)擔(dan)了當時國內(nei)第一(yi)艘(sou)核潛艇、第一(yi)艘(sou)導(dao)彈驅逐艦(jian)及航空(kong)用鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)的(de)試(shi)制(zhi)(zhi)開(kai)發(fa)(fa)(fa)任務,直到1972年(nian)寶(bao)雞有(you)(you)(you)色金(jin)屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)建(jian)(jian)成(cheng)(cheng)投產(chan)后(hou),洛陽(yang)(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)將工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)資料移交北(bei)(bei)京有(you)(you)(you)色研究總院,按照冶(ye)金(jin)部的(de)專(zhuan)業(ye)(ye)劃分(fen)(fen),不再承(cheng)擔(dan)鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)料的(de)開(kai)發(fa)(fa)(fa)試(shi)制(zhi)(zhi)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo);以(yi)(yi)北(bei)(bei)京有(you)(you)(you)色研究總院、沈(shen)陽(yang)(yang)鋁鎂院、撫順鋁廠(chang)、沈(shen)陽(yang)(yang)有(you)(you)(you)色金(jin)屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)、東北(bei)(bei)輕合金(jin)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)、洛陽(yang)(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)等單(dan)位為(wei)主,援建(jian)(jian)了寶(bao)雞有(you)(you)(you)色金(jin)屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)和(he)寶(bao)雞貴(gui)金(jin)屬(shu)所(suo),從此按照行(xing)業(ye)(ye)劃分(fen)(fen),以(yi)(yi)寶(bao)雞有(you)(you)(you)色金(jin)屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廠(chang)和(he)寶(bao)雞貴(gui)金(jin)屬(shu)所(suo)為(wei)主,承(cheng)擔(dan)了國內(nei)大(da)部分(fen)(fen)鈦(tai)(tai)(tai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)材(cai)料的(de)生(sheng)產(chan)開(kai)發(fa)(fa)(fa)試(shi)制(zhi)(zhi)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)。同(tong)時中(zhong)國也(ye)成(cheng)(cheng)為(wei)繼美(mei)國、前蘇聯和(he)日本之后(hou)的(de)第四個(ge)具有(you)(you)(you)完整鈦(tai)(tai)(tai)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)體(ti)系的(de)國家(jia)。

1980年(nian)前后,中國(guo)海綿鈦(tai)(tai)(tai)產量(liang)達到(dao)2800噸(dun),然(ran)而由(you)于當時(shi)大多數(shu)人對鈦(tai)(tai)(tai)金屬認識不足,鈦(tai)(tai)(tai)材的(de)高價(jia)格(ge)也限制了鈦(tai)(tai)(tai)的(de)應用,鈦(tai)(tai)(tai)加工材的(de)產量(liang)僅(jin)200噸(dun)左右,中國(guo)鈦(tai)(tai)(tai)工業陷(xian)入困境。在(zai)這(zhe)種情況下,由(you)當時(shi)國(guo)務院副(fu)總(zong)理方(fang)毅同志倡導,朱(zhu)镕基和袁寶華(hua)同志支(zhi)持,于1982年(nian)7月成立了跨(kua)部委的(de)全國(guo)鈦(tai)(tai)(tai)應用推廣領導小組,專(zhuan)門協調鈦(tai)(tai)(tai)工業的(de)發展(zhan)事宜,促(cu)成了20世紀80年(nian)代至90年(nian)代初期中國(guo)海綿鈦(tai)(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)(tai)加工材產銷(xiao)兩旺、鈦(tai)(tai)(tai)工業快(kuai)速(su)平穩發展(zhan)的(de)良(liang)好局(ju)面(mian)。

2011年(nian)是中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)“十二五”規(gui)劃(hua)的(de)第一(yi)年(nian),在這一(yi)年(nian)里,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)海(hai)綿(mian)鈦和鈦加工材的(de)產(chan)量繼續慣性(xing)增(zeng)(zeng)長(chang)。根據中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)有色金屬工業協會(hui)(hui)鈦鋯(gao)鉿分會(hui)(hui)統(tong)計(ji),國(guo)(guo)內(nei)14家(jia)海(hai)綿(mian)鈦生產(chan)企(qi)業2011年(nian)總產(chan)量為64952t,同(tong)比(bi)增(zeng)(zeng)加了(le)12.4%。根據30家(jia)企(qi)業的(de)統(tong)計(ji),2011年(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)共生產(chan)鈦加工材50962t,同(tong)比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)33.0%。

2014年9月,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)第一爐(lu)“電子級低(di)氧超(chao)高(gao)純鈦”已在浙(zhe)江省余姚市成功研發投產,一舉(ju)打(da)破(po)了中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)外(wai)的(de)壟斷(duan)(duan)。低(di)氧超(chao)高(gao)純鈦主要(yao)應(ying)用在半(ban)導體用濺射靶材(cai)(cai)(cai)、航空航天、海洋石油(you)等核心(xin)工業領(ling)域,戰(zhan)(zhan)略(lve)意義重大。作為(wei)高(gao)端(duan)戰(zhan)(zhan)略(lve)性(xing)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao),美日政府嚴格限(xian)制對(dui)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)出口。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)在超(chao)高(gao)純鈦領(ling)域經(jing)常要(yao)看美日的(de)“臉色(se)”。寧(ning)波創潤(run)新材(cai)(cai)(cai)料(liao)有(you)限(xian)公司(si)"年產250噸(dun)電子級低(di)氧超(chao)高(gao)純鈦項目"的(de)投產,填補(bu)了中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)高(gao)端(duan)鈦材(cai)(cai)(cai)的(de)技術空白,意味著中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)已具備低(di)氧超(chao)高(gao)純鈦的(de)自主生(sheng)產能力,實現了這一戰(zhan)(zhan)略(lve)金屬的(de)獨立自給,徹底擺脫了對(dui)國(guo)(guo)(guo)(guo)外(wai)的(de)依賴。壟斷(duan)(duan)打(da)破(po)后,直接受益的(de)就是航空航天領(ling)域。

衡(heng)量(liang)一(yi)個國家鈦(tai)(tai)工業(ye)規模有兩個重要指標:海(hai)綿鈦(tai)(tai)產(chan)量(liang)和鈦(tai)(tai)材產(chan)量(liang),其(qi)中海(hai)綿鈦(tai)(tai)產(chan)量(liang)反映(ying)原料生產(chan)能力,鈦(tai)(tai)材產(chan)量(liang)反映(ying)的是深加工能力。鈦(tai)(tai)工業(ye)已(yi)形成中國、美國、獨聯(lian)體、日(ri)本和歐洲五大(da)生產(chan)和消費主(zhu)體。

綜(zong)上所述(shu),中國鈦(tai)工業大致經(jing)歷(li)了三(san)個發(fa)展期(qi):即(ji)20世紀50年(nian)代的開(kai)創期(qi),60-70年(nian)代的建設(she)期(qi)和80-90年(nian)代的初步發(fa)展期(qi)。在新世紀,得益于(yu)國民經(jing)濟(ji)的持續(xu)、快速發(fa)展,中國鈦(tai)工業也進入了一個快速成長期(qi)。

物質結構

鈦的原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)序數為22,核外電子(zi)(zi)(zi)(zi)數共有22個,其(qi)電子(zi)(zi)(zi)(zi)構型為1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦單質有兩種同素(su)異構體(ti):α-Ti和(he)β-Ti。α-Ti是六方(fang)(fang)晶系,原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)堆(dui)積(ji)(ji)方(fang)(fang)式為六方(fang)(fang)密堆(dui)積(ji)(ji),原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)空(kong)間(jian)(jian)利用(yong)率為74%。β-Ti為立方(fang)(fang)晶格,原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)堆(dui)積(ji)(ji)方(fang)(fang)式為體(ti)心立方(fang)(fang)密堆(dui)積(ji)(ji),原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)空(kong)間(jian)(jian)利用(yong)率為68%。另外,當(dang)鈦晶體(ti)中出(chu)現(xian)少量的缺(que)陷時會影響晶體(ti)的性(xing)質,如機(ji)械強度、導電性(xing)等。

物理性質

鈦(tai)具有金屬光澤,有延展性。聲音(yin)在(zai)其中的(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(qiang)度大、容易加工。

新(xin)型鈦合金耐熱性能(neng)好,可在(zai)600℃或更高(gao)的(de)溫度下長期使用。

鈦(tai)(tai)合金的(de)(de)耐低(di)溫性(xing)能好(hao),鈦(tai)(tai)合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等(deng)為(wei)代表的(de)(de)低(di)溫鈦(tai)(tai)合金,其強(qiang)度(du)隨溫度(du)的(de)(de)降低(di)而提高(gao),但塑性(xing)變(bian)化卻不大(da)。在(zai)-196-253℃低(di)溫下保(bao)持較好(hao)的(de)(de)延性(xing)及(ji)韌性(xing),避免了金屬(shu)冷脆性(xing),是低(di)溫容器(qi),貯箱等(deng)設(she)備的(de)(de)理想材料。

金屬鈦的抗阻(zu)尼性能強,受到機(ji)械振(zhen)(zhen)動(dong)、電振(zhen)(zhen)動(dong)后,與鋼、銅(tong)金屬相比,其自身振(zhen)(zhen)動(dong)衰減時間最(zui)長。利(li)用鈦的這一性能可作音叉(cha)、醫學(xue)上的超聲粉碎機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)元件(jian)和(he)高級音響揚(yang)聲器的振(zhen)(zhen)動(dong)薄(bo)膜等。

鈦是鋼(gang)(gang)與合(he)金中(zhong)重要(yao)的(de)(de)(de)合(he)金元(yuan)素,但比強度(du)(du)位(wei)于(yu)(yu)金屬之首。熔點1668℃,熔化潛熱(re)3.7-5.0千(qian)卡(ka)/克(ke)原(yuan)子,沸點3260±20℃,汽(qi)化潛熱(re)102.5-112.5千(qian)卡(ka)/克(ke)原(yuan)子,臨界溫(wen)度(du)(du)4350℃,臨界壓(ya)力1130大氣壓(ya)。鈦的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)性和導(dao)電(dian)性能較(jiao)差,近似或略(lve)低于(yu)(yu)不銹鋼(gang)(gang),鈦具(ju)有超導(dao)性,純鈦的(de)(de)(de)超導(dao)臨界溫(wen)度(du)(du)為(wei)0.38-0.4K。在(zai)25℃時,鈦的(de)(de)(de)熱(re)容為(wei)0.126卡(ka)/克(ke)原(yuan)子·度(du)(du),熱(re)焓1149卡(ka)/克(ke)原(yuan)子,熵為(wei)7.33卡(ka)/克(ke)原(yuan)子·度(du)(du)。

鈦(tai)具有可塑性(xing)(xing),高純鈦(tai)的(de)(de)延伸率可達50-60%,斷(duan)面收縮率可達70-80%,但收縮強(qiang)度低(di)(即(ji)收縮時產生的(de)(de)力度)。鈦(tai)中雜(za)(za)質(zhi)的(de)(de)存在,對其(qi)機(ji)械性(xing)(xing)能影響(xiang)極(ji)大,特(te)別是(shi)(shi)間隙雜(za)(za)質(zhi)(氧、氮、碳)可大大提高鈦(tai)的(de)(de)強(qiang)度,顯著降低(di)其(qi)塑性(xing)(xing)。鈦(tai)作為結(jie)構(gou)材料所具有的(de)(de)良好機(ji)械性(xing)(xing)能,就(jiu)是(shi)(shi)通過嚴格控制其(qi)中適當(dang)的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)含量和添加合(he)金元(yuan)素而達到的(de)(de)。

純鈦(tai)是(shi)無磁性金屬,在(zai)很大(da)的磁場中也難以(yi)被磁化(hua),無毒且與人體組織(zhi)及血(xue)液有好(hao)的相(xiang)溶性,所以(yi)被醫(yi)療界采(cai)用。鈦(tai)合金是(shi)順磁性物(wu)質,導磁率(lv)為1.00004。

鈦(tai)的(de)抗拉強度與其(qi)屈服強度接近說(shuo)明了其(qi)屈強比(抗拉強度/屈服強度)高,表示了金屬鈦(tai)材料(liao)在成(cheng)形時塑性(xing)(xing)變形差。由于鈦(tai)的(de)屈服極(ji)限與彈性(xing)(xing)模量的(de)比值大,使鈦(tai)成(cheng)型時的(de)回彈能力大。

金屬鈦的(de)導熱系(xi)數雖然比碳鋼和(he)銅(tong)低,但由于鈦優異的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能,所以壁厚(hou)可以大大減薄(bo),而且表面(mian)與蒸(zheng)汽的(de)換熱方式為滴(di)狀冷凝,減少了熱阻,鈦表面(mian)不結垢也可減少熱阻,使鈦的(de)換熱性(xing)(xing)能顯著提高。

鈦的彈性(xing)模量(liang)在常溫時為106.4GPa,為鋼的57%。

下面是鈦的電(dian)離能數據(單位:kJ/mol)

M - M+ 658

M+ - M2+ 1310

M2+ - M3+ 2652

M3+ - M4+ 4175

M4+ - M5+ 9573

M5+ - M6+ 11516

M6+ - M7+ 13590

M7+ - M8+ 16260

M8+ - M9+ 18640

M9+ - M10+ 20830

晶胞參數:

a = 295.08 pm

b = 295.08 pm

c = 468.55 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

化學性質

化學反應

鈦(tai)是(shi)一種化(hua)學性(xing)質非常活潑(po)的(de)金屬,但(dan)熔點(dian)高達1668℃。鈦(tai)在較高的(de)溫度下,還可(ke)(ke)與許多元(yuan)素(su)和化(hua)合物發(fa)生反應。按其與鈦(tai)發(fa)生不同反應可(ke)(ke)分(fen)為(wei)以下四類:

第一類:鹵素(su)和氧族元素(su)與(yu)鈦生成共(gong)價鍵與(yu)離子鍵化合物(wu);

第二類:過渡元(yuan)素(su)、氫、鈹、硼(peng)族(zu)、碳族(zu)和(he)氮族(zu)元(yuan)素(su)與(yu)鈦生(sheng)成(cheng)金(jin)屬間化物和(he)有限(xian)固溶體;

第(di)三(san)類:鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成(cheng)無(wu)限固溶體(ti);

第四(si)類:惰性氣(qi)體、堿(jian)金屬(shu)、堿(jian)土金屬(shu)、稀土元素(su)(除鈧外),錒、釷等不與鈦發(fa)生(sheng)反應(ying)或基(ji)本上不發(fa)生(sheng)反應(ying)。與化合物(wu)HF和氟化物(wu)氟化氫氣(qi)體在加熱時與鈦發(fa)生(sheng)反應(ying)生(sheng)成TiF4,反應(ying)式為

Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千(qian)卡

鈦(tai)有良好的抗腐(fu)蝕性能,不(bu)受大氣和海水的影響。在常(chang)溫下,不(bu)會(hui)被7%以下鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)、5%以下硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)、王水或稀堿溶(rong)(rong)液(ye)所(suo)腐(fu)蝕;只(zhi)(zhi)有氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、濃(nong)(nong)鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)、濃(nong)(nong)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)等(deng)才可(ke)對(dui)它作用。不(bu)含水的氟(fu)化氫液(ye)體只(zhi)(zhi)可(ke)在鈦(tai)表面上(shang)生成一層致(zhi)密的四氟(fu)化鈦(tai)膜(mo),可(ke)防止HF浸(jin)入鈦(tai)的內部。氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)是鈦(tai)的最強溶(rong)(rong)劑。即使是濃(nong)(nong)度為1%的氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan),也能與鈦(tai)發生激烈反應(ying):

2Ti+6HF=2TiF3+3H2

無水(shui)的(de)氟(fu)化物(wu)及其水(shui)溶液(ye)在低(di)溫下不與(yu)鈦(tai)(tai)發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying),僅在高溫下熔融的(de)氟(fu)化物(wu)與(yu)鈦(tai)(tai)發生(sheng)顯(xian)著反(fan)應(ying)(ying)。HCl和氯化物(wu)氯化氫(qing)氣體能腐蝕金屬(shu)鈦(tai)(tai),干燥的(de)氯化氫(qing)在>300℃時(shi)與(yu)鈦(tai)(tai)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成TiCl4:

Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡(ka)

濃度<5%的(de)鹽酸在室溫(wen)下不(bu)與鈦反應,20%的(de)鹽酸在常溫(wen)下與鈦發生反應生成(cheng)紫色的(de)TiCl3:

2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2

當(dang)溫度長高時(shi)(shi),即使稀鹽酸也會腐蝕鈦(tai)。各種無(wu)水的(de)(de)(de)氯化(hua)物,如鎂、錳、鐵、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和(he)NH4+離子及其(qi)水溶液,都不與(yu)鈦(tai)發生(sheng)反應(ying),鈦(tai)在這(zhe)些氯化(hua)物中具有很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)。硫(liu)(liu)酸和(he)硫(liu)(liu)化(hua)氫鈦(tai)與(yu)5%的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸有明顯的(de)(de)(de)反應(ying),在常溫下,約(yue)40%的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸對鈦(tai)的(de)(de)(de)腐蝕速(su)度最快,當(dang)濃度大于40%,達到60%時(shi)(shi)腐蝕速(su)度反而(er)變慢,80%又達到最快。加熱的(de)(de)(de)稀酸或50%的(de)(de)(de)濃硫(liu)(liu)酸可與(yu)鈦(tai)反應(ying)生(sheng)成硫(liu)(liu)酸鈦(tai):

Ti+H2SO4=TiSO4+H2

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

加熱的濃硫(liu)酸(suan)可被鈦還原,生(sheng)成SO2:

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

常溫(wen)(wen)下鈦(tai)與硫化氫(qing)反(fan)(fan)應,在其表面生成一(yi)層保護膜,可(ke)阻止硫化氫(qing)與鈦(tai)的進一(yi)步反(fan)(fan)應。但在高溫(wen)(wen)下,硫化氫(qing)與鈦(tai)反(fan)(fan)應析出氫(qing):

Ti+H2S=TiS+H2+70千(qian)卡

粉末鈦(tai)在600℃開始與硫化(hua)(hua)氫(qing)反應(ying)生成鈦(tai)的硫化(hua)(hua)物,在900℃時反應(ying)產物主要為TiS,1200℃時為Ti2S3。硝(xiao)酸和王水致密(mi)的表面(mian)(mian)光滑的鈦(tai)對硝(xiao)酸具有(you)很(hen)好的穩定(ding)性,這(zhe)是由于(yu)硝(xiao)酸能快速在鈦(tai)表面(mian)(mian)生成一層牢固的氧(yang)化(hua)(hua)膜,但是表面(mian)(mian)粗糙,特別是海(hai)綿(mian)鈦(tai)或粉末鈦(tai),可與次、熱稀硝(xiao)酸發生反應(ying):

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

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

高于(yu)70℃的濃硝(xiao)酸也(ye)可與鈦發生(sheng)反(fan)應:

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

常溫下,鈦不與(yu)王水反(fan)應。溫度(du)高時,鈦可與(yu)王水反(fan)應生成TiCl2。

綜上(shang)所述,鈦(tai)(tai)的(de)(de)性(xing)質與(yu)溫(wen)(wen)(wen)度及(ji)(ji)其(qi)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)形態(tai)、純(chun)度有著極其(qi)密切的(de)(de)關(guan)系。致(zhi)密的(de)(de)金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)自(zi)(zi)然界中(zhong)是(shi)(shi)相(xiang)當穩定的(de)(de),但(dan)是(shi)(shi),粉末鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong)可引(yin)起自(zi)(zi)燃(ran)。鈦(tai)(tai)中(zhong)雜質的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai),顯著的(de)(de)影響鈦(tai)(tai)的(de)(de)物(wu)理、化(hua)(hua)(hua)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)、機(ji)械性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)。特別(bie)(bie)是(shi)(shi)一(yi)些(xie)間隙雜質,它們可以(yi)使鈦(tai)(tai)晶(jing)格發生(sheng)(sheng)畸變,而影響鈦(tai)(tai)的(de)(de)各種性(xing)能(neng)(neng)(neng)。常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)性(xing)很小(xiao),能(neng)(neng)(neng)與(yu)氫(qing)氟酸(suan)等少數(shu)幾(ji)種物(wu)質發生(sheng)(sheng)反(fan)(fan)(fan)應,但(dan)溫(wen)(wen)(wen)度增(zeng)加時鈦(tai)(tai)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)迅速增(zeng)加,特別(bie)(bie)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)可與(yu)許多物(wu)質發生(sheng)(sheng)劇烈反(fan)(fan)(fan)應。鈦(tai)(tai)的(de)(de)冶煉過程一(yi)般都在(zai)(zai)(zai)800℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)下(xia)進行,因此必須(xu)在(zai)(zai)(zai)真空中(zhong)或在(zai)(zai)(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)氛(fen)保護(hu)下(xia)操作。金(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)(wen)(wen)環境中(zhong)的(de)(de)還原能(neng)(neng)(neng)力強,能(neng)(neng)(neng)與(yu)氧(yang)、碳、氮以(yi)及(ji)(ji)其(qi)他許多元素化(hua)(hua)(hua)合,還能(neng)(neng)(neng)從(cong)部分金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(比(bi)如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁)中(zhong)奪(duo)取氧(yang)。常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)鈦(tai)(tai)與(yu)氧(yang)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)合生(sheng)(sheng)成一(yi)層極薄致(zhi)密的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜,這層氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)不與(yu)硝酸(suan),稀(xi)硫(liu)酸(suan),稀(xi)鹽酸(suan)反(fan)(fan)(fan)應,以(yi)及(ji)(ji)酸(suan)中(zhong)之王——王水(shui)。它與(yu)氫(qing)氟酸(suan)、濃鹽酸(suan)、濃硫(liu)酸(suan)反(fan)(fan)(fan)應。

在電化(hua)學(xue)中,鈦(tai)是單向閥型(xing)金屬,電位很負,通常無法用鈦(tai)作為陽(yang)極進行分解。

人們利用鈦(tai)在高溫下化合(he)能(neng)力強的(de)特點(dian),在煉鋼(gang)(gang)的(de)時候,氮很(hen)容易溶解在鋼(gang)(gang)水里,當鋼(gang)(gang)錠(ding)冷卻的(de)時候,鋼(gang)(gang)錠(ding)中(zhong)就形成(cheng)氣泡(pao),影響(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)質量(liang)。所以煉鋼(gang)(gang)工人往鋼(gang)(gang)水里加進金屬(shu)鈦(tai),使它與(yu)氮化合(he),變成(cheng)爐渣——氮化鈦(tai),浮在鋼(gang)(gang)水表面,這樣鋼(gang)(gang)錠(ding)就比較(jiao)純凈了。

當(dang)超音速飛機(ji)飛行時(shi),它的(de)機(ji)翼的(de)溫(wen)度可以達到(dao)500℃。如用比較耐熱的(de)鋁(lv)合金(jin)制造機(ji)翼,一到(dao)二三(san)百(bai)度也會吃不(bu)消,必(bi)須有(you)一種(zhong)又(you)輕、又(you)韌、又(you)耐高溫(wen)的(de)材(cai)料(liao)來代替鋁(lv)合金(jin)而(er)鈦(tai)(tai)恰好能夠滿足這些要求。鈦(tai)(tai)還(huan)能經得住零(ling)下一百(bai)多度的(de)考驗(yan),在(zai)這種(zhong)低(di)溫(wen)下,鈦(tai)(tai)仍舊有(you)很好的(de)韌性(xing)而(er)不(bu)發脆。

鈦(tai)(tai)吸(xi)氣(qi)主要指高溫下與碳、氫、氮、氧發生反應。利用鈦(tai)(tai)和鋯對空氣(qi)的(de)強(qiang)大吸(xi)收力,可以除去空氣(qi),造成真空。比方(fang),利用鈦(tai)(tai)制成的(de)真空泵(beng),可以把空氣(qi)抽(chou)到只剩(sheng)下十(shi)萬億分之一。

鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)最大缺(que)點是難(nan)以(yi)提(ti)煉。主要是因(yin)為鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)(zai)高溫下(xia)化(hua)合能力(li)強,可(ke)以(yi)與氧(yang)、碳、氮以(yi)及其他許多(duo)元(yuan)(yuan)素化(hua)合。因(yin)此(ci),不論在(zai)(zai)冶煉或者鑄造的(de)(de)時候,人(ren)們(men)都小心地防止(zhi)這些元(yuan)(yuan)素“侵襲”鈦(tai)(tai)(tai)。在(zai)(zai)冶煉鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)時候,空氣(qi)(qi)與水當然是嚴(yan)格禁止(zhi)接近的(de)(de),甚至連(lian)冶金上常用的(de)(de)氧(yang)化(hua)鋁(lv)坩堝也禁止(zhi)使用,因(yin)為鈦(tai)(tai)(tai)會從氧(yang)化(hua)鋁(lv)里奪取氧(yang)。人(ren)們(men)利用鎂(mei)與四(si)氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)(qi)體——氦氣(qi)(qi)或氬氣(qi)(qi)中相(xiang)作(zuo)用,來提(ti)煉鈦(tai)(tai)(tai)。

鈦的化合物

鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)為(wei)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai),是(shi)(shi)(shi)(shi)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)最高(gao)(gao)價氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)。天然TiO2是(shi)(shi)(shi)(shi)金紅石,純(chun)凈的(de)(de)(de)(de)TiO2是(shi)(shi)(shi)(shi)雪(xue)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)粉末,是(shi)(shi)(shi)(shi)最好的(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai)色顏料(liao),俗稱(cheng)鈦(tai)白(bai)(bai),冷時為(wei)白(bai)(bai)色,熱時呈(cheng)淺黃(huang)色。以前,人們開采鈦(tai)礦,主(zhu)要目的(de)(de)(de)(de)便是(shi)(shi)(shi)(shi)為(wei)了(le)獲得二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)。鈦(tai)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)粘附力強,不(bu)易起(qi)化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua),永遠是(shi)(shi)(shi)(shi)雪(xue)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de),是(shi)(shi)(shi)(shi)良好的(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai)色涂料(liao),它(ta)折射(she)率高(gao)(gao),著(zhu)色力強,遮蓋力大,化(hua)(hua)(hua)學(xue)性能穩定。其他白(bai)(bai)色涂料(liao),如鋅白(bai)(bai)ZnO和(he)鉛白(bai)(bai)2PbCO3·Pb(OH)2等,不(bu)具(ju)有鈦(tai)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)這些優良性能。特別可貴的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)鈦(tai)白(bai)(bai)無(wu)毒。它(ta)的(de)(de)(de)(de)熔點很高(gao)(gao),被用(yong)來制造(zao)耐(nai)(nai)火玻(bo)璃,釉料(liao),琺瑯(lang)、陶土、耐(nai)(nai)高(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)(de)實驗器(qi)皿等。

二(er)(er)氧化鈦是世(shi)(shi)界上最(zui)白(bai)的東西,1克二(er)(er)氧化鈦可(ke)以把450多平方厘米(mi)的面積涂得雪白(bai)。它比常(chang)用的白(bai)顏(yan)料(liao)——鋅鋇白(bai)還(huan)要白(bai)5倍,因(yin)此(ci)(ci)是調制(zhi)白(bai)油漆的最(zui)好顏(yan)料(liao)。世(shi)(shi)界上用作(zuo)顏(yan)料(liao)的二(er)(er)氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二(er)(er)氧化鈦可(ke)以加(jia)(jia)在紙(zhi)(zhi)里,使紙(zhi)(zhi)變白(bai)并(bing)且不透明,效果比其他(ta)物質大10倍,因(yin)此(ci)(ci),鈔票紙(zhi)(zhi)和美術品用紙(zhi)(zhi)就要加(jia)(jia)二(er)(er)氧化鈦。此(ci)(ci)外,為了使塑(su)料(liao)的顏(yan)色變淺,使人造絲光澤柔(rou)和,有時也要添(tian)加(jia)(jia)二(er)(er)氧化鈦。在橡膠工業上,二(er)(er)氧化鈦還(huan)被用作(zuo)為白(bai)色橡膠的填料(liao)。

鈦(tai)的氫(qing)化(hua)(hua)物是氫(qing)化(hua)(hua)鈦(tai)。氫(qing)化(hua)(hua)鈦(tai)很脆,因而(er)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制造粉末鈦(tai),它還用(yong)(yong)于(yu)(yu)焊接,二氫(qing)化(hua)(hua)鈦(tai)受熱分解,析出新生態氫(qing)和金屬鈦(tai),后者可(ke)促進焊接,并使焊縫強度增加。可(ke)用(yong)(yong)作聚(ju)合反(fan)應之催化(hua)(hua)劑。

四(si)(si)氯化鈦非常有趣,它在(zai)(zai)通(tong)常狀況下為(wei)(wei)無(wu)色液(ye)體(熔點-25℃,沸點136.4℃),有刺(ci)鼻氣味,在(zai)(zai)濕空氣中便(bian)會大(da)冒白煙——它水解了(le),變成白色的(de)二氧化鈦的(de)水凝膠(jiao)。在(zai)(zai)水中則(ze)強烈水解為(wei)(wei)偏鈦酸H2TiO3。在(zai)(zai)軍事(shi)上(shang),人們便(bian)利(li)用(yong)四(si)(si)氯化鈦的(de)這股怪脾氣,作為(wei)(wei)人造煙霧劑。特別(bie)是在(zai)(zai)海洋上(shang),水氣多,一放四(si)(si)氯化鈦,濃煙就象一道白色的(de)長城,擋住(zhu)了(le)敵(di)人的(de)視線。在(zai)(zai)農業上(shang),人們利(li)用(yong)四(si)(si)氟化鈦來防霜(shuang)。

TiCl3是紫色(se)晶體,其水溶(rong)液(ye)可用(yong)做(zuo)還原劑。Ti3+比Sn2+有更(geng)強的還原性。

鈦(tai)酸鋇(bei)晶體有這樣的(de)(de)特性(xing):當它(ta)(ta)受壓(ya)力而改(gai)變形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)時(shi)候(hou),會產(chan)(chan)生(sheng)電(dian)流,一通電(dian)又(you)會改(gai)變形(xing)狀(zhuang)。于是(shi),人們把鈦(tai)酸鋇(bei)放(fang)在(zai)超(chao)(chao)聲(sheng)波中,它(ta)(ta)受壓(ya)便產(chan)(chan)生(sheng)電(dian)流,由它(ta)(ta)所(suo)(suo)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)電(dian)流的(de)(de)大小可以測知超(chao)(chao)聲(sheng)波的(de)(de)強(qiang)弱。相反,用(yong)(yong)高頻電(dian)流通過它(ta)(ta),則可以產(chan)(chan)生(sheng)超(chao)(chao)聲(sheng)波。幾乎所(suo)(suo)有的(de)(de)超(chao)(chao)聲(sheng)波儀器(qi)(qi)中,都要用(yong)(yong)到鈦(tai)酸鋇(bei)。除(chu)此之外,鈦(tai)酸鋇(bei)還有許多用(yong)(yong)途。例如(ru):鐵(tie)路工人把它(ta)(ta)放(fang)在(zai)鐵(tie)軌下面,來測量火車通過時(shi)候(hou)的(de)(de)壓(ya)力;醫生(sheng)用(yong)(yong)它(ta)(ta)制(zhi)成脈搏記錄(lu)器(qi)(qi)。用(yong)(yong)鈦(tai)酸鋇(bei)做的(de)(de)水(shui)底探(tan)測器(qi)(qi),是(shi)銳利的(de)(de)水(shui)下眼睛,它(ta)(ta)不只能夠看到魚群(qun),而且(qie)還可以看到水(shui)底下的(de)(de)暗礁、冰山和敵人的(de)(de)潛水(shui)艇(ting)等。

冶煉方法

制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬鈦(tai)(tai)的原(yuan)料(liao)(liao)主要為(wei)金(jin)(jin)(jin)紅(hong)(hong)(hong)石,其(qi)中含TiO2大于(yu)96%。缺少金(jin)(jin)(jin)紅(hong)(hong)(hong)石礦的國家,例如(ru)蘇(su)聯,則采用鈦(tai)(tai)鐵(tie)礦制(zhi)成的"高(gao)鈦(tai)(tai)渣",其(qi)中含TiO290%左右。因(yin)天(tian)然(ran)金(jin)(jin)(jin)紅(hong)(hong)(hong)石漲價和儲量日減(jian),各國都趨(qu)向于(yu)用鈦(tai)(tai)鐵(tie)礦制(zhi)成富鈦(tai)(tai)料(liao)(liao),即高(gao)鈦(tai)(tai)渣和人(ren)造金(jin)(jin)(jin)紅(hong)(hong)(hong)石。鈦(tai)(tai)在1791年被發現,而第一次制(zhi)得(de)純凈的鈦(tai)(tai)卻是在1910年,中間經歷了一百余年。原(yuan)因(yin)在于(yu):鈦(tai)(tai)在高(gao)溫下性質十分活潑,很易和氧(yang)、氮、碳等(deng)元素化合,要提(ti)煉出純鈦(tai)(tai)需要十分苛(ke)刻的條件。

冶煉(lian)鈦(tai)(tai)(tai)時,要經過復雜(za)的(de)(de)步驟(zou)。把鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦變成(cheng)四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再放到(dao)(dao)密封(feng)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼罐中(zhong),充(chong)以氬(ya)氣,使(shi)(shi)它(ta)們(men)(men)與金屬鎂反應,就得(de)到(dao)(dao)“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”。這種(zhong)多孔的(de)(de)“海綿鈦(tai)(tai)(tai)”是不(bu)(bu)能直(zhi)接使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de),還必須把它(ta)們(men)(men)在(zai)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)中(zhong)融(rong)化(hua)(hua)成(cheng)液(ye)體(ti),才能鑄成(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠。但(dan)制造這種(zhong)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)又(you)談(tan)何容易!除(chu)了(le)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)的(de)(de)空(kong)氣必須抽干凈外,更(geng)傷腦筋(jin)的(de)(de)是,簡直(zhi)找不(bu)(bu)到(dao)(dao)盛裝(zhuang)液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)坩(gan)堝,因為(wei)一般耐火材料都含有氧(yang)化(hua)(hua)物,而(er)其(qi)中(zhong)的(de)(de)氧(yang)就會被(bei)液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)奪走。后(hou)(hou)來,人們(men)(men)終于發明了(le)一種(zhong)“水冷銅坩(gan)堝”的(de)(de)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)。這種(zhong)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)只有中(zhong)央一部分(fen)區域(yu)很(hen)熱,其(qi)余部分(fen)都是冷的(de)(de),鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)中(zhong)熔化(hua)(hua)后(hou)(hou),流到(dao)(dao)用(yong)水冷卻的(de)(de)銅坩(gan)堝壁上(shang),馬上(shang)凝成(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠。用(yong)這種(zhong)方(fang)法已經能夠生(sheng)產幾噸(dun)重(zhong)的(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)塊,但(dan)它(ta)的(de)(de)成(cheng)本就可想而(er)知了(le)。

工業上常用硫酸(suan)分解鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)的方法制取(qu)二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai),再由二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)制取(qu)金屬鈦(tai)(tai)。濃(nong)硫酸(suan)處(chu)理磨碎的鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)(精礦(kuang)),發生下面的化(hua)(hua)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)了除(chu)去雜質Fe2(SO4)3,加(jia)入鐵屑,Fe3+還原(yuan)為(wei)Fe2+,然(ran)后將(jiang)溶(rong)液冷卻至273K以下,使(shi)得FeSO4·7H2O(綠礬(fan))作為(wei)副產品(pin)結晶析出(chu)。

Ti(SO4)2和(he)TiOSO4水解析(xi)出白色的(de)偏鈦酸沉淀,反應是:

Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4

鍛(duan)燒偏(pian)鈦酸即制得(de)二(er)氧化鈦:

H2TiO3= TiO2+H2O

工(gong)業上制金屬(shu)鈦(tai)(tai)采用金屬(shu)熱還原法還原四氯化鈦(tai)(tai)。將TiO2(或天然的金紅石)和炭(tan)粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處(chu)理,并使生成的TiCl4,蒸氣(qi)冷凝。

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

在1070K用熔融的鎂(mei)在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

這種(zhong)海(hai)綿(mian)鈦經(jing)過(guo)粉碎、放入真空電弧爐(lu)里熔煉,最后制成各種(zhong)鈦材。

也可(ke)以(yi)通過反應:Ti+2CI2=TiCI4

得到的TiCI4經過高溫(wen)(1250℃左(zuo)右)情(qing)況下分(fen)解:

TiCI4=Ti+2CI2

由此得到純鈦棒。

金屬鎂(mei)還(huan)原(yuan)四氯(lv)(lv)化鈦。按摩爾比將四氯(lv)(lv)化鈦在(zai)(zai)(zai)惰性氣(qi)體中用金屬鎂(mei)還(huan)原(yuan),反應溫度控制在(zai)(zai)(zai)900℃左右,可制得海綿狀鈦。副產(chan)品氯(lv)(lv)化鎂(mei)可通過在(zai)(zai)(zai)1.33×10-2~1.33×10-4Pa真(zhen)空(kong)、加熱(re)1000℃的條件下從鈦中分離(li)出來。

鈦的應用

鈦合金的應用

鈦(tai)耐(nai)腐(fu)蝕,所以在化學工業上常(chang)常(chang)要用(yong)(yong)(yong)到它(ta)。過去,化學反應器中裝熱硝酸的部(bu)(bu)(bu)件(jian)都用(yong)(yong)(yong)不銹鋼(gang)。不銹鋼(gang)也怕(pa)那強(qiang)烈的腐(fu)蝕劑——熱硝酸,每(mei)隔半年(nian),這種部(bu)(bu)(bu)件(jian)就要統統換掉。用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)來制造這些部(bu)(bu)(bu)件(jian),雖然成本比不銹鋼(gang)部(bu)(bu)(bu)件(jian)貴一(yi)些,但是它(ta)可以連續不斷地(di)使用(yong)(yong)(yong)五年(nian),計算起來反而合算得多。

鈦(tai)(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)大(da)(da)量用于(yu)航空(kong)工(gong)業(ye),有"空(kong)間金(jin)(jin)(jin)(jin)屬"之稱;另外,在造(zao)船工(gong)業(ye)、化(hua)學工(gong)業(ye)、制造(zao)機械部件、電訊器(qi)材(cai)、硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)方面(mian)有著(zhu)日(ri)益廣(guang)(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)(de)應用。純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)是銀白色的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬,它具有許多(duo)優(you)良性(xing)能(neng)。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度比(bi)(bi)(bi)鋼(gang)(gang)小43%,比(bi)(bi)(bi)久負盛名的(de)(de)(de)(de)輕(qing)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬鎂稍大(da)(da)一些。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度大(da)(da),純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)抗(kang)拉強(qiang)度最高可達180kg/mm2,與鋼(gang)(gang)相差不多(duo),比(bi)(bi)(bi)鋁大(da)(da)兩(liang)倍(bei),比(bi)(bi)(bi)鎂大(da)(da)五倍(bei)。鈦(tai)(tai)(tai)耐(nai)高溫,熔點1942K,比(bi)(bi)(bi)黃金(jin)(jin)(jin)(jin)高近1000K,比(bi)(bi)(bi)鋼(gang)(gang)高近500K。有些鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度高于(yu)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin),但(dan)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)(bi)強(qiang)度(抗(kang)拉強(qiang)度和密(mi)度之比(bi)(bi)(bi))卻(que)超過優(you)質(zhi)鋼(gang)(gang)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)有好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)強(qiang)度、低溫韌性(xing)和斷(duan)裂韌性(xing),故多(duo)用作飛機發(fa)動(dong)機零件和火箭、導(dao)彈結構件。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)還(huan)可作燃料和氧化(hua)劑的(de)(de)(de)(de)儲箱(xiang)以及高壓容(rong)器(qi)。已有用鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)制造(zao)自動(dong)步槍,迫(po)擊炮座板(ban)及無后座力炮的(de)(de)(de)(de)發(fa)射(she)管(guan)。在石油(you)工(gong)業(ye)上(shang)主要(yao)作各種(zhong)容(rong)器(qi)、反應器(qi)、熱(re)交換器(qi)、蒸餾塔、管(guan)道、泵和閥等(deng)。鈦(tai)(tai)(tai)可用作電極和發(fa)電站的(de)(de)(de)(de)冷凝器(qi)以及環境污染控制裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。鈦(tai)(tai)(tai)鎳(nie)形狀記憶合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在儀(yi)器(qi)儀(yi)表上(shang)已廣(guang)(guang)泛(fan)應用。在醫療中,鈦(tai)(tai)(tai)可作人造(zao)骨頭(tou)和各種(zhong)器(qi)具。鈦(tai)(tai)(tai)還(huan)是煉鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)氧劑和不銹鋼(gang)(gang)以及合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)白粉(fen)是顏料和油(you)漆的(de)(de)(de)(de)良好原料。碳化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),氫化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)是新型(xing)硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)材(cai)料。氮化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)顏色近于(yu)黃金(jin)(jin)(jin)(jin),在裝(zhuang)(zhuang)飾方面(mian)應用廣(guang)(guang)泛(fan)。

鈦屬(shu)于化學(xue)性質比較活潑的金(jin)(jin)屬(shu)。加熱時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金(jin)(jin)屬(shu)作用(yong)(yong)。但在常溫下,鈦表面(mian)易(yi)生成一層極薄(bo)的致密的氧化物保護膜(mo),可以抵抗強(qiang)酸甚(shen)至(zhi)王水的作用(yong)(yong),表現出強(qiang)的抗腐蝕性。因此,一般金(jin)(jin)屬(shu)在酸、堿、鹽的溶(rong)液(ye)中變得千瘡百孔而鈦卻安然(ran)無恙。

液態鈦(tai)(tai)幾乎能溶解(jie)所有(you)的(de)(de)金屬(shu),因(yin)此可(ke)以和多種(zhong)金屬(shu)形成(cheng)合(he)金。鈦(tai)(tai)加入鋼中(zhong)制(zhi)(zhi)得的(de)(de)鈦(tai)(tai)鋼堅韌而富有(you)彈性。鈦(tai)(tai)能與(yu)(yu)鐵、鋁、釩或鉬等(deng)(deng)其(qi)他(ta)元素熔成(cheng)合(he)金,造(zao)(zao)出高強度的(de)(de)輕合(he)金,在各方面有(you)著(zhu)廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)(yong),包括航(hang)天(噴氣(qi)發(fa)動機(ji)、導彈及(ji)航(hang)天器(qi))、軍事、工(gong)(gong)業(ye)程序(化工(gong)(gong)與(yu)(yu)石油制(zhi)(zhi)品、海(hai)水淡(dan)化及(ji)造(zao)(zao)紙)、汽(qi)車、農產食品、醫(yi)學(xue)(義肢、骨科移(yi)植及(ji)牙科器(qi)械與(yu)(yu)填充物(wu))、廚房(fang)用(yong)(yong)具、運動用(yong)(yong)品、珠寶及(ji)手機(ji)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。鈦(tai)(tai)合(he)金強度高,大量(liang)用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)軍用(yong)(yong)超音(yin)速飛機(ji)的(de)(de)結(jie)構材料、噴氣(qi)發(fa)動機(ji)的(de)(de)壓縮部件、飛機(ji)機(ji)架的(de)(de)構件、機(ji)殼、隔火墻、鉚釘;空(kong)運裝備的(de)(de)結(jie)構部件;軍事設施(shi)和軍用(yong)(yong)艦艇(ting)(ting)的(de)(de)裝甲板以及(ji)螺旋槳的(de)(de)葉片等(deng)(deng)。在民用(yong)(yong)工(gong)(gong)業(ye)中(zhong),鈦(tai)(tai)及(ji)其(qi)合(he)金可(ke)用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)各種(zhong)泵、閥門、過濾、蒸發(fa)設備的(de)(de)金屬(shu)絲網和各種(zhong)機(ji)器(qi)零(ling)件。粉末狀(zhuang)鈦(tai)(tai)可(ke)在電子管制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝中(zhong)用(yong)(yong)作除(chu)氧劑。主要用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)航(hang)天飛機(ji)、火箭導彈、潛艇(ting)(ting)、化工(gong)(gong)設備、醫(yi)療器(qi)械、人工(gong)(gong)關(guan)節等(deng)(deng),還用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)取鈦(tai)(tai)白粉。可(ke)用(yong)(yong)來制(zhi)(zhi)作反應釜,冷凝器(qi),發(fa)酵(jiao)罐和冷卻器(qi)。

鈦合金(jin)(jin)制(zhi)成飛(fei)機比其它金(jin)(jin)屬制(zhi)成同(tong)樣重的(de)飛(fei)機多載旅客(ke)100多人。制(zhi)成的(de)潛艇(ting),既能抗海水腐蝕(shi),又能抗深層(ceng)壓(ya)力,其下潛深度比不銹鋼(gang)潛艇(ting)增加80%。同(tong)時(shi),鈦無(wu)磁性,不會被水雷發(fa)現(xian),具有(you)很好的(de)反監護作用。

因(yin)(yin)為鈦(tai)具有“親生物”性,在(zai)人體(ti)內,能抵抗(kang)分泌物的(de)腐蝕且無毒,對任何殺菌方法都適應。因(yin)(yin)此(ci)被(bei)廣泛用于(yu)制醫(yi)療器械,制人造髖關(guan)節(jie)、膝關(guan)節(jie)、肩關(guan)節(jie)、脅關(guan)節(jie)、頭蓋骨(gu)(gu),主動心瓣(ban)、骨(gu)(gu)骼(ge)固定夾(jia)。當新(xin)的(de)肌(ji)肉(rou)纖(xian)維環包(bao)在(zai)這(zhe)些“鈦(tai)骨(gu)(gu)”上時,這(zhe)些鈦(tai)骨(gu)(gu)就開始維系著人體(ti)的(de)正常活動。

鈦(tai)在(zai)人體中分布(bu)廣(guang)泛,正常人體中的含量為每70kg體重不超(chao)過15mg,其作用尚不清(qing)楚。但鈦(tai)能刺激吞噬細(xi)胞,使免疫力增強這一作用已被(bei)證實。

鈦化合物的應用

重要(yao)的(de)鈦(tai)(tai)化合物有:二氧化鈦(tai)(tai)(TiO2)、四氯化鈦(tai)(tai)(TiCl4)、偏鈦(tai)(tai)酸鋇(BaTiO3)。

純凈(jing)的二氧化鈦是白(bai)(bai)色(se)粉末,是優良的白(bai)(bai)色(se)顏料(liao),商(shang)品名稱“鈦白(bai)(bai)”。它兼有鉛白(bai)(bai)(PbCO3)的遮蓋性(xing)能和鋅白(bai)(bai)(ZnO)的持久性(xing)能。因此,人(ren)們常把鈦白(bai)(bai)加(jia)在油(you)漆中,制成高(gao)級(ji)白(bai)(bai)色(se)油(you)漆。

在造紙工業中作為填(tian)充劑加在紙槳中。

紡織工業中(zhong)作(zuo)(zuo)為(wei)人造纖(xian)維的消光劑(ji)(ji);在(zai)玻璃、陶瓷、搪(tang)瓷工業上作(zuo)(zuo)為(wei)添(tian)加劑(ji)(ji),改善其(qi)性能;在(zai)許(xu)多(duo)化學(xue)反應中(zhong)用(yong)作(zuo)(zuo)催化劑(ji)(ji)。在(zai)化學(xue)工業日(ri)益發展的今天,二氧化鈦及鈦系化合(he)物作(zuo)(zuo)為(wei)精細化工產品(pin),有(you)著很高(gao)的附加價值(zhi),前(qian)景十分誘人。

四氯化鈦(tai)是一種無色液體(ti);熔點(dian)250K、沸點(dian)409K,有(you)刺激性氣(qi)味。它在水(shui)中或潮(chao)濕(shi)的(de)空(kong)氣(qi)中都(dou)極易(yi)水(shui)解(jie),冒出大量的(de)白煙(yan)。

TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl

因此TiCl4在(zai)軍事(shi)上(shang)(shang)作(zuo)為人(ren)造煙霧劑,猶其是(shi)用在(zai)海(hai)洋戰(zhan)爭中。在(zai)農(nong)業上(shang)(shang),人(ren)們用TiCl4形成的濃(nong)霧地(di)面,減(jian)少(shao)夜間(jian)地(di)面熱量的散失,保護(hu)蔬菜和農(nong)作(zuo)物(wu)不受嚴(yan)寒、霜(shuang)凍的危害。

將(jiang)TiO2和BaCO3一起熔融制(zhi)得偏鈦酸(suan)鋇:

TiO2+BaCO3=BaTiO3十(shi)CO2

人工制得的BaTiO3具(ju)(ju)有(you)高的介電(dian)(dian)(dian)常數(shu),由(you)它(ta)制成的電(dian)(dian)(dian)容(rong)器有(you)較大(da)的容(rong)量,更(geng)重要的是(shi)BaTiO3具(ju)(ju)有(you)顯著的“壓(ya)電(dian)(dian)(dian)性能”,其晶體受(shou)壓(ya)會(hui)(hui)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),一通電(dian)(dian)(dian),又會(hui)(hui)改變形狀。人們(men)把它(ta)置(zhi)于超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)中,它(ta)受(shou)壓(ya)便(bian)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),通過測(ce)量電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)強弱可測(ce)出超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)強弱。幾乎(hu)所(suo)有(you)的超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)儀器中都要用(yong)到它(ta)。隨著鈦(tai)酸鹽的開(kai)發利用(yong),它(ta)愈來愈廣泛地用(yong)來制造非線性元件、介質放大(da)器、電(dian)(dian)(dian)子計算機記憶(yi)元件、微(wei)型電(dian)(dian)(dian)容(rong)器、電(dian)(dian)(dian)鍍材(cai)(cai)料(liao)、航空材(cai)(cai)料(liao)、強磁、半導體材(cai)(cai)料(liao)、光學儀器、試劑等(deng)。

鈦(tai)、鈦(tai)合(he)金及(ji)鈦(tai)化合(he)物的(de)(de)優良性能促使人(ren)類迫切需要它們。然而,生產成本之高(gao)(gao),使應用受到(dao)限制。相(xiang)信在(zai)不(bu)久的(de)(de)將(jiang)(jiang)來,隨著鈦(tai)的(de)(de)冶煉技術不(bu)斷改(gai)進和提高(gao)(gao),鈦(tai)、鈦(tai)合(he)金及(ji)鈦(tai)的(de)(de)化合(he)物的(de)(de)應用將(jiang)(jiang)會得到(dao)更大的(de)(de)發展(zhan)。

鈦(tai)的(de)抗腐(fu)(fu)蝕性鋯是一種應用于原子能(neng)工(gong)業和在(zai)(zai)高溫高壓下用作耐蝕化(hua)(hua)工(gong)材料,但在(zai)(zai)溶液中其活潑性僅(jin)次(ci)于鈉。在(zai)(zai)氫氧化(hua)(hua)鈦(tai)溶液里加(jia)入活潑的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鋯溶液,會發現鈦(tai)把(ba)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鋯拒之門外。而且氫氧化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)密度小于硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鋯,但依然(ran)能(neng)保(bao)持明顯的(de)分層,并(bing)把(ba)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鋯停留在(zai)(zai)上層,這證(zheng)明了(le)鈦(tai)的(de)抗腐(fu)(fu)蝕性。

根據(ju)實(shi)驗,鈦放入海底20~50年均(jun)不(bu)會被腐蝕。

含量分布

總體狀況

截至1995年(nian)底(di),世界(jie)金紅石(包括銳鈦礦)儲量和(he)儲量基(ji)礎(chu)分(fen)(fen)別為3330萬噸(dun)(dun)和(he)16440萬噸(dun)(dun),資(zi)源(yuan)總量約2.3億(yi)噸(dun)(dun)(TiO2含(han)量,下同(tong)),主要集中在南非、印(yin)(yin)度、斯里蘭卡、澳大(da)(da)利亞。世界(jie)鈦鐵礦(TiO2)儲量和(he)儲量基(ji)礎(chu)分(fen)(fen)別為2.743億(yi)噸(dun)(dun)和(he)4.353億(yi)噸(dun)(dun),資(zi)源(yuan)總量約10億(yi)噸(dun)(dun);主要集中在南非、挪威、澳大(da)(da)利亞、加(jia)拿大(da)(da)和(he)印(yin)(yin)度。

截至1996年底(di)中(zhong)國保有原生鈦(tai)(磁(ci))鐵礦(kuang)(折TiO2)儲(chu)量(liang)35704.09萬噸(dun)(dun)(其(qi)中(zhong)A+B+C級23191.50萬噸(dun)(dun));鈦(tai)鐵礦(kuang)(砂礦(kuang))礦(kuang)物(wu)儲(chu)量(liang)3803.19萬噸(dun)(dun)(其(qi)中(zhong)A+B+C級2147.17萬噸(dun)(dun));金紅石(shi)礦(kuang)物(wu)儲(chu)量(liang)256.86萬噸(dun)(dun)(其(qi)中(zhong)A+B+C級73.73萬噸(dun)(dun));金紅石(shi)TiO2儲(chu)量(liang)750.86萬噸(dun)(dun)(其(qi)中(zhong)A+B+C級242.43萬噸(dun)(dun))。

若將中(zhong)國(guo)1996年(nian)保(bao)有(you)鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)砂礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)A+B+C級(ji)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)儲(chu)(chu)量(liang)2147.17萬(wan)噸(dun)(dun),按含TiO2 48%折(zhe)算,則其(qi)TiO2儲(chu)(chu)量(liang)為(wei)1030.64萬(wan)噸(dun)(dun),僅占(zhan)同年(nian)世界(jie)鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)27000萬(wan)噸(dun)(dun)的(de)(de)3.83%;若再將其(qi)與原生鈦(tai)磁鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)巖礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)的(de)(de)A+B+C級(ji)儲(chu)(chu)量(liang)(23191.50萬(wan)噸(dun)(dun))中(zhong)可利用的(de)(de)約(yue)占(zhan)50%以粒(li)狀鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)產出的(de)(de)(TiO2)儲(chu)(chu)量(liang)11595.75萬(wan)噸(dun)(dun)相加,其(qi)TiO2總儲(chu)(chu)量(liang)為(wei)12626.4萬(wan)噸(dun)(dun),則占(zhan)世界(jie)鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(TiO2)儲(chu)(chu)量(liang)27000萬(wan)噸(dun)(dun)的(de)(de)47.76%,從(cong)這個意(yi)義(yi)上說,中(zhong)國(guo)可稱為(wei)世界(jie)鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)資源最豐富的(de)(de)國(guo)家。

若將中國1996年保有(you)金(jin)(jin)(jin)紅(hong)石(shi)礦物的(de)A+B+C級儲量(liang)73.73萬噸按(an)含TiO2 94%折算成(cheng)TiO2儲量(liang)為69.31萬噸,再(zai)加上同年金(jin)(jin)(jin)紅(hong)石(shi)(TiO2)的(de)A+B+C級儲量(liang)242.43萬噸,合計為311.74萬噸,則占同年世界(jie)金(jin)(jin)(jin)紅(hong)石(shi)(TiO2)儲量(liang)3330萬噸的(de)9.36%,由此可(ke)見(jian)中國金(jin)(jin)(jin)紅(hong)石(shi)資源(yuan)并不豐富。

地理分布

中(zhong)國(guo)鈦資源(yuan)(yuan)總(zong)量(liang)9.65億噸,居世界(jie)之(zhi)首,占(zhan)世界(jie)探明儲量(liang)的38.85%,主要集(ji)中(zhong)在四川、云南(nan)、廣(guang)東、廣(guang)西及(ji)海南(nan)等地(di),其中(zhong)攀(pan)西(攀(pan)枝花西昌)地(di)區(qu)是(shi)中(zhong)國(guo)最大(da)的鈦資源(yuan)(yuan)基地(di),鈦資源(yuan)(yuan)量(liang)為(wei)8.7億噸。

中(zhong)國探明的鈦資源分布在21個省(sheng)(自治區(qu)、直轄市)共108個礦區(qu)。主(zhu)要產區(qu)為四川,次有河北、海南(nan)、廣東、湖北、廣西、云南(nan)、陜西、山西等(deng)省(sheng)(區(qu))。

鈦磁鐵礦巖礦:主要礦床分布在四川省(sheng)(sheng)攀枝花的(de)(de)(de)(de)鹽邊紅(hong)格和米易(yi)白(bai)馬,西(xi)昌的(de)(de)(de)(de)太和;河北(bei)省(sheng)(sheng)承德(de)的(de)(de)(de)(de)大廟、黑(hei)山(shan),豐(feng)寧(ning)的(de)(de)(de)(de)招兵溝(gou),崇(chong)禮的(de)(de)(de)(de)南天門;山(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)左權的(de)(de)(de)(de)桐(tong)峪;陜西(xi)省(sheng)(sheng)洋(yang)縣的(de)(de)(de)(de)畢機溝(gou);新疆的(de)(de)(de)(de)尾亞;河南省(sheng)(sheng)舞陽的(de)(de)(de)(de)趙案莊;廣東省(sheng)(sheng)興(xing)寧(ning)的(de)(de)(de)(de)霞嵐;黑(hei)龍江省(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)呼瑪;北(bei)京市昌平的(de)(de)(de)(de)上莊和懷柔的(de)(de)(de)(de)新地(di)。其中四川省(sheng)(sheng)表(biao)內儲(chu)量(TiO2 44256.32萬t)占(zhan)全國同類儲(chu)量(TiO2 46522.83萬t)的(de)(de)(de)(de)95.1%,河北(bei)省(sheng)(sheng)(TiO2 1544.46萬t)占(zhan)3.3%,陜西(xi)省(sheng)(sheng)占(zhan)0.46%,山(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)占(zhan)0.35%。

金紅(hong)石(shi)巖(yan)礦(kuang)(kuang)主要(yao)礦(kuang)(kuang)床分布在湖北(bei)省(sheng)棗(zao)陽的(de)大阜山;山西省(sheng)代縣的(de)碾子溝(gou);河(he)南省(sheng)新縣的(de)楊沖;山東省(sheng)萊(lai)西縣的(de)劉家莊(zhuang)。其中湖北(bei)省(sheng)金紅(hong)石(shi)(TiO2)表內儲量(liang)(534.43萬t)占全國同類儲量(liang)(750.86萬t)的(de)71.2%,山西省(sheng)(154.79萬t)占20.6%,陜西省(sheng)(44.4萬t)占5.9%。

鈦(tai)的(de)(de)(de)主要(yao)礦石(shi)(shi)是金紅石(shi)(shi)TiO2和鈦(tai)鐵礦FeTiO3,它的(de)(de)(de)發現也正是從這兩種(zhong)礦石(shi)(shi)的(de)(de)(de)分(fen)析而來。早在(zai)1791年英(ying)國(guo)英(ying)格(ge)蘭西(xi)南端康沃(wo)爾(er)(Cornwall)郡門拉(la)陳(Menacan)教(jiao)區的(de)(de)(de)牧(mu)師格(ge)累高爾(er),也是一位科學家,分(fen)析出產在(zai)他教(jiao)區內的(de)(de)(de)一種(zhong)黑色礦砂,也就是今(jin)天成為鈦(tai)鐵礦的(de)(de)(de)礦石(shi)(shi)時發現了一種(zhong)新的(de)(de)(de)金屬(shu)物質(zhi)并(bing)命(ming)名為menacenite。三年后(hou),1795年,克拉(la)普羅(luo)特(te)分(fen)析了匈牙利布伊尼克(Boinik)地(di)(di)區出產的(de)(de)(de)金紅石(shi)(shi),認識到它是一種(zhong)新金屬(shu)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)物,具有抵抗酸(suan)、堿溶液的(de)(de)(de)特(te)性(xing),借用希臘神(shen)話(hua)中(zhong)大地(di)(di)的(de)(de)(de)第一代兒子(zi)們泰(tai)坦神(shen)族(zu)Titans,命(ming)名這個(ge)金屬(shu)為titanium,元素(su)符號定為Ti。兩年后(hou),克拉(la)普羅(luo)特(te)證實格(ge)累高爾(er)發現的(de)(de)(de)menacenite就是鈦(tai)。

鈦(tai)(tai)屬(shu)(shu)于(yu)稀有(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),實際上鈦(tai)(tai)并(bing)不稀有(you)(you),其在(zai)地殼中的豐度占第七位(wei),占0.45%,遠遠高于(yu)許多常見的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。但由于(yu)鈦(tai)(tai)的性質活潑,對(dui)冶(ye)煉工藝要求高,使得(de)(de)(de)人們長期無(wu)法(fa)制得(de)(de)(de)大量的鈦(tai)(tai),從而(er)被歸(gui)類為“稀有(you)(you)”的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。用于(yu)冶(ye)煉鈦(tai)(tai)的礦(kuang)物(wu)主要有(you)(you)鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)(FeTiO3)、金(jin)(jin)(jin)紅(hong)石(shi)(TiO2)和鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)等(deng)。礦(kuang)石(shi)經(jing)處理得(de)(de)(de)到易揮發的四氯化(hua)鈦(tai)(tai),再用鎂(mei)還原而(er)制得(de)(de)(de)純鈦(tai)(tai)。

地球表面(mian)十公里厚(hou)的(de)地層中(zhong)(zhong),含鈦達千分之(zhi)六,比銅多61倍,在地殼中(zhong)(zhong)的(de)含量(liang)排第(di)十位(地殼中(zhong)(zhong)元素排行:氧、硅、鋁、鐵、鈣(gai)、鈉、鉀、鎂、氫(qing)、鈦),隨便從地下抓起一把泥(ni)土(tu),其(qi)中(zhong)(zhong)都含有千分之(zhi)幾的(de)鈦,世界上儲量(liang)超過一千萬噸的(de)鈦礦并(bing)不稀(xi)罕。

元素在海水(shui)中的含量:0.00048ppm

元素在太陽中(zhong)的含(han)量:4ppm

地殼中含量(liang):5600ppm

應急處置

皮(pi)(pi)膚接觸:脫去(qu)污(wu)染的(de)衣(yi)著,用肥皂水和清(qing)水徹底沖(chong)洗(xi)皮(pi)(pi)膚。

眼睛接觸(粉末):提起眼瞼,用流動清(qing)水(shui)或生理鹽水(shui)沖洗。就醫(yi)。

吸入(粉末):迅速脫離現場至空(kong)氣新鮮處。保持呼吸道通暢(chang)。如呼吸困難,給輸氧(yang)。如呼吸停止(zhi),立即(ji)進行人工呼吸。就醫。

食入:飲足量溫水,催吐(tu)。就(jiu)醫(yi)。

呼吸系(xi)統(tong)防(fang)護(hu):可能(neng)接(jie)觸其粉(fen)塵時,必須佩戴自吸過濾式防(fang)塵口罩。

眼睛防護(粉末):戴安全防護眼鏡。

身體(ti)防(fang)護(hu):穿透氣(qi)型防(fang)毒(du)服(fu)。

手防護:戴防毒物滲透(tou)手套。

其他防護(hu):工(gong)作(zuo)現場禁(jin)止吸煙、進食和飲水。工(gong)作(zuo)完畢(bi),淋浴更衣。注意個人清潔衛生(sheng)。

泄(xie)漏(lou)(lou)應急(ji)處理:隔離(li)泄(xie)漏(lou)(lou)污染區(qu),限制出入(ru)。切斷火(huo)源。建議應急(ji)處理人員戴(dai)防塵面具(全面罩),穿防毒服。不要直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸泄(xie)漏(lou)(lou)物。小(xiao)量泄(xie)漏(lou)(lou):避(bi)免揚(yang)塵,用(yong)潔凈的(de)鏟子收集于干燥(zao)、潔凈、有蓋的(de)容器中(zhong)。轉移回(hui)收。大量泄(xie)漏(lou)(lou):用(yong)塑料布、帆(fan)布覆蓋。使(shi)用(yong)無火(huo)花工具轉移回(hui)收。

有(you)害燃燒產(chan)物:氧化鈦。

滅(mie)火(huo)方法:采用干粉、干砂滅(mie)火(huo)。嚴禁用水、泡沫、二(er)氧化(hua)碳(tan)撲(pu)救。高熱或劇烈(lie)燃燒時,用水撲(pu)救可能會引起爆炸。

管理信息庫

操作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)管理:密閉操作(zuo)(zuo)(zuo),局部排風(feng)(feng)。操作(zuo)(zuo)(zuo)人員必須經過(guo)專(zhuan)門培(pei)訓(xun),嚴格遵(zun)守操作(zuo)(zuo)(zuo)規程。建議操作(zuo)(zuo)(zuo)人員佩戴(dai)自吸過(guo)濾式防(fang)(fang)塵(chen)口罩,戴(dai)安全(quan)防(fang)(fang)護眼鏡,穿透(tou)氣型(xing)防(fang)(fang)毒服,戴(dai)防(fang)(fang)毒物滲透(tou)手套。遠離火種、熱源,工作(zuo)(zuo)(zuo)場所嚴禁吸煙。使用防(fang)(fang)爆型(xing)的(de)通風(feng)(feng)系統和(he)設備(bei)。避(bi)免產生粉塵(chen)。避(bi)免與(yu)氧化劑(ji)、酸類、鹵素接觸。在氬氣中操作(zuo)(zuo)(zuo)處置。搬運時要輕(qing)裝輕(qing)卸,防(fang)(fang)止包(bao)裝及容(rong)器損(sun)壞。配備(bei)相應(ying)品(pin)種和(he)數(shu)量(liang)的(de)消(xiao)防(fang)(fang)器材及泄漏應(ying)急處理設備(bei)。倒空的(de)容(rong)器可(ke)能殘留(liu)有害物。

儲存(cun)的管理:為安全(quan)起見(jian),儲存(cun)時常以不少于25%的水潤濕、鈍化。儲存(cun)于陰(yin)涼(liang)、通風的庫房(fang)。遠離(li)火種(zhong)、熱源(yuan)。庫溫不超過(guo)30℃,相對濕度不超過(guo)80%。保持容器密(mi)封,嚴禁與(yu)空氣接(jie)觸。應與(yu)氧化劑、酸類、鹵素(su)等分(fen)開存(cun)放,切忌(ji)混儲。配備(bei)相應品種(zhong)和數量的消防器材。儲區應備(bei)有合(he)適的材料收(shou)容泄漏(lou)物(wu)。

運(yun)輸的(de)管理(li):運(yun)輸時運(yun)輸車輛應配備(bei)相(xiang)應品種(zhong)(zhong)和數量的(de)消防(fang)器材及泄(xie)漏(lou)應急處理(li)設備(bei)。裝運(yun)該品的(de)車輛排氣管須有阻火裝置。運(yun)輸過(guo)程(cheng)中(zhong)要確保(bao)容器不(bu)泄(xie)漏(lou)、不(bu)倒塌、不(bu)墜落、不(bu)損壞。嚴禁與氧化劑、酸(suan)類(lei)、鹵素、食用(yong)化學品等混裝混運(yun)。運(yun)輸途中(zhong)應防(fang)曝曬、雨淋,防(fang)高溫。中(zhong)途停留時應遠離火種(zhong)(zhong)、熱源。車輛運(yun)輸完畢應進(jin)行徹(che)底清掃。鐵(tie)路運(yun)輸時要禁止溜放。

廢(fei)棄的管(guan)理(li):恢復材料的原狀態(tai),以(yi)便重(zhong)新使用。

應急醫療庫

主要(yao)用(yong)途(tu)及(ji)(ji)接觸(chu)(chu)機(ji)會(hui):鈦用(yong)于制造特種鋼、合金、鈦陶瓷(ci)及(ji)(ji)玻璃纖維。金屬鈦也(ye)用(yong)于飛機(ji)、導彈(dan)制造及(ji)(ji)原子反應堆。還用(yong)于生產耐火材料、焊條、建筑材料和(he)塑料等。上(shang)述工業中可接觸(chu)(chu)金屬鈦,二氧化(hua)(hua)鈦的粉塵(chen)和(he)煙(yan)塵(chen)。四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦及(ji)(ji)其部分(fen)水解物(wu),還常夾雜(za)氯(lv)及(ji)(ji)其氧化(hua)(hua)物(wu)。在(zai)機(ji)械處(chu)理(li)金屬鈦過程中也(ye)接觸(chu)(chu)鈦氧化(hua)(hua)物(wu)的煙(yan)塵(chen)。

侵入途(tu)徑(jing):吸入、食入。

人(ren)體危害:吸(xi)(xi)(xi)(xi)入(ru)(ru)后對上呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)道有刺激性,引起咳嗽、胸部緊(jin)束(shu)感或疼(teng)痛。長期(qi)(qi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)入(ru)(ru)TiO2粉塵的工人(ren),肺部無(wu)任(ren)何變化(hua)。在生產(chan)鈦(tai)金屬(shu)過程(cheng),接(jie)觸四(si)(si)氯化(hua)鈦(tai)及(ji)其(qi)水解產(chan)物對眼和上呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)道粘膜(mo)(mo)有刺激作(zuo)(zuo)用(yong)。長期(qi)(qi)作(zuo)(zuo)用(yong)可形(xing)成(cheng)慢性支氣管(guan)炎(yan)。TiO2曾用(yong)作(zuo)(zuo)閃(shan)光灼傷的皮(pi)膚防護(hu)劑,未見(jian)產(chan)生接(jie)觸性皮(pi)炎(yan)、變態(tai)反應和經皮(pi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收。100℃氯氮(dan)化(hua)鈦(tai)的飛濺和吸(xi)(xi)(xi)(xi)入(ru)(ru)鈦(tai)酸及(ji)氯氮(dan)化(hua)鈦(tai)煙引起皮(pi)膚燒傷并致疤痕(hen)形(xing)成(cheng)和咽、聲(sheng)帶、氣管(guan)粘膜(mo)(mo)充血,由(you)于形(xing)成(cheng)瘢(ban)痕(hen)引起喉狹(xia)窄。眼短期(qi)(qi)接(jie)觸氯氮(dan)化(hua)鈦(tai)引起結膜(mo)(mo)炎(yan)和角膜(mo)(mo)炎(yan)。此外(wai),四(si)(si)氯化(hua)鈦(tai)吸(xi)(xi)(xi)(xi)入(ru)(ru)可引起彌散性支氣管(guan)內息肉。

處理原(yuan)則:皮膚接觸四(si)(si)氯化(hua)鈦后(hou)應盡(jin)快用(yong)軟紙或布(bu)擦掉,然后(hou)用(yong)水(shui)(shui)(shui)沖洗,防止四(si)(si)氯化(hua)鈦遇水(shui)(shui)(shui)放出大量熱及(ji)鹽酸(suan)(suan),加重(zhong)及(ji)擴大灼傷范圍。吸入四(si)(si)氯化(hua)鈦應立即霧化(hua)吸入5%碳酸(suan)(suan)氫鈉溶液,以(yi)中和四(si)(si)氯化(hua)鈦水(shui)(shui)(shui)解產(chan)生的鹽酸(suan)(suan);吸氧(yang)、保(bao)持呼吸進(jin)通(tong)暢.安靜休息,減少氧(yang)的消耗(hao);早期給(gei)予足量糖皮質激素,并給(gei)抗生素預防繼發感染及(ji)抗支(zhi)氣(qi)管痙(jing)攣藥物、祛痰藥對癥治(zhi)療。嚴密觀察,防治(zhi)肺(fei)水(shui)(shui)(shui)腫(zhong)。

預防(fang)措(cuo)施:接(jie)(jie)觸(chu)(chu)四(si)(si)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)及其(qi)水解(jie)產物的工(gong)種,應注(zhu)意皮膚、粘(zhan)膜(mo)和呼(hu)吸道(dao)的防(fang)護(hu)。產生(sheng)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)及其(qi)化(hua)(hua)合物粉(fen)塵的工(gong)作地點(dian),亦須加強防(fang)塵措(cuo)施。大量(liang)微小鈦(tai)(tai)(tai)(tai)粉(fen)塵可著火爆(bao)炸,因此鈦(tai)(tai)(tai)(tai)的生(sheng)產、澆鑄、加工(gong)應有良好通風防(fang)塵設施,及應有防(fang)火防(fang)爆(bao)設備。四(si)(si)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)生(sheng)產過(guo)程應盡量(liang)密閉,防(fang)止其(qi)煙氣逸出及“跑、冒、滴、漏”。加強個人(ren)防(fang)護(hu),四(si)(si)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)生(sheng)產設備開蓋、清洗、維(wei)修時(shi)應截(jie)防(fang)毒(du)面其(qi)、防(fang)護(hu)眼鏡。穿防(fang)酸防(fang)護(hu)衣(yi)帽。定(ding)期對接(jie)(jie)觸(chu)(chu)四(si)(si)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)的生(sheng)產工(gong)人(ren)進行(xing)休(xiu)檢,有慢性呼(hu)吸道(dao)疾(ji)病(bing)患者不能從事接(jie)(jie)觸(chu)(chu)四(si)(si)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)的工(gong)作。

毒理學數據

急性毒性

金(jin)屬鈦(tai)、二氧化鈦(tai)和(he)碳(tan)化鈦(tai)屬低毒類。大(da)鼠一(yi)次(ci)氣(qi)管內注(zhu)入(ru)20-50mg二氧化鈦(tai)和(he)兔注(zhu)入(ru)400mg后肺部無特異反應。

亞急性和慢性毒性

大鼠(shu)(shu)氣(qi)管內注(zhu)入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后6和12個(ge)月(yue),只見肺(fei)(fei)纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)效(xiao)應(ying)。大鼠(shu)(shu)吸入(ru)(ru)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)塵(chen)每天4次,每周5d,歷(li)時13個(ge)月(yue),停止吸入(ru)(ru)后7個(ge)月(yue),肺(fei)(fei)無任何病(bing)理反應(ying);但豚鼠(shu)(shu)反復吸入(ru)(ru)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)觀察到纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)效(xiao)應(ying)和嗜酸性自細胞浸潤。氣(qi)管內注(zhu)入(ru)(ru)金屬鈦(tai)(tai)無肺(fei)(fei)纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)發(fa)生。大鼠(shu)(shu)氣(qi)管內一次注(zhu)入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、碳化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、硼化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)和一氮化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后觀察到肺(fei)(fei)部輕度纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)。大鼠(shu)(shu)吸入(ru)(ru)氫化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)16個(ge)月(yue)亦見輕度纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)。

代謝

人(ren)體一般飲食中(zhong)(zhong)每日約(yue)攝(she)入(ru)300μg鈦,大部分從糞排出(chu),其(qi)中(zhong)(zhong)約(yue)3%吸收(shou)(shou)入(ru)血(xue)液。進入(ru)體內的鈦蓄積于脾、腎上腺、橫(heng)紋肌、肺、皮膚及肝臟等部位。吸收(shou)(shou)入(ru)體內的鈦主(zhu)要(yao)由(you)尿排出(chu)。正(zheng)常(chang)人(ren)血(xue)漿中(zhong)(zhong)鈦濃度約(yue)3μg/dL,尿鈦濃度為(wei)10μg/L左右。

中毒機理

金屬(shu)鈦(tai)(tai),氧(yang)化鈦(tai)(tai),碳化鈦(tai)(tai)(titanium carbonide)等不(bu)溶性鈦(tai)(tai)毒(du)性低,口(kou)服吸收量少,不(bu)顯示毒(du)性反應。金屬(shu)鈦(tai)(tai)植(zhi)入機體未(wei)(wei)(wei)見(jian)有病理(li)反應。吸入鈦(tai)(tai)的(de)不(bu)溶性化合物(wu),未(wei)(wei)(wei)見(jian)肺部有嚴重(zhong)損害,其致纖維化作用甚微(wei)。用含鈦(tai)(tai)飲水(shui)長期(qi)飼養(yang)動(dong)物(wu)未(wei)(wei)(wei)見(jian)對生長發(fa)(fa)育有影響,也未(wei)(wei)(wei)見(jian)腫瘤(liu)發(fa)(fa)生。

致癌性

大鼠(shu)肌肉(rou)注射溶于三辛素的鈦(tai)金屬粉(fen),引(yin)起(qi)纖(xian)維(wei)肉(rou)瘤和(he)淋巴肉(rou)瘤增加。注射有(you)機鈦(tai),注射部位出現(xian)纖(xian)維(wei)肉(rou)瘤,發生肝細胞(bao)(bao)瘤和(he)脾的惡性淋巴瘤。鈦(tai)塊沒有(you)致癌性,給病(bing)人安裝鈦(tai)制人造關(guan)節(jie)兩周後,未(wei)出現(xian)腫瘤細胞(bao)(bao)。

燃爆危險

該品可燃,具刺激(ji)性。

儲存條件

為安全起見,儲(chu)存(cun)時以不少于25%的水潤濕、鈍化。儲(chu)存(cun)于陰(yin)涼、通風的庫(ku)房。遠離火(huo)種、熱源。庫(ku)溫不超過35℃,保持容器密封(feng),嚴(yan)禁與(yu)空(kong)氣接觸。應與(yu)氧化劑、酸類、鹵(lu)素(su)等(deng)分開存(cun)放(fang),切忌混儲(chu)。配備相應品種和數量的消防器材。儲(chu)區應備有合適的材料(liao)收容泄漏物(wu)。

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