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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。
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鈦(tai)(tai)(tai)(Titanium)是(shi)(shi)一種(zhong)金屬化(hua)學(xue)元(yuan)素(su)(su),化(hua)學(xue)符號Ti,原子序數22,在化(hua)學(xue)元(yuan)素(su)(su)周期表中(zhong)(zhong)(zhong)位于第4周期、第IVB族。由(you)格(ge)雷(lei)戈爾于1791年發(fa)現。是(shi)(shi)一種(zhong)銀(yin)白(bai)色的過(guo)渡金屬,其特征(zheng)為(wei)重量輕、強度(du)高、具金屬光澤,耐濕氯氣(qi)腐(fu)蝕。但鈦(tai)(tai)(tai)不能(neng)應用于干(gan)氯氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong),即使(shi)是(shi)(shi)溫(wen)度(du)0℃以下的干(gan)氯氣(qi),也會發(fa)生劇烈的化(hua)學(xue)反(fan)應,生成四氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),再(zai)分解生成二氯化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),甚(shen)至燃燒。只有(you)(you)當氯氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的含水(shui)量高于0.5%的時(shi)候,鈦(tai)(tai)(tai)在其中(zhong)(zhong)(zhong)才(cai)能(neng)保(bao)持可靠的穩定(ding)性(xing)。α型鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)六方晶(jing)系(xi)、β型鈦(tai)(tai)(tai)為(wei)立方晶(jing)系(xi)。轉(zhuan)變溫(wen)度(du)為(wei)882.5℃。熔點(1660±10)℃,沸點3287℃,密(mi)度(du)為(wei)4.506g/cm3。溶于稀酸,不溶于冷(leng)水(shui)和(he)熱水(shui)。耐海水(shui)腐(fu)蝕性(xing)很強。已知的鈦(tai)(tai)(tai)的同(tong)位素(su)(su)有(you)(you)13種(zhong),包(bao)括鈦(tai)(tai)(tai)-41至鈦(tai)(tai)(tai)-53。其中(zhong)(zhong)(zhong)鈦(tai)(tai)(tai)的穩定(ding)同(tong)位素(su)(su)有(you)(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(wu)種(zhong),其余的同(tong)位素(su)(su)均有(you)(you)放射(she)性(xing)。

鈦(tai)(tai)被(bei)認為是一種稀有(you)金屬,這是由于(yu)(yu)(yu)在(zai)(zai)(zai)自然(ran)界中(zhong)(zhong)(zhong)其(qi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)分散并難(nan)以提(ti)取。但其(qi)相(xiang)對豐(feng)富,在(zai)(zai)(zai)所有(you)元素中(zhong)(zhong)(zhong)居(ju)第十(shi)位。鈦(tai)(tai)的礦(kuang)石(shi)主要(yao)(yao)有(you)鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)及(ji)金紅石(shi),廣布(bu)于(yu)(yu)(yu)地(di)殼(ke)及(ji)巖(yan)(yan)石(shi)圈之(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)。鈦(tai)(tai)亦(yi)同時存(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)(yu)幾乎所有(you)生物、巖(yan)(yan)石(shi)、水體及(ji)土壤中(zhong)(zhong)(zhong)。從主要(yao)(yao)礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)萃取出鈦(tai)(tai)需要(yao)(yao)用(yong)到(dao)克羅爾法(fa)或亨特(te)法(fa)。鈦(tai)(tai)最(zui)常見的化(hua)合物是二氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai),可用(yong)于(yu)(yu)(yu)制造白色顏(yan)料。其(qi)他化(hua)合物還(huan)包括四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl4)(作催化(hua)劑和(he)用(yong)于(yu)(yu)(yu)制造煙(yan)幕作空中(zhong)(zhong)(zhong)掩護)及(ji)三氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)(TiCl3)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)催化(hua)聚丙烯的生產(chan))。

發展歷史

鈦的發現

1、格(ge)(ge)(ge)雷(lei)戈(ge)爾(er)(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年(nian),鈦以含(han)鈦礦物(wu)(wu)的(de)(de)(de)形式在英格(ge)(ge)(ge)蘭(lan)的(de)(de)(de)康沃爾(er)郡(jun)(jun)被發(fa)現(xian),發(fa)現(xian)者(zhe)是英格(ge)(ge)(ge)蘭(lan)業(ye)余(yu)礦物(wu)(wu)學(xue)家格(ge)(ge)(ge)雷(lei)戈(ge)爾(er)(Reverend William Gregor),當時(shi)正業(ye)為負責康沃爾(er)郡(jun)(jun)的(de)(de)(de)克(ke)里(li)特(Creed)教區的(de)(de)(de)牧(mu)師。他(ta)(ta)在鄰近的(de)(de)(de)馬納坎(Manaccan)教區中小(xiao)溪旁找到了(le)(le)一些(xie)黑沙,后(hou)來他(ta)(ta)發(fa)現(xian)了(le)(le)那些(xie)沙會(hui)被磁鐵(tie)(tie)吸引,他(ta)(ta)意(yi)(yi)識(shi)(shi)到這種礦物(wu)(wu)(鈦鐵(tie)(tie)礦)包(bao)含(han)著一種新(xin)的(de)(de)(de)元素。經過分析,發(fa)現(xian)沙里(li)面有兩種金(jin)屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)(wu):氧化(hua)鐵(tie)(tie)(沙受磁鐵(tie)(tie)吸引的(de)(de)(de)原因(yin)(yin))及(ji)一種他(ta)(ta)無(wu)法辨識(shi)(shi)的(de)(de)(de)白(bai)色金(jin)屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)(wu)。意(yi)(yi)識(shi)(shi)到這種未被辨識(shi)(shi)的(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)(wu)含(han)有一種未被發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),格(ge)(ge)(ge)雷(lei)戈(ge)爾(er)對(dui)康沃爾(er)郡(jun)(jun)皇家地質(zhi)學(xue)會(hui)及(ji)德(de)國的(de)(de)(de)《化(hua)學(xue)年(nian)刊》發(fa)表了(le)(le)這次的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)。大約就在同時(shi),米(mi)勒·馮·賴興斯(si)泰因(yin)(yin)(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也(ye)制(zhi)造(zao)出類似的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi),但(dan)卻無(wu)法辨識(shi)(shi)它。

2、克拉普(pu)羅(luo)特(te)(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年德國化(hua)學家克拉普(pu)羅(luo)特(te)在分析匈牙利產的(de)紅(hong)色金紅(hong)石時也發現了這種氧化(hua)物(wu)。他主張(zhang)采取為鈾(1789年由(you)克拉普(pu)羅(luo)特(te)發現的(de))命(ming)名的(de)方法,引用(yong)希臘神話中(zhong)泰(tai)坦神族(zu)“Titanic”的(de)名字給(gei)這種新(xin)元素起名叫“Titanium”。中(zhong)文按其譯(yi)音定名為鈦。當(dang)他聽(ting)聞到格(ge)雷戈爾(er)較早前(qian)的(de)發現之(zhi)后,克拉普(pu)羅(luo)特(te)取得了一些(xie)馬納坎礦物(wu)的(de)樣本,并證(zheng)實它含鈦。

3、亨(heng)特(Matthew A.Hunter):格(ge)雷戈(ge)爾(er)和克(ke)拉(la)普羅特當時(shi)所發現的鈦(tai)是(shi)粉(fen)末狀(zhuang)的二氧化(hua)鈦(tai),而不(bu)是(shi)金屬鈦(tai)。因為鈦(tai)的氧化(hua)物極其穩(wen)定,而且金屬鈦(tai)能與(yu)氧、氮(dan)、氫、碳等直接激烈地化(hua)合,所以(yi)單質鈦(tai)很難制取。直到1910年才被(bei)美(mei)國化(hua)學家亨(heng)特第(di)一次用鈉還(huan)原TiCl4制得純度達99.9%的金屬鈦(tai)。

國外發展歷程

1940年(nian)盧森堡科學家W.J.Kroll用鎂(mei)還(huan)(huan)原(yuan)TiCl4制得了純(chun)鈦。從此,鎂(mei)還(huan)(huan)原(yuan)法(又(you)稱為(wei)(wei)克勞爾法)和鈉還(huan)(huan)原(yuan)法(又(you)稱為(wei)(wei)亨特法)成(cheng)為(wei)(wei)生產海綿鈦的工(gong)業(ye)方法。美國在(zai)1948年(nian)用鎂(mei)還(huan)(huan)原(yuan)法制出2噸(dun)海綿鈦,從此開始(shi)了鈦的工(gong)業(ye)化生產。

1947年(nian),人(ren)們才開(kai)始(shi)在工廠里冶煉(lian)鈦。當年(nian),產(chan)(chan)量(liang)只有2噸(dun)(dun)。1955年(nian)產(chan)(chan)量(liang)激增到2萬噸(dun)(dun)。1972年(nian),年(nian)產(chan)(chan)量(liang)達到了20萬噸(dun)(dun)。鈦的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)比鋼(gang)鐵(tie)要高(gao),而它的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)量(liang)幾乎只有同體積的(de)(de)(de)鋼(gang)鐵(tie)的(de)(de)(de)一半,鈦雖然(ran)稍稍比鋁重(zhong)(zhong)一點,它的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)卻比鋁大2倍。鈦的(de)(de)(de)比強度(du)高(gao)于(yu)鋁和鋼(gang),比模量(liang)與鋁、鋼(gang)十分接近。在宇宙火箭和導彈中(zhong),就大量(liang)用鈦代替鋼(gang)鐵(tie)。由于(yu)鈦非常(chang)結實,能承受很高(gao)的(de)(de)(de)壓力,所以人(ren)們開(kai)始(shi)用鈦來制造潛(qian)(qian)艇(ting)——鈦潛(qian)(qian)艇(ting)。這種潛(qian)(qian)艇(ting)可(ke)以在深達4500米的(de)(de)(de)深海(hai)中(zhong)航行。

據統計,世界上每(mei)年用于(yu)宇(yu)宙航行的(de)鈦,已達一千噸以上。極細的(de)鈦粉(fen),還是(shi)火箭的(de)好燃料,所以鈦被譽(yu)為宇(yu)宙金屬,空間金屬。

國內發展歷程

中國(guo)(guo)(guo)鈦(tai)(tai)工業起(qi)步于20世紀50年(nian)代。1954年(nian),北京(jing)有(you)色金(jin)屬(shu)研究總院開始進行海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)制(zhi)備(bei)工藝研究,1956年(nian)中國(guo)(guo)(guo)把鈦(tai)(tai)當作戰略金(jin)屬(shu)列(lie)入了12年(nian)發展規劃,1958年(nian)在撫(fu)順(shun)鋁(lv)廠實現(xian)了海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)工業試驗,成立(li)了中國(guo)(guo)(guo)第一個海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)生(sheng)產車(che)間,同時在沈陽有(you)色金(jin)屬(shu)加工廠成立(li)了中國(guo)(guo)(guo)第一個鈦(tai)(tai)板帶加工材(cai)生(sheng)產試驗車(che)間。寶雞鈦(tai)(tai)材(cai)加工裝備(bei)、技(ji)術水平(ping)及生(sheng)產能(neng)力均居全(quan)國(guo)(guo)(guo)第一,生(sheng)產能(neng)力占(zhan)全(quan)中國(guo)(guo)(guo)的60%左右,市場份(fen)額占(zhan)中國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)內鈦(tai)(tai)加工材(cai)市場85%,占(zhan)世界產量的22%,承擔(dan)著(zhu)中國(guo)(guo)(guo)90%以上高(gao)端(duan)鈦(tai)(tai)材(cai)產品的生(sheng)產任務,號稱中國(guo)(guo)(guo)鈦(tai)(tai)谷。

20世紀(ji)60-70年代(dai),在(zai)(zai)中(zhong)國(guo)的(de)統一規劃下,先(xian)后(hou)建設了(le)以(yi)遵(zun)義(yi)鈦(tai)(tai)廠(chang)(chang)為(wei)代(dai)表的(de)10余家(jia)海綿鈦(tai)(tai)生(sheng)產(chan)(chan)單位(wei);在(zai)(zai)1967年在(zai)(zai)洛(luo)陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)成(cheng)立了(le)中(zhong)國(guo)第(di)(di)(di)一個鈦(tai)(tai)管棒加(jia)(jia)工(gong)(gong)材(cai)(cai)生(sheng)產(chan)(chan)試(shi)驗(yan)車間和(he)第(di)(di)(di)二條(tiao)鈦(tai)(tai)板帶材(cai)(cai)生(sheng)產(chan)(chan)試(shi)驗(yan)車間,并為(wei)主承(cheng)(cheng)擔了(le)當時國(guo)內(nei)第(di)(di)(di)一艘(sou)核潛艇、第(di)(di)(di)一艘(sou)導彈(dan)驅逐艦及航空(kong)用鈦(tai)(tai)材(cai)(cai)的(de)試(shi)制開發任務,直到1972年寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)色(se)(se)(se)金(jin)(jin)(jin)屬加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)建成(cheng)投產(chan)(chan)后(hou),洛(luo)陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)將工(gong)(gong)藝(yi)資料移交北京(jing)有(you)(you)色(se)(se)(se)研究總院,按照(zhao)冶金(jin)(jin)(jin)部的(de)專業(ye)(ye)劃分(fen)(fen),不再承(cheng)(cheng)擔鈦(tai)(tai)材(cai)(cai)料的(de)開發試(shi)制工(gong)(gong)作;以(yi)北京(jing)有(you)(you)色(se)(se)(se)研究總院、沈陽(yang)鋁(lv)鎂院、撫順鋁(lv)廠(chang)(chang)、沈陽(yang)有(you)(you)色(se)(se)(se)金(jin)(jin)(jin)屬加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)、東(dong)北輕(qing)合金(jin)(jin)(jin)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)、洛(luo)陽(yang)銅(tong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)等(deng)單位(wei)為(wei)主,援建了(le)寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)色(se)(se)(se)金(jin)(jin)(jin)屬加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)和(he)寶(bao)雞(ji)(ji)貴金(jin)(jin)(jin)屬所(suo),從此按照(zhao)行業(ye)(ye)劃分(fen)(fen),以(yi)寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)色(se)(se)(se)金(jin)(jin)(jin)屬加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)和(he)寶(bao)雞(ji)(ji)貴金(jin)(jin)(jin)屬所(suo)為(wei)主,承(cheng)(cheng)擔了(le)國(guo)內(nei)大(da)部分(fen)(fen)鈦(tai)(tai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)材(cai)(cai)料的(de)生(sheng)產(chan)(chan)開發試(shi)制工(gong)(gong)作。同時中(zhong)國(guo)也成(cheng)為(wei)繼美國(guo)、前(qian)蘇聯和(he)日本(ben)之后(hou)的(de)第(di)(di)(di)四個具有(you)(you)完整(zheng)鈦(tai)(tai)工(gong)(gong)業(ye)(ye)體系的(de)國(guo)家(jia)。

1980年前后,中國海(hai)綿鈦(tai)產量達到2800噸,然而(er)由于當時大(da)多數人對鈦(tai)金屬(shu)認識不足,鈦(tai)材的(de)(de)(de)高價格(ge)也限制了(le)鈦(tai)的(de)(de)(de)應用,鈦(tai)加工(gong)(gong)材的(de)(de)(de)產量僅200噸左右(you),中國鈦(tai)工(gong)(gong)業陷入(ru)困境。在這種情況(kuang)下,由當時國務院副總理方毅同志(zhi)倡導,朱镕(rong)基和袁(yuan)寶華同志(zhi)支持,于1982年7月(yue)成(cheng)立了(le)跨(kua)部委(wei)的(de)(de)(de)全國鈦(tai)應用推(tui)廣領(ling)導小組(zu),專門協調鈦(tai)工(gong)(gong)業的(de)(de)(de)發展事宜(yi),促成(cheng)了(le)20世紀80年代至90年代初期中國海(hai)綿鈦(tai)和鈦(tai)加工(gong)(gong)材產銷兩旺、鈦(tai)工(gong)(gong)業快速平穩(wen)發展的(de)(de)(de)良好局面。

2011年(nian)(nian)是中(zhong)國(guo)“十二五”規(gui)劃的(de)第一年(nian)(nian),在(zai)這(zhe)一年(nian)(nian)里,中(zhong)國(guo)海綿(mian)鈦(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)加工(gong)材(cai)的(de)產量繼續慣性增長(chang)。根(gen)據中(zhong)國(guo)有色金(jin)屬工(gong)業(ye)(ye)(ye)協(xie)會鈦(tai)(tai)鋯鉿(jia)分會統計,國(guo)內(nei)14家(jia)海綿(mian)鈦(tai)(tai)生產企業(ye)(ye)(ye)2011年(nian)(nian)總產量為64952t,同(tong)比增加了12.4%。根(gen)據30家(jia)企業(ye)(ye)(ye)的(de)統計,2011年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)共生產鈦(tai)(tai)加工(gong)材(cai)50962t,同(tong)比增長(chang)33.0%。

2014年9月,中(zhong)國(guo)第一(yi)爐(lu)“電子級(ji)低氧超高(gao)純(chun)(chun)鈦”已在浙江(jiang)省余姚(yao)市成功研發投產(chan),一(yi)舉打(da)破(po)了中(zhong)國(guo)國(guo)外的(de)壟(long)斷。低氧超高(gao)純(chun)(chun)鈦主要(yao)(yao)應用在半導體(ti)用濺射(she)靶材(cai)、航空航天、海洋石(shi)油等核(he)心工(gong)業(ye)領域,戰(zhan)略(lve)(lve)意義重大(da)。作為高(gao)端(duan)戰(zhan)略(lve)(lve)性金(jin)(jin)屬材(cai)料,美(mei)日(ri)政府嚴(yan)格限制對中(zhong)國(guo)的(de)出口。中(zhong)國(guo)在超高(gao)純(chun)(chun)鈦領域經常要(yao)(yao)看美(mei)日(ri)的(de)“臉(lian)色”。寧波(bo)創(chuang)潤新材(cai)料有限公司"年產(chan)250噸電子級(ji)低氧超高(gao)純(chun)(chun)鈦項(xiang)目"的(de)投產(chan),填補了中(zhong)國(guo)高(gao)端(duan)鈦材(cai)的(de)技術空白(bai),意味著(zhu)中(zhong)國(guo)已具備低氧超高(gao)純(chun)(chun)鈦的(de)自(zi)主生(sheng)產(chan)能力,實(shi)現了這一(yi)戰(zhan)略(lve)(lve)金(jin)(jin)屬的(de)獨立(li)自(zi)給,徹底擺(bai)脫了對國(guo)外的(de)依(yi)賴。壟(long)斷打(da)破(po)后,直接受益的(de)就是航空航天領域。

衡量一個國家鈦(tai)(tai)工(gong)業(ye)規模有兩個重要指標:海(hai)(hai)綿鈦(tai)(tai)產(chan)量和鈦(tai)(tai)材(cai)(cai)產(chan)量,其中海(hai)(hai)綿鈦(tai)(tai)產(chan)量反映原料生(sheng)產(chan)能(neng)力,鈦(tai)(tai)材(cai)(cai)產(chan)量反映的是深加工(gong)能(neng)力。鈦(tai)(tai)工(gong)業(ye)已形成中國、美國、獨聯體、日本和歐洲(zhou)五大生(sheng)產(chan)和消費主體。

綜上(shang)所(suo)述,中(zhong)國(guo)鈦(tai)工業(ye)大致經(jing)歷了(le)三個(ge)發展(zhan)(zhan)期:即20世紀50年代(dai)的(de)開創(chuang)期,60-70年代(dai)的(de)建設期和80-90年代(dai)的(de)初步發展(zhan)(zhan)期。在新世紀,得益(yi)于國(guo)民經(jing)濟的(de)持(chi)續、快速發展(zhan)(zhan),中(zhong)國(guo)鈦(tai)工業(ye)也(ye)進入了(le)一(yi)個(ge)快速成長期。

物質結構

鈦的原(yuan)子(zi)(zi)序數(shu)為22,核外(wai)電(dian)子(zi)(zi)數(shu)共(gong)有(you)22個,其電(dian)子(zi)(zi)構型為1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦單質(zhi)有(you)兩種(zhong)同(tong)素異構體(ti):α-Ti和β-Ti。α-Ti是六(liu)方晶系,原(yuan)子(zi)(zi)堆(dui)積(ji)方式為六(liu)方密(mi)堆(dui)積(ji),原(yuan)子(zi)(zi)空間利(li)用(yong)率為74%。β-Ti為立(li)方晶格(ge),原(yuan)子(zi)(zi)堆(dui)積(ji)方式為體(ti)心(xin)立(li)方密(mi)堆(dui)積(ji),原(yuan)子(zi)(zi)空間利(li)用(yong)率為68%。另外(wai),當(dang)鈦晶體(ti)中出(chu)現少量(liang)的缺(que)陷時會影響(xiang)晶體(ti)的性(xing)質(zhi),如機械強度、導電(dian)性(xing)等。

物理性質

鈦具有金屬光澤,有延展(zhan)性。聲音(yin)在(zai)其(qi)中(zhong)的傳播(bo)速率為5090m/s。鈦的主(zhu)要特點是密度(du)小(xiao)、機械強度(du)大、容易加工。

新型(xing)鈦合金耐熱性能(neng)好,可在(zai)600℃或(huo)更高的溫度(du)下長期使用。

鈦(tai)合金(jin)的(de)(de)(de)耐低溫(wen)性能好,鈦(tai)合金(jin)TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等(deng)為代表的(de)(de)(de)低溫(wen)鈦(tai)合金(jin),其(qi)強(qiang)度(du)隨溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)降低而提(ti)高,但塑性變化卻(que)不大。在(zai)-196-253℃低溫(wen)下(xia)保持較(jiao)好的(de)(de)(de)延性及韌性,避(bi)免了金(jin)屬冷脆性,是低溫(wen)容器,貯箱等(deng)設備的(de)(de)(de)理想材料。

金屬(shu)(shu)鈦的(de)抗阻尼性(xing)(xing)能強(qiang),受到(dao)機械振(zhen)動、電振(zhen)動后,與鋼、銅(tong)金屬(shu)(shu)相比,其自身振(zhen)動衰減時間(jian)最(zui)長。利用鈦的(de)這一性(xing)(xing)能可作音(yin)叉、醫(yi)學上的(de)超(chao)聲粉碎機振(zhen)動元件(jian)和高級(ji)音(yin)響揚(yang)聲器的(de)振(zhen)動薄膜(mo)等。

鈦(tai)是鋼與合金中重要的合金元素(su),但比強(qiang)度(du)(du)(du)位于金屬之(zhi)首(shou)。熔點1668℃,熔化潛(qian)熱(re)3.7-5.0千卡(ka)/克(ke)原(yuan)子(zi),沸點3260±20℃,汽化潛(qian)熱(re)102.5-112.5千卡(ka)/克(ke)原(yuan)子(zi),臨界溫度(du)(du)(du)4350℃,臨界壓力1130大氣壓。鈦(tai)的導(dao)熱(re)性(xing)和導(dao)電性(xing)能(neng)較差,近似或略低于不銹(xiu)鋼,鈦(tai)具有(you)超(chao)導(dao)性(xing),純(chun)鈦(tai)的超(chao)導(dao)臨界溫度(du)(du)(du)為(wei)0.38-0.4K。在25℃時,鈦(tai)的熱(re)容為(wei)0.126卡(ka)/克(ke)原(yuan)子(zi)·度(du)(du)(du),熱(re)焓1149卡(ka)/克(ke)原(yuan)子(zi),熵為(wei)7.33卡(ka)/克(ke)原(yuan)子(zi)·度(du)(du)(du)。

鈦(tai)具(ju)有(you)可(ke)(ke)塑(su)性(xing),高(gao)純鈦(tai)的(de)延伸(shen)率可(ke)(ke)達(da)50-60%,斷(duan)面收縮率可(ke)(ke)達(da)70-80%,但收縮強度低(di)(即收縮時產生(sheng)的(de)力度)。鈦(tai)中雜(za)質(zhi)的(de)存(cun)在,對其機械性(xing)能(neng)影響極(ji)大,特(te)別是(shi)間(jian)隙雜(za)質(zhi)(氧、氮、碳)可(ke)(ke)大大提高(gao)鈦(tai)的(de)強度,顯著降低(di)其塑(su)性(xing)。鈦(tai)作為結構材料所具(ju)有(you)的(de)良好(hao)機械性(xing)能(neng),就是(shi)通過(guo)嚴格控制其中適當(dang)的(de)雜(za)質(zhi)含量和添加合(he)金(jin)元素而達(da)到的(de)。

純(chun)鈦(tai)是無(wu)磁(ci)性金屬(shu),在很大(da)的(de)磁(ci)場中也(ye)難(nan)以(yi)(yi)被磁(ci)化,無(wu)毒且與人體組(zu)織及血(xue)液有好的(de)相溶性,所以(yi)(yi)被醫(yi)療界采用。鈦(tai)合金是順磁(ci)性物質,導磁(ci)率(lv)為1.00004。

鈦的(de)抗拉(la)強(qiang)度(du)與其屈服強(qiang)度(du)接近說明了(le)其屈強(qiang)比(抗拉(la)強(qiang)度(du)/屈服強(qiang)度(du))高,表示了(le)金屬鈦材(cai)料(liao)在成形(xing)時塑(su)性(xing)變形(xing)差。由(you)于鈦的(de)屈服極限與彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)的(de)比值大,使(shi)鈦成型時的(de)回彈(dan)能力大。

金(jin)屬鈦的(de)導熱(re)系(xi)數雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦優異的(de)耐腐蝕性(xing)能,所(suo)以(yi)壁厚可以(yi)大(da)大(da)減(jian)(jian)薄,而且表面與蒸汽的(de)換熱(re)方式為滴狀冷(leng)凝,減(jian)(jian)少了熱(re)阻,鈦表面不結垢也可減(jian)(jian)少熱(re)阻,使鈦的(de)換熱(re)性(xing)能顯(xian)著提高。

鈦(tai)的彈性模量在常溫時為106.4GPa,為鋼(gang)的57%。

下面(mian)是(shi)鈦的電(dian)離(li)能數(shu)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

鈦是一種化(hua)學性質(zhi)非常活潑的金(jin)屬,但熔點高(gao)達(da)1668℃。鈦在較高(gao)的溫度(du)下(xia),還可與許多元素和化(hua)合(he)物發(fa)生反應(ying)。按其與鈦發(fa)生不同反應(ying)可分為以(yi)下(xia)四類:

第一類:鹵素(su)和(he)氧族元素(su)與鈦生(sheng)成共價鍵(jian)與離子(zi)鍵(jian)化合物;

第二類:過(guo)渡(du)元(yuan)素(su)(su)、氫、鈹、硼(peng)族、碳(tan)族和(he)氮族元(yuan)素(su)(su)與鈦生成金屬(shu)間(jian)化物和(he)有(you)限固溶體;

第三類:鋯、鉿、釩族(zu)(zu)、鉻(ge)族(zu)(zu)、鈧元(yuan)素與鈦生成(cheng)無限固溶體;

第(di)四類:惰(duo)性(xing)氣體(ti)、堿金屬、堿土金屬、稀土元素(除鈧外),錒、釷等不與(yu)(yu)鈦發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)或基本上不發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)。與(yu)(yu)化合物(wu)HF和氟化物(wu)氟化氫氣體(ti)在(zai)加熱時與(yu)(yu)鈦發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成TiF4,反(fan)應(ying)(ying)式為(wei)

Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡

鈦(tai)有良好的(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)性能,不受大氣和海水(shui)的(de)(de)(de)影響。在常溫下,不會被7%以(yi)下鹽酸(suan)(suan)、5%以(yi)下硫酸(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan)、王水(shui)或(huo)稀堿溶液(ye)所腐蝕(shi);只有氫氟酸(suan)(suan)、濃(nong)鹽酸(suan)(suan)、濃(nong)硫酸(suan)(suan)等才可對它作(zuo)用。不含水(shui)的(de)(de)(de)氟化氫液(ye)體只可在鈦(tai)表(biao)面(mian)上生成一(yi)層致密的(de)(de)(de)四氟化鈦(tai)膜,可防止HF浸入鈦(tai)的(de)(de)(de)內部(bu)。氫氟酸(suan)(suan)是鈦(tai)的(de)(de)(de)最強溶劑。即使是濃(nong)度為1%的(de)(de)(de)氫氟酸(suan)(suan),也(ye)能與鈦(tai)發生激(ji)烈反應:

2Ti+6HF=2TiF3+3H2

無(wu)水的氟(fu)化(hua)物及其水溶液在低溫下不(bu)與鈦發生反(fan)應(ying),僅在高溫下熔融的氟(fu)化(hua)物與鈦發生顯著反(fan)應(ying)。HCl和氯(lv)化(hua)物氯(lv)化(hua)氫氣體能腐蝕金屬(shu)鈦,干燥(zao)的氯(lv)化(hua)氫在>300℃時與鈦反(fan)應(ying)生成(cheng)TiCl4:

Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡

濃度<5%的(de)鹽(yan)酸在室溫(wen)下(xia)(xia)不與鈦反(fan)應(ying),20%的(de)鹽(yan)酸在常溫(wen)下(xia)(xia)與鈦發(fa)生反(fan)應(ying)生成紫(zi)色(se)的(de)TiCl3:

2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2

當溫度(du)長高時(shi),即使稀(xi)鹽酸(suan)也(ye)會腐(fu)蝕鈦(tai)。各種無水(shui)的氯(lv)化(hua)物(wu),如鎂、錳(meng)、鐵(tie)、鎳、銅(tong)、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4+離子及其水(shui)溶液,都(dou)不(bu)與鈦(tai)發生反應,鈦(tai)在這(zhe)些氯(lv)化(hua)物(wu)中具有(you)很(hen)好的穩定性(xing)。硫(liu)(liu)酸(suan)和硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)鈦(tai)與5%的硫(liu)(liu)酸(suan)有(you)明顯(xian)的反應,在常溫下,約40%的硫(liu)(liu)酸(suan)對鈦(tai)的腐(fu)蝕速(su)度(du)最快,當濃度(du)大于40%,達到60%時(shi)腐(fu)蝕速(su)度(du)反而變(bian)慢,80%又(you)達到最快。加熱的稀(xi)酸(suan)或50%的濃硫(liu)(liu)酸(suan)可與鈦(tai)反應生成硫(liu)(liu)酸(suan)鈦(tai):

Ti+H2SO4=TiSO4+H2

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

加熱的(de)濃硫酸可被鈦(tai)還原,生成SO2:

2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡

常溫下(xia)鈦與(yu)硫化(hua)(hua)氫(qing)反應(ying),在其表面生(sheng)成(cheng)一層(ceng)保護膜(mo),可阻止硫化(hua)(hua)氫(qing)與(yu)鈦的進一步反應(ying)。但在高溫下(xia),硫化(hua)(hua)氫(qing)與(yu)鈦反應(ying)析出(chu)氫(qing):

Ti+H2S=TiS+H2+70千卡

粉末鈦(tai)(tai)在600℃開(kai)始與硫化氫反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)鈦(tai)(tai)的(de)硫化物,在900℃時(shi)反(fan)應(ying)產物主(zhu)要(yao)為TiS,1200℃時(shi)為Ti2S3。硝(xiao)酸(suan)和王水致(zhi)密的(de)表面(mian)光滑的(de)鈦(tai)(tai)對硝(xiao)酸(suan)具(ju)有很好(hao)的(de)穩定性,這是(shi)由(you)于硝(xiao)酸(suan)能快速(su)在鈦(tai)(tai)表面(mian)生(sheng)成(cheng)一(yi)層牢固的(de)氧化膜,但是(shi)表面(mian)粗(cu)糙,特別是(shi)海綿鈦(tai)(tai)或粉末鈦(tai)(tai),可與次、熱稀硝(xiao)酸(suan)發生(sheng)反(fan)應(ying):

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

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

高于(yu)70℃的(de)濃硝酸也可與鈦發生反(fan)應:

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

常溫(wen)下,鈦不與(yu)王水(shui)反(fan)應。溫(wen)度高時,鈦可與(yu)王水(shui)反(fan)應生成TiCl2。

綜上所述,鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質與(yu)(yu)(yu)溫(wen)度(du)及其存在(zai)(zai)形態、純度(du)有著(zhu)極其密切的(de)(de)(de)關系(xi)。致(zhi)密的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)自然(ran)界中(zhong)(zhong)是(shi)相(xiang)當(dang)穩定的(de)(de)(de),但(dan)是(shi),粉末鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)可(ke)引起(qi)自燃。鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)雜質的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),顯著(zhu)的(de)(de)(de)影響鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)物(wu)理、化學性(xing)(xing)(xing)能(neng)、機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)和耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)。特別是(shi)一(yi)(yi)些間隙雜質,它們可(ke)以(yi)使鈦(tai)(tai)晶格發(fa)生(sheng)(sheng)畸變,而影響鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)各種性(xing)(xing)(xing)能(neng)。常(chang)溫(wen)下鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)化學活(huo)性(xing)(xing)(xing)很小,能(neng)與(yu)(yu)(yu)氫氟(fu)酸(suan)(suan)等少數幾(ji)種物(wu)質發(fa)生(sheng)(sheng)反應,但(dan)溫(wen)度(du)增加時(shi)鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)迅(xun)速增加,特別是(shi)在(zai)(zai)高溫(wen)下鈦(tai)(tai)可(ke)與(yu)(yu)(yu)許多物(wu)質發(fa)生(sheng)(sheng)劇(ju)烈反應。鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)冶煉(lian)過程一(yi)(yi)般都在(zai)(zai)800℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫(wen)下進(jin)行,因此(ci)必須在(zai)(zai)真空(kong)中(zhong)(zhong)或在(zai)(zai)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)氣氛保護下操作。金(jin)(jin)屬(shu)鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)高溫(wen)環境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)還原能(neng)力強,能(neng)與(yu)(yu)(yu)氧(yang)(yang)、碳(tan)、氮以(yi)及其他(ta)許多元素化合(he),還能(neng)從(cong)部分金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化物(wu)(比如氧(yang)(yang)化鋁)中(zhong)(zhong)奪取(qu)氧(yang)(yang)。常(chang)溫(wen)下鈦(tai)(tai)與(yu)(yu)(yu)氧(yang)(yang)氣化合(he)生(sheng)(sheng)成(cheng)一(yi)(yi)層極薄致(zhi)密的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化膜,這層氧(yang)(yang)化膜常(chang)溫(wen)下不與(yu)(yu)(yu)硝(xiao)酸(suan)(suan),稀(xi)硫酸(suan)(suan),稀(xi)鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)反應,以(yi)及酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)之王——王水。它與(yu)(yu)(yu)氫氟(fu)酸(suan)(suan)、濃(nong)鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)、濃(nong)硫酸(suan)(suan)反應。

在電化學(xue)中,鈦是單向閥型金屬,電位很負(fu),通(tong)常無(wu)法用鈦作為陽極進(jin)行分解。

人們利用鈦在高溫下化合(he)能力強的(de)特點,在煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)時候,氮很容易(yi)溶(rong)解在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)里(li),當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)錠(ding)冷(leng)卻的(de)時候,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)錠(ding)中就(jiu)(jiu)形成氣泡,影響鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)質量。所以(yi)煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)工人往鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)里(li)加進金屬(shu)鈦,使它與氮化合(he),變成爐渣——氮化鈦,浮在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)表面,這(zhe)樣(yang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)錠(ding)就(jiu)(jiu)比(bi)較純凈了。

當超音(yin)速飛(fei)機(ji)飛(fei)行時,它(ta)的(de)機(ji)翼(yi)的(de)溫度(du)可(ke)以達(da)到500℃。如用比較(jiao)耐(nai)熱的(de)鋁(lv)合金(jin)制造機(ji)翼(yi),一(yi)到二(er)三百度(du)也會吃(chi)不消(xiao),必須有(you)一(yi)種又輕、又韌、又耐(nai)高溫的(de)材料來代(dai)替鋁(lv)合金(jin)而(er)鈦恰(qia)好能夠滿足這些要(yao)求(qiu)。鈦還能經(jing)得住零(ling)下一(yi)百多(duo)度(du)的(de)考驗,在這種低溫下,鈦仍舊(jiu)有(you)很(hen)好的(de)韌性而(er)不發脆。

鈦吸(xi)(xi)氣(qi)主要指高(gao)溫(wen)下與碳、氫、氮、氧發生反(fan)應(ying)。利用鈦和鋯對空(kong)氣(qi)的強大(da)吸(xi)(xi)收力(li),可(ke)(ke)以除去空(kong)氣(qi),造成真空(kong)。比方,利用鈦制(zhi)成的真空(kong)泵(beng),可(ke)(ke)以把空(kong)氣(qi)抽到只剩下十萬(wan)億(yi)分之一。

鈦(tai)的(de)最大缺(que)點(dian)是(shi)難(nan)以(yi)提煉(lian)(lian)(lian)。主要是(shi)因為鈦(tai)在高(gao)溫(wen)下化合(he)能力強(qiang),可(ke)以(yi)與(yu)(yu)氧(yang)、碳、氮以(yi)及其他許多(duo)元素化合(he)。因此,不論(lun)在冶煉(lian)(lian)(lian)或(huo)者鑄造(zao)的(de)時候,人(ren)們都小心地防止這些(xie)元素“侵襲”鈦(tai)。在冶煉(lian)(lian)(lian)鈦(tai)的(de)時候,空氣與(yu)(yu)水當然是(shi)嚴格禁(jin)止接近的(de),甚至(zhi)連(lian)冶金上(shang)常用(yong)的(de)氧(yang)化鋁坩堝也禁(jin)止使用(yong),因為鈦(tai)會從氧(yang)化鋁里奪取氧(yang)。人(ren)們利(li)用(yong)鎂與(yu)(yu)四氯化鈦(tai)在惰性氣體——氦氣或(huo)氬氣中相(xiang)作(zuo)用(yong),來(lai)提煉(lian)(lian)(lian)鈦(tai)。

鈦的化合物

鈦(tai)(tai)的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)為(wei)二氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai),是(shi)(shi)鈦(tai)(tai)的(de)(de)最高價氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)。天然TiO2是(shi)(shi)金紅(hong)石,純凈的(de)(de)TiO2是(shi)(shi)雪(xue)(xue)白的(de)(de)粉末(mo),是(shi)(shi)最好的(de)(de)白色(se)(se)(se)顏(yan)料(liao),俗(su)稱鈦(tai)(tai)白,冷時(shi)為(wei)白色(se)(se)(se),熱時(shi)呈淺黃色(se)(se)(se)。以前(qian),人們開采(cai)鈦(tai)(tai)礦,主要目(mu)的(de)(de)便是(shi)(shi)為(wei)了獲得二氧(yang)化(hua)鈦(tai)(tai)。鈦(tai)(tai)白的(de)(de)粘附力(li)(li)強(qiang),不(bu)易起(qi)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua),永遠(yuan)是(shi)(shi)雪(xue)(xue)白的(de)(de),是(shi)(shi)良好的(de)(de)白色(se)(se)(se)涂料(liao),它折射率高,著(zhu)色(se)(se)(se)力(li)(li)強(qiang),遮(zhe)蓋力(li)(li)大(da),化(hua)學(xue)性能穩定。其他白色(se)(se)(se)涂料(liao),如鋅(xin)白ZnO和鉛白2PbCO3·Pb(OH)2等,不(bu)具有(you)鈦(tai)(tai)白的(de)(de)這些優良性能。特(te)別可貴(gui)的(de)(de)是(shi)(shi)鈦(tai)(tai)白無毒。它的(de)(de)熔點(dian)很高,被(bei)用來(lai)制造耐(nai)(nai)火玻璃(li),釉料(liao),琺瑯、陶(tao)土、耐(nai)(nai)高溫的(de)(de)實驗(yan)器(qi)皿等。

二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)是世(shi)界上(shang)最(zui)白(bai)(bai)(bai)的(de)東(dong)西(xi),1克二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)可(ke)以(yi)(yi)把(ba)450多平(ping)方厘米的(de)面積涂(tu)得雪(xue)白(bai)(bai)(bai)。它比常用(yong)的(de)白(bai)(bai)(bai)顏料(liao)——鋅鋇白(bai)(bai)(bai)還(huan)要(yao)白(bai)(bai)(bai)5倍,因(yin)此(ci)是調制白(bai)(bai)(bai)油漆的(de)最(zui)好顏料(liao)。世(shi)界上(shang)用(yong)作顏料(liao)的(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai),一(yi)年多到幾(ji)十(shi)萬噸。二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)可(ke)以(yi)(yi)加(jia)(jia)在(zai)紙里,使紙變白(bai)(bai)(bai)并且(qie)不透明,效果比其他物質大10倍,因(yin)此(ci),鈔票(piao)紙和(he)(he)美術(shu)品用(yong)紙就要(yao)加(jia)(jia)二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)。此(ci)外,為了(le)使塑料(liao)的(de)顏色變淺,使人造(zao)絲光澤(ze)柔和(he)(he),有(you)時也要(yao)添加(jia)(jia)二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)。在(zai)橡(xiang)膠工業上(shang),二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)還(huan)被用(yong)作為白(bai)(bai)(bai)色橡(xiang)膠的(de)填料(liao)。

鈦的氫(qing)化物(wu)是氫(qing)化鈦。氫(qing)化鈦很脆,因而可用(yong)(yong)于制造粉末鈦,它還用(yong)(yong)于焊接,二(er)氫(qing)化鈦受熱分解,析出新生(sheng)態氫(qing)和(he)金屬鈦,后者可促進焊接,并(bing)使焊縫強度增加(jia)。可用(yong)(yong)作(zuo)聚合反應之催化劑(ji)。

四(si)氯(lv)(lv)化(hua)鈦非(fei)常(chang)有趣,它在(zai)通(tong)常(chang)狀況(kuang)下(xia)為(wei)無(wu)色液體(熔點(dian)-25℃,沸(fei)點(dian)136.4℃),有刺(ci)鼻氣(qi)味,在(zai)濕空氣(qi)中(zhong)便會大冒(mao)白(bai)煙——它水(shui)(shui)解了(le),變成(cheng)白(bai)色的二氧化(hua)鈦的水(shui)(shui)凝膠。在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)則強(qiang)烈水(shui)(shui)解為(wei)偏鈦酸H2TiO3。在(zai)軍(jun)事(shi)上,人(ren)們便利用(yong)四(si)氯(lv)(lv)化(hua)鈦的這股怪(guai)脾氣(qi),作為(wei)人(ren)造煙霧(wu)劑。特別是在(zai)海(hai)洋上,水(shui)(shui)氣(qi)多,一放四(si)氯(lv)(lv)化(hua)鈦,濃煙就象一道白(bai)色的長城,擋(dang)住了(le)敵人(ren)的視線(xian)。在(zai)農業上,人(ren)們利用(yong)四(si)氟化(hua)鈦來(lai)防(fang)霜。

TiCl3是紫色晶體(ti),其水溶液可用做還原劑。Ti3+比Sn2+有更強(qiang)的(de)還原性。

鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)晶體有(you)這樣的特(te)性(xing):當它受(shou)壓(ya)(ya)力(li)而(er)改變形狀的時候(hou),會(hui)產生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流,一通(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)又會(hui)改變形狀。于(yu)是(shi)(shi),人們把(ba)(ba)鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)放(fang)在(zai)超聲波中,它受(shou)壓(ya)(ya)便產生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流,由它所(suo)產生(sheng)(sheng)的電(dian)(dian)流的大小可(ke)以測(ce)知超聲波的強弱。相反,用高(gao)頻電(dian)(dian)流通(tong)(tong)(tong)過(guo)它,則可(ke)以產生(sheng)(sheng)超聲波。幾乎(hu)所(suo)有(you)的超聲波儀器中,都要用到(dao)鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)。除此之外,鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)還(huan)(huan)有(you)許多(duo)用途。例如:鐵(tie)(tie)路工人把(ba)(ba)它放(fang)在(zai)鐵(tie)(tie)軌下面,來測(ce)量火(huo)車通(tong)(tong)(tong)過(guo)時候(hou)的壓(ya)(ya)力(li);醫生(sheng)(sheng)用它制(zhi)成脈搏記(ji)錄器。用鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇(bei)做的水底探測(ce)器,是(shi)(shi)銳利的水下眼睛,它不只能夠看(kan)到(dao)魚(yu)群,而(er)且(qie)還(huan)(huan)可(ke)以看(kan)到(dao)水底下的暗礁、冰山和敵人的潛(qian)水艇(ting)等(deng)。

冶煉方法

制(zhi)(zhi)取金(jin)屬鈦(tai)的(de)(de)原料主要為金(jin)紅石(shi)(shi)(shi),其中(zhong)含TiO2大于96%。缺少金(jin)紅石(shi)(shi)(shi)礦的(de)(de)國家,例(li)如蘇聯,則采(cai)用(yong)鈦(tai)鐵(tie)礦制(zhi)(zhi)成的(de)(de)"高鈦(tai)渣",其中(zhong)含TiO290%左右。因天然金(jin)紅石(shi)(shi)(shi)漲(zhang)價和儲量日減,各(ge)國都趨向(xiang)于用(yong)鈦(tai)鐵(tie)礦制(zhi)(zhi)成富鈦(tai)料,即高鈦(tai)渣和人造金(jin)紅石(shi)(shi)(shi)。鈦(tai)在(zai)1791年(nian)被(bei)發現,而第一次制(zhi)(zhi)得(de)純凈的(de)(de)鈦(tai)卻是在(zai)1910年(nian),中(zhong)間經歷了一百余(yu)年(nian)。原因在(zai)于:鈦(tai)在(zai)高溫下性質十分活(huo)潑,很易和氧(yang)、氮(dan)、碳等元素化合,要提煉出純鈦(tai)需要十分苛刻的(de)(de)條件。

冶(ye)煉鈦(tai)(tai)時,要經過復(fu)雜的(de)步驟。把鈦(tai)(tai)鐵礦變成(cheng)四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai),再放到密封(feng)的(de)不銹鋼(gang)罐中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到“海(hai)綿鈦(tai)(tai)”。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)多孔的(de)“海(hai)綿鈦(tai)(tai)”是不能直(zhi)接使用(yong)的(de),還必須(xu)(xu)把它們在電爐(lu)(lu)中融化(hua)(hua)成(cheng)液(ye)(ye)體(ti),才(cai)能鑄成(cheng)鈦(tai)(tai)錠(ding)。但制(zhi)造這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)電爐(lu)(lu)又(you)談何(he)容易(yi)!除了(le)電爐(lu)(lu)的(de)空(kong)氣必須(xu)(xu)抽干(gan)凈外,更傷腦筋的(de)是,簡(jian)直(zhi)找不到盛裝(zhuang)液(ye)(ye)態鈦(tai)(tai)的(de)坩(gan)堝(guo)(guo),因為(wei)一(yi)般(ban)耐火材料都含有(you)氧化(hua)(hua)物,而其中的(de)氧就會被液(ye)(ye)態鈦(tai)(tai)奪走。后(hou)來,人們終于(yu)發明(ming)了(le)一(yi)種(zhong)(zhong)“水(shui)冷銅坩(gan)堝(guo)(guo)”的(de)電爐(lu)(lu)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)電爐(lu)(lu)只有(you)中央一(yi)部分(fen)區域很熱,其余部分(fen)都是冷的(de),鈦(tai)(tai)在電爐(lu)(lu)中熔化(hua)(hua)后(hou),流到用(yong)水(shui)冷卻的(de)銅坩(gan)堝(guo)(guo)壁(bi)上(shang),馬上(shang)凝(ning)成(cheng)鈦(tai)(tai)錠(ding)。用(yong)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)已經能夠生(sheng)產幾噸重的(de)鈦(tai)(tai)塊,但它的(de)成(cheng)本就可想而知了(le)。

工(gong)業上常用硫酸分解鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)的(de)方法(fa)制(zhi)取(qu)二氧(yang)化鈦(tai),再由二氧(yang)化鈦(tai)制(zhi)取(qu)金屬鈦(tai)。濃硫酸處理磨碎(sui)的(de)鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(精礦(kuang)),發生下面的(de)化學(xue)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(wei)了除去雜(za)質(zhi)Fe2(SO4)3,加入鐵(tie)屑(xie),Fe3+還原為(wei)Fe2+,然后(hou)將溶液冷卻至(zhi)273K以(yi)下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為(wei)副產品(pin)結晶析出。

Ti(SO4)2和TiOSO4水(shui)解析(xi)出白色的偏鈦酸沉淀,反應是:

Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4

鍛燒偏鈦酸即制(zhi)得二氧(yang)化鈦:

H2TiO3= TiO2+H2O

工業上(shang)制金(jin)屬(shu)鈦采用(yong)金(jin)屬(shu)熱(re)還(huan)(huan)原(yuan)法還(huan)(huan)原(yuan)四氯(lv)化鈦。將TiO2(或天然的金(jin)紅石(shi))和炭粉混合加熱(re)至1000~1100K,進(jin)行(xing)氯(lv)化處理(li),并使生成的TiCl4,蒸(zheng)氣冷凝(ning)。

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

在1070K用(yong)熔融的鎂在氬(ya)氣(qi)中還原TiCl4可(ke)得(de)多孔的海綿鈦:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

這種海綿鈦經過粉碎、放入真(zhen)空電(dian)弧爐里熔煉,最后制成各種鈦材(cai)。

也可以通過反(fan)應:Ti+2CI2=TiCI4

得到(dao)的(de)TiCI4經過(guo)高溫(1250℃左右)情況下(xia)分(fen)解:

TiCI4=Ti+2CI2

由此得到純鈦棒。

金屬(shu)鎂還原四氯化鈦。按(an)摩爾比將四氯化鈦在(zai)惰性氣體中用金屬(shu)鎂還原,反應(ying)溫度(du)控(kong)制在(zai)900℃左右,可(ke)(ke)制得(de)海綿(mian)狀鈦。副產品氯化鎂可(ke)(ke)通過在(zai)1.33×10-2~1.33×10-4Pa真空、加熱1000℃的條件(jian)下從鈦中分(fen)離出來(lai)。

鈦的應用

鈦合金的應用

鈦耐腐蝕,所以在化學(xue)工業(ye)上常(chang)常(chang)要用到它。過(guo)去(qu),化學(xue)反應器(qi)中(zhong)裝熱硝酸的(de)部(bu)(bu)件都用不(bu)銹鋼。不(bu)銹鋼也怕那強烈(lie)的(de)腐蝕劑——熱硝酸,每隔半年,這(zhe)(zhe)種部(bu)(bu)件就(jiu)要統統換掉。用鈦來制造這(zhe)(zhe)些部(bu)(bu)件,雖然成本(ben)比不(bu)銹鋼部(bu)(bu)件貴一些,但是它可以連(lian)續不(bu)斷地使用五年,計算起來反而(er)合算得多。

鈦(tai)(tai)(tai)和(he)(he)(he)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)大(da)(da)量(liang)用(yong)(yong)于航空工業(ye),有"空間金(jin)(jin)屬"之(zhi)稱;另外,在造船(chuan)工業(ye)、化學工業(ye)、制(zhi)造機(ji)械部件(jian)、電(dian)訊(xun)器(qi)(qi)材、硬質合(he)(he)金(jin)(jin)等方面有著日益(yi)廣泛的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)。純鈦(tai)(tai)(tai)是(shi)銀(yin)白色的(de)(de)金(jin)(jin)屬,它具(ju)有許多(duo)優良性(xing)能。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)密度(du)比(bi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)小43%,比(bi)久負盛名的(de)(de)輕金(jin)(jin)屬鎂稍(shao)大(da)(da)一些(xie)。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)強(qiang)度(du)大(da)(da),純鈦(tai)(tai)(tai)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)最高(gao)可(ke)達180kg/mm2,與鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)相差不多(duo),比(bi)鋁(lv)大(da)(da)兩倍,比(bi)鎂大(da)(da)五倍。鈦(tai)(tai)(tai)耐高(gao)溫,熔點1942K,比(bi)黃(huang)金(jin)(jin)高(gao)近1000K,比(bi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)高(gao)近500K。有些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)高(gao)于鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin),但鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)比(bi)強(qiang)度(du)(抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)和(he)(he)(he)密度(du)之(zhi)比(bi))卻超過(guo)優質鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)有好(hao)的(de)(de)耐熱(re)(re)強(qiang)度(du)、低溫韌(ren)(ren)性(xing)和(he)(he)(he)斷裂韌(ren)(ren)性(xing),故(gu)多(duo)用(yong)(yong)作(zuo)飛機(ji)發(fa)動機(ji)零件(jian)和(he)(he)(he)火箭(jian)、導彈結(jie)構件(jian)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)還可(ke)作(zuo)燃料(liao)(liao)和(he)(he)(he)氧化劑(ji)的(de)(de)儲(chu)箱以(yi)及(ji)高(gao)壓容(rong)器(qi)(qi)。已(yi)(yi)有用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)制(zhi)造自動步(bu)槍(qiang),迫擊炮(pao)座板(ban)及(ji)無(wu)后座力炮(pao)的(de)(de)發(fa)射管。在石油工業(ye)上主要作(zuo)各(ge)種(zhong)容(rong)器(qi)(qi)、反應(ying)器(qi)(qi)、熱(re)(re)交換(huan)器(qi)(qi)、蒸餾(liu)塔、管道、泵和(he)(he)(he)閥等。鈦(tai)(tai)(tai)可(ke)用(yong)(yong)作(zuo)電(dian)極和(he)(he)(he)發(fa)電(dian)站的(de)(de)冷(leng)凝(ning)器(qi)(qi)以(yi)及(ji)環境污(wu)染控制(zhi)裝(zhuang)置。鈦(tai)(tai)(tai)鎳(nie)形狀(zhuang)記憶合(he)(he)金(jin)(jin)在儀(yi)器(qi)(qi)儀(yi)表上已(yi)(yi)廣泛應(ying)用(yong)(yong)。在醫(yi)療(liao)中,鈦(tai)(tai)(tai)可(ke)作(zuo)人造骨頭和(he)(he)(he)各(ge)種(zhong)器(qi)(qi)具(ju)。鈦(tai)(tai)(tai)還是(shi)煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脫氧劑(ji)和(he)(he)(he)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)以(yi)及(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)白粉是(shi)顏(yan)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)油漆的(de)(de)良好(hao)原料(liao)(liao)。碳化鈦(tai)(tai)(tai),氫化鈦(tai)(tai)(tai)是(shi)新型硬質合(he)(he)金(jin)(jin)材料(liao)(liao)。氮化鈦(tai)(tai)(tai)顏(yan)色近于黃(huang)金(jin)(jin),在裝(zhuang)飾方面應(ying)用(yong)(yong)廣泛。

鈦(tai)屬(shu)于化學性質(zhi)比較活(huo)潑的金屬(shu)。加熱(re)時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬(shu)作用。但(dan)在常(chang)溫下,鈦(tai)表(biao)面易生(sheng)成一層極薄的致密的氧(yang)化物保護膜(mo),可以(yi)抵抗(kang)強(qiang)酸甚至(zhi)王水的作用,表(biao)現出強(qiang)的抗(kang)腐蝕性。因此,一般金屬(shu)在酸、堿、鹽的溶液中變得千瘡(chuang)百孔而鈦(tai)卻安然無恙。

液(ye)態鈦(tai)幾乎能溶解所有的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬,因此可(ke)以和(he)多種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬形成(cheng)合(he)金(jin)(jin)(jin)。鈦(tai)加入鋼中(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)鈦(tai)鋼堅韌而富有彈(dan)性。鈦(tai)能與鐵、鋁(lv)、釩(fan)或鉬(mu)等(deng)(deng)其他元素熔成(cheng)合(he)金(jin)(jin)(jin),造出(chu)高(gao)強度(du)的(de)(de)輕合(he)金(jin)(jin)(jin),在各(ge)(ge)方面有著廣泛的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong),包括(kuo)航天(噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)、導彈(dan)及(ji)航天器(qi))、軍(jun)事(shi)、工(gong)業程序(化工(gong)與石油制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)品、海水淡化及(ji)造紙)、汽(qi)車(che)、農產食品、醫(yi)學(xue)(義肢、骨科移植及(ji)牙科器(qi)械與填充物)、廚房用(yong)(yong)具(ju)、運動用(yong)(yong)品、珠寶及(ji)手機(ji)(ji)(ji)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)強度(du)高(gao),大量用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造軍(jun)用(yong)(yong)超(chao)音速飛(fei)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)結構材料、噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)壓縮部(bu)件(jian)(jian)、飛(fei)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)架的(de)(de)構件(jian)(jian)、機(ji)(ji)(ji)殼、隔火墻(qiang)、鉚釘;空運裝(zhuang)備(bei)的(de)(de)結構部(bu)件(jian)(jian);軍(jun)事(shi)設施(shi)和(he)軍(jun)用(yong)(yong)艦(jian)艇(ting)的(de)(de)裝(zhuang)甲板以及(ji)螺旋(xuan)槳的(de)(de)葉片等(deng)(deng)。在民用(yong)(yong)工(gong)業中(zhong)(zhong),鈦(tai)及(ji)其合(he)金(jin)(jin)(jin)可(ke)用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)泵、閥門(men)、過(guo)濾、蒸發(fa)(fa)(fa)設備(bei)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬絲網和(he)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)零件(jian)(jian)。粉(fen)末(mo)狀(zhuang)鈦(tai)可(ke)在電子管(guan)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造工(gong)藝中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)作除(chu)氧劑。主要(yao)用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造航天飛(fei)機(ji)(ji)(ji)、火箭導彈(dan)、潛艇(ting)、化工(gong)設備(bei)、醫(yi)療器(qi)械、人工(gong)關節等(deng)(deng),還用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)取鈦(tai)白(bai)粉(fen)。可(ke)用(yong)(yong)來(lai)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作反應(ying)釜,冷凝(ning)器(qi),發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)罐(guan)和(he)冷卻(que)器(qi)。

鈦合金(jin)制(zhi)成飛機(ji)比其它金(jin)屬制(zhi)成同(tong)樣重的飛機(ji)多(duo)載旅客(ke)100多(duo)人。制(zhi)成的潛艇(ting)(ting),既能抗海水(shui)腐蝕,又(you)能抗深層壓力,其下潛深度(du)比不(bu)銹鋼潛艇(ting)(ting)增加80%。同(tong)時,鈦無磁(ci)性,不(bu)會被(bei)水(shui)雷發(fa)現,具有很好的反監護作用。

因(yin)為鈦具有(you)“親生物”性,在(zai)(zai)人體內,能抵抗分泌物的腐蝕且無毒,對任何殺菌方法都適應。因(yin)此被廣泛(fan)用于制(zhi)醫(yi)療器械,制(zhi)人造(zao)髖關(guan)(guan)節(jie)、膝關(guan)(guan)節(jie)、肩關(guan)(guan)節(jie)、脅關(guan)(guan)節(jie)、頭蓋骨(gu)(gu),主(zhu)動(dong)心瓣(ban)、骨(gu)(gu)骼(ge)固定夾。當新的肌肉纖維環包在(zai)(zai)這些“鈦骨(gu)(gu)”上時,這些鈦骨(gu)(gu)就開(kai)始維系著人體的正常(chang)活(huo)動(dong)。

鈦(tai)(tai)在人(ren)(ren)體中分(fen)布廣泛,正常(chang)人(ren)(ren)體中的含量為每70kg體重不超過15mg,其作用(yong)尚(shang)不清楚。但鈦(tai)(tai)能刺激吞噬細胞(bao),使免疫力增強這一作用(yong)已被證實。

鈦化合物的應用

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

純凈(jing)的(de)二氧化(hua)鈦是白(bai)(bai)(bai)色粉末,是優良的(de)白(bai)(bai)(bai)色顏(yan)料,商(shang)品(pin)名(ming)稱“鈦白(bai)(bai)(bai)”。它兼有(you)鉛白(bai)(bai)(bai)(PbCO3)的(de)遮蓋性能和(he)鋅白(bai)(bai)(bai)(ZnO)的(de)持(chi)久(jiu)性能。因此,人們(men)常把鈦白(bai)(bai)(bai)加在(zai)油(you)漆(qi)中,制成高(gao)級白(bai)(bai)(bai)色油(you)漆(qi)。

在造(zao)紙工業中作為填充劑加在紙槳中。

紡織工業(ye)中(zhong)作為(wei)人(ren)造(zao)纖維的(de)消光劑(ji)(ji)(ji);在玻璃、陶瓷、搪瓷工業(ye)上作為(wei)添加(jia)劑(ji)(ji)(ji),改善其(qi)性能;在許(xu)多化學(xue)反應中(zhong)用作催化劑(ji)(ji)(ji)。在化學(xue)工業(ye)日益(yi)發(fa)展的(de)今天,二氧(yang)化鈦(tai)及(ji)鈦(tai)系(xi)化合物作為(wei)精細(xi)化工產品(pin),有著(zhu)很高的(de)附加(jia)價值,前景十分誘人(ren)。

四氯化(hua)鈦是(shi)一(yi)種無色(se)液體;熔(rong)點250K、沸點409K,有刺(ci)激性氣味。它(ta)在水(shui)中或潮(chao)濕的(de)空氣中都極易(yi)水(shui)解,冒出大量(liang)的(de)白煙。

TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl

因此(ci)TiCl4在軍(jun)事上作為人造煙霧劑,猶(you)其是(shi)用(yong)在海洋(yang)戰爭中。在農(nong)業上,人們用(yong)TiCl4形(xing)成的(de)濃(nong)霧地面,減(jian)少(shao)夜間地面熱量的(de)散失,保護蔬菜和農(nong)作物不受嚴寒(han)、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(shi)CO2

人(ren)工制得的(de)(de)(de)BaTiO3具(ju)有高的(de)(de)(de)介(jie)電常(chang)數(shu),由(you)它制成的(de)(de)(de)電容(rong)器(qi)(qi)有較大(da)的(de)(de)(de)容(rong)量(liang),更(geng)重要的(de)(de)(de)是BaTiO3具(ju)有顯著(zhu)的(de)(de)(de)“壓(ya)電性能”,其晶體受壓(ya)會產(chan)(chan)生(sheng)電流,一通(tong)電,又會改變形狀(zhuang)。人(ren)們把它置(zhi)于超(chao)(chao)聲(sheng)波中,它受壓(ya)便產(chan)(chan)生(sheng)電流,通(tong)過測(ce)量(liang)電流強(qiang)弱(ruo)可測(ce)出超(chao)(chao)聲(sheng)波強(qiang)弱(ruo)。幾乎所有的(de)(de)(de)超(chao)(chao)聲(sheng)波儀器(qi)(qi)中都要用(yong)到它。隨(sui)著(zhu)鈦酸鹽的(de)(de)(de)開發(fa)利(li)用(yong),它愈來愈廣(guang)泛地(di)用(yong)來制造非線性元件、介(jie)質(zhi)放(fang)大(da)器(qi)(qi)、電子計算(suan)機(ji)記憶元件、微(wei)型電容(rong)器(qi)(qi)、電鍍材料(liao)、航空材料(liao)、強(qiang)磁、半導體材料(liao)、光學儀器(qi)(qi)、試劑等。

鈦(tai)(tai)、鈦(tai)(tai)合(he)(he)金及鈦(tai)(tai)化(hua)合(he)(he)物的優良性能促使人類迫切需要它們。然(ran)而(er),生產成本之高(gao),使應(ying)(ying)用受到限(xian)制(zhi)。相信在不(bu)久的將(jiang)(jiang)來,隨著鈦(tai)(tai)的冶煉技術不(bu)斷改進和(he)提高(gao),鈦(tai)(tai)、鈦(tai)(tai)合(he)(he)金及鈦(tai)(tai)的化(hua)合(he)(he)物的應(ying)(ying)用將(jiang)(jiang)會得到更大的發展。

鈦(tai)的抗(kang)腐蝕性鋯(gao)(gao)是一(yi)種應用于(yu)原子(zi)能(neng)工業和在(zai)高溫高壓下用作(zuo)耐蝕化工材料,但在(zai)溶液中其活潑(po)性僅(jin)次于(yu)鈉。在(zai)氫(qing)氧化鈦(tai)溶液里加入活潑(po)的硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)(gao)溶液,會發現鈦(tai)把(ba)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)(gao)拒(ju)之門(men)外。而且氫(qing)氧化鈦(tai)的密度(du)小于(yu)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)(gao),但依然能(neng)保持明(ming)顯的分層(ceng),并把(ba)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)(gao)停留在(zai)上層(ceng),這證明(ming)了鈦(tai)的抗(kang)腐蝕性。

根(gen)據實驗(yan),鈦放入(ru)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(包括銳鈦礦)儲(chu)量(liang)和儲(chu)量(liang)基礎分(fen)別為3330萬(wan)噸(dun)(dun)(dun)和16440萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),資源(yuan)總量(liang)約2.3億(yi)噸(dun)(dun)(dun)(TiO2含量(liang),下(xia)同),主要集(ji)中(zhong)在南(nan)非(fei)、印度(du)、斯里蘭卡、澳大利亞。世界(jie)鈦鐵礦(TiO2)儲(chu)量(liang)和儲(chu)量(liang)基礎分(fen)別為2.743億(yi)噸(dun)(dun)(dun)和4.353億(yi)噸(dun)(dun)(dun),資源(yuan)總量(liang)約10億(yi)噸(dun)(dun)(dun);主要集(ji)中(zhong)在南(nan)非(fei)、挪威、澳大利亞、加拿大和印度(du)。

截至1996年底中國保有原生鈦(tai)(磁)鐵(tie)礦(kuang)(折TiO2)儲(chu)量(liang)(liang)35704.09萬噸(dun)(其(qi)中A+B+C級(ji)23191.50萬噸(dun));鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(砂礦(kuang))礦(kuang)物(wu)儲(chu)量(liang)(liang)3803.19萬噸(dun)(其(qi)中A+B+C級(ji)2147.17萬噸(dun));金(jin)紅(hong)石礦(kuang)物(wu)儲(chu)量(liang)(liang)256.86萬噸(dun)(其(qi)中A+B+C級(ji)73.73萬噸(dun));金(jin)紅(hong)石TiO2儲(chu)量(liang)(liang)750.86萬噸(dun)(其(qi)中A+B+C級(ji)242.43萬噸(dun))。

若將中(zhong)(zhong)國1996年保有鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)砂礦(kuang)的(de)A+B+C級礦(kuang)物儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)2147.17萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),按含TiO2 48%折算,則其TiO2儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)為1030.64萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),僅占同(tong)年世界鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(TiO2)27000萬(wan)噸(dun)(dun)(dun)的(de)3.83%;若再(zai)將其與原(yuan)生鈦(tai)磁鐵(tie)礦(kuang)巖礦(kuang)(TiO2)的(de)A+B+C級儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(23191.50萬(wan)噸(dun)(dun)(dun))中(zhong)(zhong)可利(li)用的(de)約(yue)占50%以粒(li)狀鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)產(chan)出的(de)(TiO2)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)11595.75萬(wan)噸(dun)(dun)(dun)相加(jia),其TiO2總儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)為12626.4萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),則占世界鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)(TiO2)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)27000萬(wan)噸(dun)(dun)(dun)的(de)47.76%,從這個意義(yi)上說,中(zhong)(zhong)國可稱為世界鈦(tai)鐵(tie)礦(kuang)資源最豐富的(de)國家(jia)。

若(ruo)將中(zhong)國1996年保有金紅(hong)石(shi)礦物(wu)的(de)A+B+C級儲(chu)量73.73萬(wan)噸(dun)按含TiO2 94%折算成TiO2儲(chu)量為69.31萬(wan)噸(dun),再加上同(tong)年金紅(hong)石(shi)(TiO2)的(de)A+B+C級儲(chu)量242.43萬(wan)噸(dun),合(he)計為311.74萬(wan)噸(dun),則占同(tong)年世界金紅(hong)石(shi)(TiO2)儲(chu)量3330萬(wan)噸(dun)的(de)9.36%,由此可(ke)見中(zhong)國金紅(hong)石(shi)資源并不豐(feng)富。

地理分布

中國(guo)(guo)鈦資(zi)源(yuan)總量9.65億噸(dun),居(ju)世(shi)界之(zhi)首,占世(shi)界探明儲(chu)量的(de)38.85%,主(zhu)要集中在四川、云南、廣東、廣西及海南等地,其(qi)中攀(pan)西(攀(pan)枝花西昌)地區是中國(guo)(guo)最大的(de)鈦資(zi)源(yuan)基地,鈦資(zi)源(yuan)量為(wei)8.7億噸(dun)。

中國(guo)探明的鈦資源(yuan)分布在21個(ge)省(sheng)(sheng)(自(zi)治(zhi)區、直轄市)共(gong)108個(ge)礦區。主要(yao)產區為四川,次有河(he)北(bei)、海(hai)南、廣東、湖北(bei)、廣西(xi)、云南、陜西(xi)、山西(xi)等省(sheng)(sheng)(區)。

鈦磁鐵礦巖礦:主(zhu)要礦床分布在四川省(sheng)(sheng)(sheng)攀(pan)枝(zhi)花的(de)(de)(de)(de)鹽邊紅格和米易白馬,西(xi)昌(chang)的(de)(de)(de)(de)太和;河北(bei)(bei)省(sheng)(sheng)(sheng)承德的(de)(de)(de)(de)大廟、黑(hei)山,豐寧(ning)(ning)的(de)(de)(de)(de)招(zhao)兵(bing)溝(gou),崇禮的(de)(de)(de)(de)南天門;山西(xi)省(sheng)(sheng)(sheng)左權的(de)(de)(de)(de)桐峪;陜(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)(sheng)洋縣(xian)的(de)(de)(de)(de)畢機溝(gou);新疆(jiang)的(de)(de)(de)(de)尾亞;河南省(sheng)(sheng)(sheng)舞陽的(de)(de)(de)(de)趙案莊;廣東省(sheng)(sheng)(sheng)興寧(ning)(ning)的(de)(de)(de)(de)霞(xia)嵐;黑(hei)龍(long)江省(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)呼瑪;北(bei)(bei)京市昌(chang)平的(de)(de)(de)(de)上莊和懷(huai)柔的(de)(de)(de)(de)新地。其中四川省(sheng)(sheng)(sheng)表內儲量(liang)(TiO2 44256.32萬t)占全國同類儲量(liang)(TiO2 46522.83萬t)的(de)(de)(de)(de)95.1%,河北(bei)(bei)省(sheng)(sheng)(sheng)(TiO2 1544.46萬t)占3.3%,陜(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)(sheng)占0.46%,山西(xi)省(sheng)(sheng)(sheng)占0.35%。

金紅石巖礦(kuang)主要礦(kuang)床分布在湖北(bei)(bei)省棗陽的(de)(de)大阜山(shan);山(shan)西(xi)省代縣(xian)的(de)(de)碾子溝;河南省新縣(xian)的(de)(de)楊沖;山(shan)東省萊西(xi)縣(xian)的(de)(de)劉家莊(zhuang)。其中湖北(bei)(bei)省金紅石(TiO2)表內(nei)儲量(534.43萬(wan)(wan)t)占(zhan)全國(guo)同類儲量(750.86萬(wan)(wan)t)的(de)(de)71.2%,山(shan)西(xi)省(154.79萬(wan)(wan)t)占(zhan)20.6%,陜(shan)西(xi)省(44.4萬(wan)(wan)t)占(zhan)5.9%。

鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)石是金(jin)紅石TiO2和(he)鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)FeTiO3,它的(de)(de)(de)發(fa)(fa)現也(ye)正是從這兩(liang)種礦(kuang)(kuang)(kuang)石的(de)(de)(de)分析(xi)而(er)來。早在1791年英國(guo)英格(ge)蘭西(xi)南端(duan)康沃爾(er)(Cornwall)郡門拉陳(Menacan)教(jiao)區(qu)的(de)(de)(de)牧師格(ge)累(lei)高爾(er),也(ye)是一位科學家,分析(xi)出(chu)產在他教(jiao)區(qu)內的(de)(de)(de)一種黑色(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)砂,也(ye)就是今天成為鈦(tai)(tai)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)石時發(fa)(fa)現了(le)一種新的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)物質并命名為menacenite。三年后,1795年,克拉普羅(luo)特分析(xi)了(le)匈(xiong)牙(ya)利布伊尼克(Boinik)地(di)區(qu)出(chu)產的(de)(de)(de)金(jin)紅石,認識(shi)到它是一種新金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)氧化物,具有抵抗酸、堿溶液的(de)(de)(de)特性,借用希臘神(shen)話中(zhong)大地(di)的(de)(de)(de)第(di)一代兒(er)子們泰坦神(shen)族Titans,命名這個金(jin)屬(shu)為titanium,元素(su)符號定為Ti。兩(liang)年后,克拉普羅(luo)特證實格(ge)累(lei)高爾(er)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)menacenite就是鈦(tai)(tai)。

鈦(tai)(tai)(tai)屬于(yu)稀有(you)金(jin)屬,實際上鈦(tai)(tai)(tai)并不稀有(you),其在(zai)地殼中的(de)(de)(de)豐(feng)度占(zhan)第七位,占(zhan)0.45%,遠(yuan)遠(yuan)高于(yu)許多常見的(de)(de)(de)金(jin)屬。但由于(yu)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)性(xing)質活潑,對冶(ye)煉工藝要(yao)(yao)求高,使得(de)人們(men)長期無(wu)法(fa)制得(de)大(da)量的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai),從而(er)被歸類為(wei)“稀有(you)”的(de)(de)(de)金(jin)屬。用于(yu)冶(ye)煉鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)礦物主要(yao)(yao)有(you)鈦(tai)(tai)(tai)鐵(tie)礦(FeTiO3)、金(jin)紅石(TiO2)和鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦等。礦石經處理得(de)到易揮發的(de)(de)(de)四(si)氯化鈦(tai)(tai)(tai),再用鎂還原(yuan)而(er)制得(de)純鈦(tai)(tai)(tai)。

地球表面十(shi)公里厚的(de)地層中(zhong),含鈦(tai)達千分(fen)之六(liu),比銅多61倍,在地殼中(zhong)的(de)含量(liang)排第十(shi)位(地殼中(zhong)元(yuan)素排行:氧、硅(gui)、鋁(lv)、鐵(tie)、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦(tai)),隨便從地下抓(zhua)起(qi)一把泥(ni)土,其中(zhong)都含有(you)千分(fen)之幾的(de)鈦(tai),世界上儲量(liang)超(chao)過一千萬(wan)噸的(de)鈦(tai)礦并不(bu)稀(xi)罕。

元(yuan)素在海(hai)水(shui)中的含(han)量:0.00048ppm

元素(su)在太陽中的含量:4ppm

地殼中含(han)量:5600ppm

應急處置

皮膚接觸:脫(tuo)去污染(ran)的衣(yi)著(zhu),用(yong)肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼(yan)睛接觸(粉(fen)末):提(ti)起眼(yan)瞼,用(yong)流動清水或生理鹽水沖(chong)洗(xi)。就醫(yi)。

吸(xi)入(ru)(粉末):迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼(hu)吸(xi)道通暢。如呼(hu)吸(xi)困難,給輸氧。如呼(hu)吸(xi)停(ting)止,立即(ji)進行人工呼(hu)吸(xi)。就(jiu)醫。

食入:飲足量溫水,催吐。就(jiu)醫。

呼(hu)吸系統防護:可能接觸其粉塵(chen)時,必須佩戴(dai)自吸過濾式防塵(chen)口罩。

眼(yan)(yan)睛防(fang)(fang)護(粉末):戴安全防(fang)(fang)護眼(yan)(yan)鏡。

身體(ti)防(fang)護:穿(chuan)透氣型防(fang)毒服。

手(shou)防(fang)護:戴防(fang)毒物滲(shen)透手(shou)套。

其(qi)他防護(hu):工(gong)作(zuo)現場禁止吸煙、進食和(he)飲(yin)水。工(gong)作(zuo)完畢,淋浴更衣。注意個人(ren)清潔衛生。

泄漏(lou)應(ying)急(ji)處(chu)理:隔離泄漏(lou)污染區,限制(zhi)出入(ru)。切斷火源(yuan)。建議(yi)應(ying)急(ji)處(chu)理人員戴防塵(chen)面具(ju)(全面罩),穿防毒服(fu)。不(bu)要直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)泄漏(lou)物。小量(liang)泄漏(lou):避免揚塵(chen),用(yong)潔凈的鏟子收集(ji)于干燥、潔凈、有(you)蓋的容(rong)器(qi)中。轉移(yi)回收。大量(liang)泄漏(lou):用(yong)塑料(liao)布(bu)、帆布(bu)覆蓋。使用(yong)無火花工具(ju)轉移(yi)回收。

有害燃燒產(chan)物:氧化鈦(tai)。

滅(mie)火(huo)方法:采用干粉、干砂滅(mie)火(huo)。嚴(yan)禁用水(shui)、泡沫、二氧化碳(tan)撲(pu)救(jiu)。高(gao)熱或劇烈燃燒時(shi),用水(shui)撲(pu)救(jiu)可能會引(yin)起爆炸。

管理信息庫

操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)管理:密閉(bi)操(cao)作(zuo)(zuo),局部排風。操(cao)作(zuo)(zuo)人員(yuan)必須(xu)經(jing)過(guo)專門培訓,嚴格遵守操(cao)作(zuo)(zuo)規程(cheng)。建(jian)議操(cao)作(zuo)(zuo)人員(yuan)佩戴(dai)自吸過(guo)濾式防(fang)塵口罩(zhao),戴(dai)安全防(fang)護眼鏡,穿(chuan)透氣(qi)型(xing)防(fang)毒(du)服(fu),戴(dai)防(fang)毒(du)物(wu)滲透手(shou)套(tao)。遠(yuan)離火種、熱(re)源,工作(zuo)(zuo)場(chang)所嚴禁吸煙。使用防(fang)爆型(xing)的(de)通(tong)風系統和設備。避免產生粉塵。避免與(yu)氧化(hua)劑、酸類、鹵素(su)接觸。在氬(ya)氣(qi)中操(cao)作(zuo)(zuo)處置。搬運(yun)時要輕(qing)裝輕(qing)卸,防(fang)止包裝及(ji)容(rong)器損(sun)壞(huai)。配備相(xiang)應品種和數量的(de)消防(fang)器材及(ji)泄(xie)漏應急處理設備。倒空(kong)的(de)容(rong)器可能殘留有害物(wu)。

儲(chu)存(cun)(cun)的(de)管理:為安全起見,儲(chu)存(cun)(cun)時常以不少于25%的(de)水潤濕、鈍化。儲(chu)存(cun)(cun)于陰涼(liang)、通風的(de)庫(ku)房(fang)。遠離火種、熱源。庫(ku)溫不超過30℃,相對濕度不超過80%。保持容器密封(feng),嚴禁與空(kong)氣(qi)接觸(chu)。應與氧化劑、酸類、鹵素(su)等分(fen)開(kai)存(cun)(cun)放(fang),切忌混儲(chu)。配(pei)備(bei)相應品種和(he)數量的(de)消防(fang)器材(cai)。儲(chu)區應備(bei)有合適的(de)材(cai)料收容泄漏物。

運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)管理(li):運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)時(shi)運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)車(che)輛應配備(bei)(bei)相應品種(zhong)(zhong)和數量的(de)消防(fang)器(qi)材及(ji)泄(xie)漏(lou)應急處理(li)設備(bei)(bei)。裝運(yun)(yun)該品的(de)車(che)輛排氣管須(xu)有阻火(huo)裝置。運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)過程中(zhong)要確保容器(qi)不(bu)泄(xie)漏(lou)、不(bu)倒(dao)塌(ta)、不(bu)墜落、不(bu)損壞。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品等混(hun)裝混(hun)運(yun)(yun)。運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)途中(zhong)應防(fang)曝曬(shai)、雨淋(lin),防(fang)高溫。中(zhong)途停(ting)留時(shi)應遠離火(huo)種(zhong)(zhong)、熱(re)源。車(che)輛運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)完畢應進行徹(che)底清掃(sao)。鐵(tie)路運(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)(shu)時(shi)要禁止溜放。

廢棄的(de)管(guan)理:恢(hui)復材料的(de)原狀(zhuang)態,以便重新使(shi)用。

應急醫療庫

主要用途及(ji)(ji)接(jie)觸(chu)機會:鈦(tai)用于制(zhi)造特種鋼、合金(jin)(jin)、鈦(tai)陶瓷及(ji)(ji)玻璃(li)纖維(wei)。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai)也用于飛機、導彈制(zhi)造及(ji)(ji)原子反應堆(dui)。還用于生產耐火材料、焊(han)條(tiao)、建(jian)筑材料和塑料等。上述工業中可接(jie)觸(chu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai),二氧(yang)化鈦(tai)的粉塵和煙塵。四氯化鈦(tai)及(ji)(ji)其部分水解物,還常(chang)夾雜(za)氯及(ji)(ji)其氧(yang)化物。在機械處理金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai)過程(cheng)中也接(jie)觸(chu)鈦(tai)氧(yang)化物的煙塵。

侵入途徑:吸入、食入。

人體(ti)危害:吸(xi)入后對上呼(hu)吸(xi)道有刺(ci)激(ji)性,引(yin)起(qi)咳嗽、胸部緊束感或疼痛。長(chang)期(qi)吸(xi)入TiO2粉塵的(de)工(gong)人,肺(fei)部無任何變化(hua)(hua)(hua)。在生產(chan)鈦(tai)金(jin)屬過程,接觸(chu)四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)及其水(shui)解(jie)產(chan)物對眼(yan)和上呼(hu)吸(xi)道粘膜(mo)有刺(ci)激(ji)作(zuo)(zuo)用(yong)。長(chang)期(qi)作(zuo)(zuo)用(yong)可(ke)形(xing)成慢性支氣(qi)管炎(yan)(yan)。TiO2曾用(yong)作(zuo)(zuo)閃光灼傷的(de)皮(pi)(pi)膚(fu)防護劑(ji),未見(jian)產(chan)生接觸(chu)性皮(pi)(pi)炎(yan)(yan)、變態(tai)反(fan)應和經皮(pi)(pi)吸(xi)收。100℃氯(lv)(lv)氮化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)的(de)飛(fei)濺和吸(xi)入鈦(tai)酸及氯(lv)(lv)氮化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)煙引(yin)起(qi)皮(pi)(pi)膚(fu)燒(shao)傷并致疤痕形(xing)成和咽(yan)、聲(sheng)帶、氣(qi)管粘膜(mo)充血,由于形(xing)成瘢痕引(yin)起(qi)喉狹(xia)窄。眼(yan)短(duan)期(qi)接觸(chu)氯(lv)(lv)氮化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)引(yin)起(qi)結膜(mo)炎(yan)(yan)和角膜(mo)炎(yan)(yan)。此外,四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)吸(xi)入可(ke)引(yin)起(qi)彌散性支氣(qi)管內(nei)息肉。

處理原則(ze):皮膚接觸(chu)四(si)氯化(hua)鈦后應(ying)盡(jin)快用軟紙或布擦(ca)掉(diao),然后用水(shui)(shui)沖洗,防止四(si)氯化(hua)鈦遇水(shui)(shui)放出(chu)大量熱及(ji)(ji)鹽酸,加重及(ji)(ji)擴大灼(zhuo)傷(shang)范圍。吸入(ru)四(si)氯化(hua)鈦應(ying)立即霧化(hua)吸入(ru)5%碳酸氫鈉溶液,以(yi)中(zhong)和四(si)氯化(hua)鈦水(shui)(shui)解(jie)產生(sheng)的鹽酸;吸氧、保持呼吸進通暢(chang).安(an)靜休息,減少氧的消耗;早期給(gei)予足量糖皮質激(ji)素,并給(gei)抗(kang)生(sheng)素預(yu)防繼發感染(ran)及(ji)(ji)抗(kang)支氣管痙攣(luan)藥物、祛(qu)痰藥對癥治(zhi)(zhi)療(liao)。嚴密觀察,防治(zhi)(zhi)肺水(shui)(shui)腫。

預防(fang)措施(shi):接(jie)觸(chu)(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)及其(qi)(qi)水解(jie)產(chan)(chan)物的(de)工(gong)(gong)種,應(ying)注意皮膚、粘膜和呼(hu)吸道的(de)防(fang)護(hu)。產(chan)(chan)生鈦(tai)(tai)及其(qi)(qi)化(hua)合物粉塵(chen)(chen)(chen)的(de)工(gong)(gong)作地點,亦須(xu)加(jia)強防(fang)塵(chen)(chen)(chen)措施(shi)。大量微小鈦(tai)(tai)粉塵(chen)(chen)(chen)可(ke)著火(huo)(huo)爆炸,因此鈦(tai)(tai)的(de)生產(chan)(chan)、澆鑄(zhu)、加(jia)工(gong)(gong)應(ying)有良好通風防(fang)塵(chen)(chen)(chen)設(she)施(shi),及應(ying)有防(fang)火(huo)(huo)防(fang)爆設(she)備(bei)。四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)生產(chan)(chan)過程應(ying)盡量密閉,防(fang)止其(qi)(qi)煙氣逸出及“跑、冒(mao)、滴、漏”。加(jia)強個人防(fang)護(hu),四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)生產(chan)(chan)設(she)備(bei)開(kai)蓋(gai)、清(qing)洗、維修時應(ying)截(jie)防(fang)毒(du)面其(qi)(qi)、防(fang)護(hu)眼鏡。穿防(fang)酸防(fang)護(hu)衣帽(mao)。定(ding)期(qi)對接(jie)觸(chu)(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)的(de)生產(chan)(chan)工(gong)(gong)人進行休檢(jian),有慢性呼(hu)吸道疾病患(huan)者(zhe)不(bu)能從事接(jie)觸(chu)(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)的(de)工(gong)(gong)作。

毒理學數據

急性毒性

金(jin)屬鈦、二氧化(hua)(hua)鈦和碳(tan)化(hua)(hua)鈦屬低(di)毒類。大鼠一次(ci)氣管(guan)內注入(ru)(ru)20-50mg二氧化(hua)(hua)鈦和兔注入(ru)(ru)400mg后肺(fei)部(bu)無特(te)異反(fan)應。

亞急性和慢性毒性

大(da)(da)(da)鼠氣(qi)(qi)管(guan)內(nei)注(zhu)入氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)后(hou)(hou)6和12個月,只見肺(fei)纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)效應(ying)。大(da)(da)(da)鼠吸入二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)塵每天4次,每周5d,歷時13個月,停(ting)止吸入后(hou)(hou)7個月,肺(fei)無任何病理反應(ying);但豚鼠反復(fu)吸入二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)觀(guan)(guan)察到纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)效應(ying)和嗜酸性自細(xi)胞(bao)浸潤。氣(qi)(qi)管(guan)內(nei)注(zhu)入金(jin)屬鈦(tai)(tai)(tai)無肺(fei)纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)發(fa)生。大(da)(da)(da)鼠氣(qi)(qi)管(guan)內(nei)一次注(zhu)入氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)、硼化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)和一氮化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)后(hou)(hou)觀(guan)(guan)察到肺(fei)部輕度纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)。大(da)(da)(da)鼠吸入氫化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)16個月亦見輕度纖(xian)(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)。

代謝

人(ren)體一般飲食中(zhong)(zhong)每(mei)日(ri)約(yue)攝入(ru)300μg鈦(tai),大部分從糞排(pai)(pai)出,其中(zhong)(zhong)約(yue)3%吸收入(ru)血(xue)液。進入(ru)體內的鈦(tai)蓄積于脾(pi)、腎上腺、橫紋肌、肺(fei)、皮膚(fu)及肝臟等部位(wei)。吸收入(ru)體內的鈦(tai)主要由尿(niao)排(pai)(pai)出。正常人(ren)血(xue)漿中(zhong)(zhong)鈦(tai)濃度(du)約(yue)3μg/dL,尿(niao)鈦(tai)濃度(du)為(wei)10μg/L左右。

中毒機理

金(jin)屬鈦(tai)(tai)(tai)(tai),氧化鈦(tai)(tai)(tai)(tai),碳化鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(titanium carbonide)等不溶(rong)性(xing)(xing)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)毒性(xing)(xing)低,口(kou)服吸(xi)收量少,不顯示毒性(xing)(xing)反(fan)(fan)應。金(jin)屬鈦(tai)(tai)(tai)(tai)植入(ru)機體未(wei)見有(you)病(bing)理(li)反(fan)(fan)應。吸(xi)入(ru)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)的不溶(rong)性(xing)(xing)化合物,未(wei)見肺(fei)部有(you)嚴重損害,其致纖維化作用(yong)甚(shen)微。用(yong)含鈦(tai)(tai)(tai)(tai)飲水長(chang)期飼養動物未(wei)見對(dui)生長(chang)發育有(you)影響,也未(wei)見腫瘤發生。

致癌性

大(da)鼠肌(ji)肉(rou)注射溶于三(san)辛(xin)素的鈦(tai)金屬(shu)粉(fen),引(yin)起纖(xian)維(wei)肉(rou)瘤和(he)淋巴(ba)肉(rou)瘤增加。注射有(you)機鈦(tai),注射部位(wei)出現纖(xian)維(wei)肉(rou)瘤,發生肝細胞瘤和(he)脾(pi)的惡(e)性(xing)淋巴(ba)瘤。鈦(tai)塊沒(mei)有(you)致(zhi)癌性(xing),給(gei)病(bing)人(ren)安裝鈦(tai)制人(ren)造(zao)關(guan)節兩周後(hou),未出現腫(zhong)瘤細胞。

燃爆危險

該品可(ke)燃,具刺(ci)激(ji)性。

儲存條件

為安(an)全起見,儲(chu)存時以(yi)不少于25%的(de)(de)水(shui)潤濕、鈍化。儲(chu)存于陰涼(liang)、通風的(de)(de)庫房。遠(yuan)離(li)火種、熱源。庫溫(wen)不超過35℃,保持容器密封,嚴禁與空氣接(jie)觸。應與氧化劑、酸類、鹵(lu)素(su)等分(fen)開(kai)存放,切忌(ji)混儲(chu)。配備相(xiang)應品種和數量的(de)(de)消防器材。儲(chu)區應備有合(he)適(shi)的(de)(de)材料收容泄漏(lou)物(wu)。

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