鈦(tai)(Titanium)是(shi)一種(zhong)金(jin)屬化(hua)(hua)學元(yuan)素(su),化(hua)(hua)學符號Ti,原子(zi)序數(shu)22,在化(hua)(hua)學元(yuan)素(su)周(zhou)期表中(zhong)位(wei)于(yu)第4周(zhou)期、第IVB族(zu)。由格雷(lei)戈爾于(yu)1791年發現(xian)。是(shi)一種(zhong)銀白(bai)色的(de)(de)(de)(de)過渡金(jin)屬,其特征為(wei)重量輕、強(qiang)度(du)高、具金(jin)屬光澤,耐(nai)濕(shi)氯氣(qi)腐蝕。但鈦(tai)不(bu)能應用(yong)于(yu)干氯氣(qi)中(zhong),即使是(shi)溫度(du)0℃以下的(de)(de)(de)(de)干氯氣(qi),也會發生劇(ju)烈的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應,生成四氯化(hua)(hua)鈦(tai),再分解生成二氯化(hua)(hua)鈦(tai),甚至燃燒。只有(you)當氯氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)含水(shui)量高于(yu)0.5%的(de)(de)(de)(de)時候,鈦(tai)在其中(zhong)才(cai)能保(bao)持可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性。α型鈦(tai)為(wei)六(liu)方(fang)晶系(xi)、β型鈦(tai)為(wei)立(li)方(fang)晶系(xi)。轉變溫度(du)為(wei)882.5℃。熔(rong)點(dian)(1660±10)℃,沸點(dian)3287℃,密(mi)度(du)為(wei)4.506g/cm3。溶于(yu)稀酸,不(bu)溶于(yu)冷水(shui)和熱(re)水(shui)。耐(nai)海水(shui)腐蝕性很強(qiang)。已知的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)同位(wei)素(su)有(you)13種(zhong),包括鈦(tai)-41至鈦(tai)-53。其中(zhong)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定同位(wei)素(su)有(you)鈦(tai)-46,鈦(tai)-47,鈦(tai)-48,鈦(tai)-49,鈦(tai)-50共(gong)五種(zhong),其余(yu)的(de)(de)(de)(de)同位(wei)素(su)均(jun)有(you)放射性。
鈦(tai)(tai)被認為是(shi)一種(zhong)稀有金(jin)屬,這是(shi)由于(yu)(yu)在(zai)自然界(jie)中(zhong)其(qi)存(cun)(cun)在(zai)分散并難以提取(qu)。但(dan)其(qi)相對豐富,在(zai)所有元素(su)中(zhong)居第十位。鈦(tai)(tai)的(de)礦石主要有鈦(tai)(tai)鐵礦及(ji)(ji)金(jin)紅石,廣布于(yu)(yu)地(di)殼(ke)及(ji)(ji)巖石圈之中(zhong)。鈦(tai)(tai)亦同時存(cun)(cun)在(zai)于(yu)(yu)幾乎所有生物、巖石、水體及(ji)(ji)土壤中(zhong)。從(cong)主要礦石中(zhong)萃取(qu)出鈦(tai)(tai)需要用(yong)到克羅爾法(fa)或亨(heng)特法(fa)。鈦(tai)(tai)最常見的(de)化合物是(shi)二(er)氧化鈦(tai)(tai),可(ke)用(yong)于(yu)(yu)制造(zao)白色顏料。其(qi)他化合物還包括四(si)氯化鈦(tai)(tai)(TiCl4)(作催(cui)化劑和用(yong)于(yu)(yu)制造(zao)煙幕作空中(zhong)掩護)及(ji)(ji)三氯化鈦(tai)(tai)(TiCl3)(用(yong)于(yu)(yu)催(cui)化聚(ju)丙(bing)烯的(de)生產)。
1、格(ge)雷戈爾(er)(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年(nian)(nian),鈦(tai)以(yi)含鈦(tai)礦(kuang)物的(de)(de)(de)形式在(zai)英格(ge)蘭的(de)(de)(de)康(kang)沃爾(er)郡(jun)被(bei)發(fa)(fa)現(xian),發(fa)(fa)現(xian)者是英格(ge)蘭業余礦(kuang)物學家格(ge)雷戈爾(er)(Reverend William Gregor),當時(shi)(shi)正業為負責康(kang)沃爾(er)郡(jun)的(de)(de)(de)克里特(Creed)教區的(de)(de)(de)牧師。他在(zai)鄰近的(de)(de)(de)馬納坎(Manaccan)教區中小溪旁(pang)找(zhao)到了一(yi)些黑沙(sha),后來他發(fa)(fa)現(xian)了那些沙(sha)會(hui)被(bei)磁(ci)鐵吸引,他意識(shi)到這(zhe)(zhe)(zhe)種礦(kuang)物(鈦(tai)鐵礦(kuang))包含著一(yi)種新的(de)(de)(de)元素。經過分析,發(fa)(fa)現(xian)沙(sha)里面有兩種金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物:氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(沙(sha)受磁(ci)鐵吸引的(de)(de)(de)原因)及(ji)一(yi)種他無法辨識(shi)的(de)(de)(de)白色(se)金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物。意識(shi)到這(zhe)(zhe)(zhe)種未(wei)被(bei)辨識(shi)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物含有一(yi)種未(wei)被(bei)發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu),格(ge)雷戈爾(er)對康(kang)沃爾(er)郡(jun)皇家地質學會(hui)及(ji)德國(guo)的(de)(de)(de)《化(hua)(hua)學年(nian)(nian)刊》發(fa)(fa)表(biao)了這(zhe)(zhe)(zhe)次的(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)。大(da)約就在(zai)同時(shi)(shi),米勒·馮·賴興斯(si)泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出類似的(de)(de)(de)物質,但卻無法辨識(shi)它(ta)。
2、克拉(la)普羅特(te)(Martin Heinrich Klaproth,1743—1817):1795年德(de)國化(hua)學家(jia)克拉(la)普羅特(te)在分析匈牙利產的(de)(de)紅(hong)色金紅(hong)石時(shi)也發(fa)現了這(zhe)種氧化(hua)物。他主張(zhang)采取為鈾(you)(1789年由(you)克拉(la)普羅特(te)發(fa)現的(de)(de))命名(ming)的(de)(de)方法,引(yin)用希臘神話中(zhong)泰坦神族“Titanic”的(de)(de)名(ming)字給這(zhe)種新元素起名(ming)叫“Titanium”。中(zhong)文按其譯音定名(ming)為鈦(tai)。當(dang)他聽聞到格雷戈爾較(jiao)早前的(de)(de)發(fa)現之后,克拉(la)普羅特(te)取得(de)了一些馬納坎(kan)礦(kuang)物的(de)(de)樣(yang)本,并證實它含(han)鈦(tai)。
3、亨特(Matthew A.Hunter):格雷戈爾和克拉普羅(luo)特當時所(suo)發現的(de)鈦(tai)是(shi)粉末狀(zhuang)的(de)二氧(yang)(yang)化鈦(tai),而不是(shi)金(jin)屬(shu)鈦(tai)。因為鈦(tai)的(de)氧(yang)(yang)化物極其穩(wen)定(ding),而且(qie)金(jin)屬(shu)鈦(tai)能與(yu)氧(yang)(yang)、氮(dan)、氫、碳等直接激烈地化合,所(suo)以(yi)單(dan)質鈦(tai)很難制(zhi)取(qu)。直到1910年才(cai)被美(mei)國化學(xue)家亨特第一次用鈉(na)還(huan)原TiCl4制(zhi)得純度(du)達(da)99.9%的(de)金(jin)屬(shu)鈦(tai)。
1940年盧森(sen)堡科學家W.J.Kroll用鎂還(huan)(huan)原TiCl4制(zhi)得(de)了(le)純鈦(tai)。從此,鎂還(huan)(huan)原法(fa)(fa)(又稱為(wei)克勞爾法(fa)(fa))和鈉還(huan)(huan)原法(fa)(fa)(又稱為(wei)亨特(te)法(fa)(fa))成(cheng)為(wei)生(sheng)產海綿(mian)鈦(tai)的工業方法(fa)(fa)。美(mei)國(guo)在1948年用鎂還(huan)(huan)原法(fa)(fa)制(zhi)出2噸(dun)海綿(mian)鈦(tai),從此開始了(le)鈦(tai)的工業化生(sheng)產。
1947年(nian)(nian),人(ren)(ren)們才開始在(zai)工廠里冶煉鈦(tai)(tai)(tai)。當年(nian)(nian),產(chan)量(liang)只有2噸。1955年(nian)(nian)產(chan)量(liang)激增到2萬(wan)噸。1972年(nian)(nian),年(nian)(nian)產(chan)量(liang)達到了(le)20萬(wan)噸。鈦(tai)(tai)(tai)的屈服(fu)強度(du)(du)比鋼(gang)鐵要高,而它(ta)的重量(liang)幾(ji)乎只有同體積的鋼(gang)鐵的一半,鈦(tai)(tai)(tai)雖然稍(shao)稍(shao)比鋁重一點,它(ta)的屈服(fu)強度(du)(du)卻比鋁大2倍。鈦(tai)(tai)(tai)的比強度(du)(du)高于鋁和鋼(gang),比模(mo)量(liang)與鋁、鋼(gang)十(shi)分(fen)接近。在(zai)宇宙火箭(jian)和導彈中(zhong),就大量(liang)用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)代替鋼(gang)鐵。由于鈦(tai)(tai)(tai)非常結實,能(neng)承(cheng)受很高的壓力,所以人(ren)(ren)們開始用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)來制(zhi)造潛(qian)(qian)(qian)艇(ting)——鈦(tai)(tai)(tai)潛(qian)(qian)(qian)艇(ting)。這種(zhong)潛(qian)(qian)(qian)艇(ting)可以在(zai)深達4500米的深海中(zhong)航行。
據統計(ji),世界上每年用于(yu)宇(yu)宙(zhou)航行的鈦(tai),已(yi)達一(yi)千噸以上。極細的鈦(tai)粉,還是火箭的好燃(ran)料,所(suo)以鈦(tai)被(bei)譽為宇(yu)宙(zhou)金屬,空間金屬。
中(zhong)(zhong)國鈦(tai)工(gong)(gong)業起步于20世紀(ji)50年(nian)代。1954年(nian),北京有色金屬研究總院開始(shi)進行海綿(mian)鈦(tai)制備工(gong)(gong)藝研究,1956年(nian)中(zhong)(zhong)國把鈦(tai)當作戰略金屬列入(ru)了12年(nian)發展規劃(hua),1958年(nian)在撫(fu)順鋁廠(chang)實(shi)現了海綿(mian)鈦(tai)工(gong)(gong)業試驗,成立(li)了中(zhong)(zhong)國第一個海綿(mian)鈦(tai)生產(chan)(chan)車間(jian),同(tong)時在沈陽有色金屬加工(gong)(gong)廠(chang)成立(li)了中(zhong)(zhong)國第一個鈦(tai)板帶加工(gong)(gong)材(cai)(cai)生產(chan)(chan)試驗車間(jian)。寶雞鈦(tai)材(cai)(cai)加工(gong)(gong)裝備、技術水平(ping)及生產(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)均居(ju)全(quan)國第一,生產(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)占(zhan)全(quan)中(zhong)(zhong)國的60%左右,市場份額占(zhan)中(zhong)(zhong)國國內鈦(tai)加工(gong)(gong)材(cai)(cai)市場85%,占(zhan)世界產(chan)(chan)量的22%,承擔(dan)著中(zhong)(zhong)國90%以上高端(duan)鈦(tai)材(cai)(cai)產(chan)(chan)品的生產(chan)(chan)任務,號(hao)稱中(zhong)(zhong)國鈦(tai)谷。
20世紀(ji)60-70年代(dai),在中國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)統一規劃(hua)(hua)下(xia),先后建(jian)設了(le)(le)以遵(zun)義鈦(tai)(tai)(tai)廠(chang)為代(dai)表的(de)(de)(de)(de)(de)10余家(jia)海(hai)綿鈦(tai)(tai)(tai)生產(chan)單位;在1967年在洛(luo)(luo)陽銅加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)成立了(le)(le)中國(guo)(guo)第一個鈦(tai)(tai)(tai)管棒加(jia)(jia)工(gong)(gong)材(cai)生產(chan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)車間和第二條鈦(tai)(tai)(tai)板帶材(cai)生產(chan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)車間,并為主(zhu)承擔了(le)(le)當(dang)時國(guo)(guo)內第一艘核潛艇、第一艘導彈驅逐艦及航空(kong)用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)制(zhi)開(kai)發任務,直到1972年寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)(you)色(se)(se)金屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)建(jian)成投產(chan)后,洛(luo)(luo)陽銅加(jia)(jia)工(gong)(gong)將工(gong)(gong)藝(yi)資料移交北京(jing)有(you)(you)(you)色(se)(se)研(yan)究(jiu)總(zong)(zong)院,按(an)照(zhao)冶金部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)專業劃(hua)(hua)分(fen)(fen),不再(zai)承擔鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發試(shi)(shi)制(zhi)工(gong)(gong)作(zuo);以北京(jing)有(you)(you)(you)色(se)(se)研(yan)究(jiu)總(zong)(zong)院、沈陽鋁鎂院、撫順鋁廠(chang)、沈陽有(you)(you)(you)色(se)(se)金屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)、東北輕合金加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)、洛(luo)(luo)陽銅加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)等單位為主(zhu),援建(jian)了(le)(le)寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)(you)色(se)(se)金屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)和寶(bao)雞(ji)(ji)貴金屬(shu)所(suo),從此按(an)照(zhao)行業劃(hua)(hua)分(fen)(fen),以寶(bao)雞(ji)(ji)有(you)(you)(you)色(se)(se)金屬(shu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠(chang)和寶(bao)雞(ji)(ji)貴金屬(shu)所(suo)為主(zhu),承擔了(le)(le)國(guo)(guo)內大部(bu)分(fen)(fen)鈦(tai)(tai)(tai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)開(kai)發試(shi)(shi)制(zhi)工(gong)(gong)作(zuo)。同時中國(guo)(guo)也成為繼美國(guo)(guo)、前(qian)蘇聯和日本之后的(de)(de)(de)(de)(de)第四個具有(you)(you)(you)完整鈦(tai)(tai)(tai)工(gong)(gong)業體(ti)系的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)。
1980年前后,中國(guo)(guo)海(hai)綿(mian)鈦(tai)產(chan)量(liang)(liang)達(da)到(dao)2800噸,然而由于(yu)當時大多數人對鈦(tai)金屬認(ren)識不足,鈦(tai)材(cai)(cai)的(de)(de)高價格也限制了鈦(tai)的(de)(de)應用,鈦(tai)加工材(cai)(cai)的(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)僅200噸左右,中國(guo)(guo)鈦(tai)工業(ye)陷入(ru)困境。在(zai)這種情況下,由當時國(guo)(guo)務院副總理方毅同(tong)志倡導,朱镕基(ji)和袁(yuan)寶華同(tong)志支持,于(yu)1982年7月成立了跨部委的(de)(de)全(quan)國(guo)(guo)鈦(tai)應用推(tui)廣領導小組,專(zhuan)門協調鈦(tai)工業(ye)的(de)(de)發展事宜,促成了20世紀80年代至90年代初(chu)期中國(guo)(guo)海(hai)綿(mian)鈦(tai)和鈦(tai)加工材(cai)(cai)產(chan)銷(xiao)兩(liang)旺(wang)、鈦(tai)工業(ye)快速平穩發展的(de)(de)良(liang)好局(ju)面。
2011年是中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)“十二五(wu)”規劃的第一(yi)年,在這一(yi)年里,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)海綿鈦和鈦加工材(cai)的產量繼續慣性增長(chang)(chang)。根據中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)有色金屬工業協會鈦鋯(gao)鉿分會統計,國(guo)(guo)(guo)內(nei)14家海綿鈦生產企業2011年總產量為64952t,同(tong)(tong)比(bi)(bi)增加了12.4%。根據30家企業的統計,2011年中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)共生產鈦加工材(cai)50962t,同(tong)(tong)比(bi)(bi)增長(chang)(chang)33.0%。
2014年(nian)9月,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)第一(yi)爐“電(dian)子級(ji)低(di)氧超高(gao)純(chun)鈦”已(yi)在浙江省余姚市(shi)成功研發投產,一(yi)舉打破了(le)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)外的(de)壟斷(duan)。低(di)氧超高(gao)純(chun)鈦主(zhu)要(yao)應用在半導(dao)體用濺射靶材(cai)、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天、海洋石油等核心工業領域,戰(zhan)(zhan)略(lve)意(yi)義(yi)重大。作(zuo)為高(gao)端戰(zhan)(zhan)略(lve)性(xing)金屬材(cai)料,美日政府嚴格限(xian)制對(dui)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)出口(kou)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)在超高(gao)純(chun)鈦領域經常要(yao)看美日的(de)“臉(lian)色”。寧波創潤新材(cai)料有限(xian)公司"年(nian)產250噸(dun)電(dian)子級(ji)低(di)氧超高(gao)純(chun)鈦項目"的(de)投產,填補了(le)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)高(gao)端鈦材(cai)的(de)技術空白,意(yi)味著中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)已(yi)具備低(di)氧超高(gao)純(chun)鈦的(de)自主(zhu)生(sheng)產能力,實(shi)現(xian)了(le)這一(yi)戰(zhan)(zhan)略(lve)金屬的(de)獨立自給,徹底擺脫了(le)對(dui)國(guo)(guo)(guo)(guo)外的(de)依賴。壟斷(duan)打破后,直(zhi)接受益的(de)就是(shi)航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天領域。
衡量一個國家鈦(tai)工業規模有兩個重要指標(biao):海(hai)綿鈦(tai)產(chan)量和(he)鈦(tai)材(cai)產(chan)量,其中海(hai)綿鈦(tai)產(chan)量反映原料生(sheng)產(chan)能(neng)(neng)力,鈦(tai)材(cai)產(chan)量反映的是深加工能(neng)(neng)力。鈦(tai)工業已形成(cheng)中國、美國、獨聯(lian)體、日(ri)本和(he)歐洲(zhou)五大生(sheng)產(chan)和(he)消費主體。
綜上所述,中(zhong)國鈦(tai)工業(ye)大致經(jing)(jing)歷了(le)三個(ge)發展(zhan)期(qi):即(ji)20世(shi)紀50年(nian)代的開創期(qi),60-70年(nian)代的建設期(qi)和80-90年(nian)代的初步發展(zhan)期(qi)。在新世(shi)紀,得益于(yu)國民(min)經(jing)(jing)濟的持續、快速(su)發展(zhan),中(zhong)國鈦(tai)工業(ye)也進入了(le)一個(ge)快速(su)成長期(qi)。
鈦的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)序數(shu)為22,核(he)外(wai)電子(zi)(zi)數(shu)共有(you)22個(ge),其電子(zi)(zi)構型為1s22s22p?3s23p?3d24s2([Ar]3d24s2)。鈦單質有(you)兩(liang)種同素異構體(ti):α-Ti和(he)β-Ti。α-Ti是六(liu)方(fang)晶(jing)系,原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)堆(dui)積(ji)方(fang)式為六(liu)方(fang)密堆(dui)積(ji),原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)空間利用(yong)率為74%。β-Ti為立方(fang)晶(jing)格,原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)堆(dui)積(ji)方(fang)式為體(ti)心立方(fang)密堆(dui)積(ji),原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)空間利用(yong)率為68%。另(ling)外(wai),當鈦晶(jing)體(ti)中出現少量的(de)(de)缺陷時會影響晶(jing)體(ti)的(de)(de)性質,如機械強度、導(dao)電性等(deng)。
鈦(tai)具有金屬光澤,有延展(zhan)性。聲音(yin)在(zai)其(qi)中的傳(chuan)播(bo)速率為5090m/s。鈦(tai)的主要(yao)特點是密度(du)小、機械(xie)強度(du)大、容(rong)易加工。
新(xin)型鈦(tai)合金耐(nai)熱性能好,可在600℃或更高的溫度下長期使(shi)用。
鈦合金(jin)的(de)耐低(di)(di)(di)溫(wen)性(xing)能(neng)好(hao),鈦合金(jin)TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等(deng)為代(dai)表的(de)低(di)(di)(di)溫(wen)鈦合金(jin),其強度(du)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)降低(di)(di)(di)而提高,但塑(su)性(xing)變化卻不大。在-196-253℃低(di)(di)(di)溫(wen)下保持較好(hao)的(de)延(yan)性(xing)及韌性(xing),避(bi)免了(le)金(jin)屬冷脆性(xing),是低(di)(di)(di)溫(wen)容器,貯箱等(deng)設備的(de)理(li)想材料。
金(jin)屬鈦的抗阻尼性能強,受(shou)到(dao)機械振動(dong)(dong)、電(dian)振動(dong)(dong)后,與鋼、銅金(jin)屬相(xiang)比,其自身振動(dong)(dong)衰減(jian)時間(jian)最長。利用鈦的這一性能可作音(yin)叉、醫學(xue)上的超聲粉碎機振動(dong)(dong)元件和(he)高級(ji)音(yin)響(xiang)揚聲器的振動(dong)(dong)薄膜等。
鈦(tai)是鋼與合(he)金(jin)中重要的合(he)金(jin)元素,但(dan)比強度(du)(du)位于(yu)(yu)金(jin)屬之首。熔點1668℃,熔化(hua)潛熱(re)(re)3.7-5.0千卡/克原(yuan)子(zi),沸點3260±20℃,汽(qi)化(hua)潛熱(re)(re)102.5-112.5千卡/克原(yuan)子(zi),臨界溫度(du)(du)4350℃,臨界壓力1130大(da)氣壓。鈦(tai)的導(dao)熱(re)(re)性(xing)和(he)導(dao)電性(xing)能(neng)較差(cha),近似或略低(di)于(yu)(yu)不銹鋼,鈦(tai)具有超導(dao)性(xing),純鈦(tai)的超導(dao)臨界溫度(du)(du)為0.38-0.4K。在(zai)25℃時,鈦(tai)的熱(re)(re)容為0.126卡/克原(yuan)子(zi)·度(du)(du),熱(re)(re)焓1149卡/克原(yuan)子(zi),熵為7.33卡/克原(yuan)子(zi)·度(du)(du)。
鈦(tai)具(ju)有(you)(you)可塑性(xing),高(gao)純鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)延伸率(lv)可達(da)50-60%,斷面收縮率(lv)可達(da)70-80%,但收縮強度低(di)(即收縮時(shi)產生的(de)(de)(de)(de)力度)。鈦(tai)中雜質的(de)(de)(de)(de)存在,對其(qi)(qi)機械性(xing)能影響(xiang)極大,特(te)別(bie)是間隙雜質(氧、氮、碳(tan))可大大提高(gao)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)強度,顯著降低(di)其(qi)(qi)塑性(xing)。鈦(tai)作為(wei)結構(gou)材料所具(ju)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)良好機械性(xing)能,就是通過嚴格控(kong)制其(qi)(qi)中適當的(de)(de)(de)(de)雜質含量和添加合金元素而達(da)到的(de)(de)(de)(de)。
純鈦是無磁(ci)(ci)性金屬,在很大的磁(ci)(ci)場(chang)中(zhong)也難以被(bei)磁(ci)(ci)化,無毒且與人體組織(zhi)及血液有好的相溶性,所以被(bei)醫(yi)療界(jie)采用。鈦合(he)金是順磁(ci)(ci)性物(wu)質,導磁(ci)(ci)率為1.00004。
鈦(tai)(tai)(tai)的(de)抗拉強(qiang)度與(yu)其(qi)屈服強(qiang)度接近(jin)說明了其(qi)屈強(qiang)比(抗拉強(qiang)度/屈服強(qiang)度)高,表示(shi)了金屬鈦(tai)(tai)(tai)材料在成形時塑性變形差。由(you)于鈦(tai)(tai)(tai)的(de)屈服極限與(yu)彈性模(mo)量的(de)比值大(da),使鈦(tai)(tai)(tai)成型時的(de)回彈能力大(da)。
金(jin)屬鈦(tai)(tai)(tai)的導熱(re)(re)系數雖然比碳鋼和銅低,但(dan)由于鈦(tai)(tai)(tai)優(you)異的耐腐蝕性(xing)能,所(suo)以(yi)壁(bi)厚可(ke)以(yi)大大減薄,而(er)且表面與蒸汽的換熱(re)(re)方(fang)式為滴狀冷凝(ning),減少了(le)熱(re)(re)阻(zu),鈦(tai)(tai)(tai)表面不結垢也可(ke)減少熱(re)(re)阻(zu),使鈦(tai)(tai)(tai)的換熱(re)(re)性(xing)能顯(xian)著(zhu)提(ti)高。
鈦的(de)彈性(xing)模量在(zai)常溫時為106.4GPa,為鋼(gang)的(de)57%。
下面是(shi)鈦的電(dian)離能(neng)數據(ju)(單位(wei):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°
鈦(tai)是一(yi)種化學(xue)性質(zhi)非常(chang)活潑的金屬,但(dan)熔點高達1668℃。鈦(tai)在較高的溫度下,還(huan)可(ke)與(yu)許多元素(su)和化合物發生(sheng)反(fan)應(ying)。按其與(yu)鈦(tai)發生(sheng)不同反(fan)應(ying)可(ke)分為以(yi)下四類:
第一類:鹵素和(he)氧族元素與鈦生(sheng)成共(gong)價鍵(jian)與離子鍵(jian)化合物;
第二類(lei):過(guo)渡元素、氫、鈹、硼(peng)族(zu)(zu)、碳(tan)族(zu)(zu)和氮族(zu)(zu)元素與鈦生成金屬(shu)間(jian)化物和有限固溶體;
第(di)三類:鋯(gao)、鉿、釩(fan)族、鉻族、鈧元(yuan)素(su)與(yu)鈦生成無(wu)限固溶體;
第四類:惰性氣體(ti)、堿金屬(shu)(shu)、堿土金屬(shu)(shu)、稀土元素(除鈧外(wai)),錒、釷等不(bu)與(yu)鈦發生反應或基本上不(bu)發生反應。與(yu)化(hua)合物(wu)HF和氟化(hua)物(wu)氟化(hua)氫(qing)氣體(ti)在加熱時與(yu)鈦發生反應生成(cheng)TiF4,反應式為
Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千(qian)卡(ka)
鈦(tai)有良好的(de)抗腐蝕(shi)性能,不受大氣(qi)和海水的(de)影響。在常溫下,不會被7%以下鹽酸(suan)、5%以下硫酸(suan)、硝酸(suan)、王水或稀堿溶液(ye)(ye)所腐蝕(shi);只(zhi)有氫氟(fu)(fu)酸(suan)、濃(nong)鹽酸(suan)、濃(nong)硫酸(suan)等才(cai)可對(dui)它(ta)作用(yong)。不含(han)水的(de)氟(fu)(fu)化氫液(ye)(ye)體只(zhi)可在鈦(tai)表面上(shang)生成(cheng)一(yi)層致密的(de)四氟(fu)(fu)化鈦(tai)膜(mo),可防止HF浸(jin)入鈦(tai)的(de)內部。氫氟(fu)(fu)酸(suan)是(shi)鈦(tai)的(de)最強溶劑。即(ji)使是(shi)濃(nong)度為1%的(de)氫氟(fu)(fu)酸(suan),也能與鈦(tai)發生激烈反(fan)應:
2Ti+6HF=2TiF3+3H2
無水的(de)氟化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)及其水溶液在(zai)低溫下不與鈦發生(sheng)反(fan)應(ying),僅在(zai)高(gao)溫下熔融的(de)氟化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)與鈦發生(sheng)顯著反(fan)應(ying)。HCl和(he)氯化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)氯化(hua)(hua)氫(qing)氣體能腐蝕金屬鈦,干燥的(de)氯化(hua)(hua)氫(qing)在(zai)>300℃時與鈦反(fan)應(ying)生(sheng)成TiCl4:
Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡(ka)
濃度<5%的(de)鹽(yan)(yan)酸在(zai)室溫(wen)下(xia)不(bu)與(yu)鈦反應(ying),20%的(de)鹽(yan)(yan)酸在(zai)常溫(wen)下(xia)與(yu)鈦發(fa)生反應(ying)生成紫(zi)色的(de)TiCl3:
2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2
當(dang)溫度(du)(du)長高時,即使稀(xi)鹽(yan)酸(suan)也會(hui)腐(fu)蝕鈦(tai)。各種無水的(de)(de)氯化(hua)(hua)物,如鎂(mei)、錳(meng)、鐵、鎳、銅、鋅(xin)、汞、錫(xi)、鈣、鈉、鋇(bei)和NH4+離子及其水溶(rong)液,都不與(yu)(yu)鈦(tai)發生反(fan)應,鈦(tai)在(zai)這些氯化(hua)(hua)物中具有很好的(de)(de)穩定性。硫(liu)酸(suan)和硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)鈦(tai)與(yu)(yu)5%的(de)(de)硫(liu)酸(suan)有明(ming)顯的(de)(de)反(fan)應,在(zai)常(chang)溫下,約40%的(de)(de)硫(liu)酸(suan)對鈦(tai)的(de)(de)腐(fu)蝕速度(du)(du)最快,當(dang)濃(nong)度(du)(du)大(da)于40%,達到60%時腐(fu)蝕速度(du)(du)反(fan)而(er)變慢,80%又達到最快。加熱(re)的(de)(de)稀(xi)酸(suan)或50%的(de)(de)濃(nong)硫(liu)酸(suan)可與(yu)(yu)鈦(tai)反(fan)應生成硫(liu)酸(suan)鈦(tai):
Ti+H2SO4=TiSO4+H2
2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2
加熱的(de)濃(nong)硫(liu)酸可被鈦還原(yuan),生(sheng)成SO2:
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡
常溫(wen)下鈦與硫化(hua)氫(qing)(qing)反(fan)應(ying),在(zai)其(qi)表面生成一(yi)層(ceng)保護膜,可阻止硫化(hua)氫(qing)(qing)與鈦的(de)進一(yi)步反(fan)應(ying)。但在(zai)高溫(wen)下,硫化(hua)氫(qing)(qing)與鈦反(fan)應(ying)析出氫(qing)(qing):
Ti+H2S=TiS+H2+70千卡
粉末鈦(tai)(tai)在(zai)600℃開(kai)始(shi)與(yu)硫化氫反應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)鈦(tai)(tai)的(de)硫化物,在(zai)900℃時反應(ying)(ying)產物主要為(wei)TiS,1200℃時為(wei)Ti2S3。硝(xiao)(xiao)酸和王水致密的(de)表(biao)面光滑的(de)鈦(tai)(tai)對硝(xiao)(xiao)酸具有很好的(de)穩定性(xing),這是由于硝(xiao)(xiao)酸能快速在(zai)鈦(tai)(tai)表(biao)面生(sheng)成(cheng)一層牢固的(de)氧化膜,但是表(biao)面粗糙,特別是海(hai)綿鈦(tai)(tai)或(huo)粉末鈦(tai)(tai),可與(yu)次、熱(re)稀硝(xiao)(xiao)酸發生(sheng)反應(ying)(ying):
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO
高(gao)于70℃的濃(nong)硝酸也(ye)可與鈦發生(sheng)反應:
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
常溫(wen)下,鈦不與王水(shui)(shui)反應(ying)。溫(wen)度高時,鈦可與王水(shui)(shui)反應(ying)生成(cheng)TiCl2。
綜上(shang)所述,鈦(tai)的(de)(de)性(xing)質(zhi)與(yu)(yu)溫(wen)度(du)及(ji)其(qi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)形態(tai)、純(chun)度(du)有著極其(qi)密(mi)(mi)切的(de)(de)關系。致密(mi)(mi)的(de)(de)金(jin)(jin)屬鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)自然界中是(shi)相當穩定的(de)(de),但是(shi),粉末鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)空氣(qi)中可引起自燃。鈦(tai)中雜(za)質(zhi)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai),顯著的(de)(de)影(ying)響(xiang)鈦(tai)的(de)(de)物(wu)(wu)理、化(hua)學性(xing)能(neng)(neng)、機械(xie)性(xing)能(neng)(neng)和(he)耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)。特別是(shi)一些(xie)間隙雜(za)質(zhi),它們可以(yi)使鈦(tai)晶格發生(sheng)畸變,而(er)影(ying)響(xiang)鈦(tai)的(de)(de)各(ge)種性(xing)能(neng)(neng)。常(chang)(chang)溫(wen)下(xia)鈦(tai)的(de)(de)化(hua)學活性(xing)很小,能(neng)(neng)與(yu)(yu)氫氟酸(suan)等少數幾種物(wu)(wu)質(zhi)發生(sheng)反(fan)(fan)應(ying),但溫(wen)度(du)增加時鈦(tai)的(de)(de)活性(xing)迅速增加,特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)鈦(tai)可與(yu)(yu)許多(duo)(duo)物(wu)(wu)質(zhi)發生(sheng)劇烈反(fan)(fan)應(ying)。鈦(tai)的(de)(de)冶煉過程一般都(dou)在(zai)(zai)(zai)(zai)800℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)下(xia)進(jin)行(xing),因此必(bi)須在(zai)(zai)(zai)(zai)真空中或(huo)在(zai)(zai)(zai)(zai)惰性(xing)氣(qi)氛(fen)保護(hu)下(xia)操作。金(jin)(jin)屬鈦(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)環境中的(de)(de)還原能(neng)(neng)力強,能(neng)(neng)與(yu)(yu)氧(yang)、碳(tan)、氮以(yi)及(ji)其(qi)他許多(duo)(duo)元(yuan)素化(hua)合,還能(neng)(neng)從部分金(jin)(jin)屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(比如(ru)氧(yang)化(hua)鋁)中奪取氧(yang)。常(chang)(chang)溫(wen)下(xia)鈦(tai)與(yu)(yu)氧(yang)氣(qi)化(hua)合生(sheng)成(cheng)一層極薄致密(mi)(mi)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜,這層氧(yang)化(hua)膜常(chang)(chang)溫(wen)下(xia)不(bu)與(yu)(yu)硝酸(suan),稀硫(liu)酸(suan),稀鹽酸(suan)反(fan)(fan)應(ying),以(yi)及(ji)酸(suan)中之王——王水。它與(yu)(yu)氫氟酸(suan)、濃(nong)鹽酸(suan)、濃(nong)硫(liu)酸(suan)反(fan)(fan)應(ying)。
在(zai)電(dian)化學中,鈦(tai)是單向閥型金屬,電(dian)位很(hen)負,通常(chang)無法(fa)用鈦(tai)作為陽極進行分解。
人們(men)利用鈦在高溫下化合(he)能力強的特點(dian),在煉鋼(gang)(gang)(gang)的時(shi)候,氮很(hen)容易(yi)溶(rong)解在鋼(gang)(gang)(gang)水里,當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)錠冷(leng)卻的時(shi)候,鋼(gang)(gang)(gang)錠中(zhong)就(jiu)形成(cheng)氣泡,影響鋼(gang)(gang)(gang)的質量。所以煉鋼(gang)(gang)(gang)工人往鋼(gang)(gang)(gang)水里加進金屬鈦,使它(ta)與(yu)氮化合(he),變(bian)成(cheng)爐渣——氮化鈦,浮在鋼(gang)(gang)(gang)水表面,這樣鋼(gang)(gang)(gang)錠就(jiu)比較(jiao)純凈了。
當超(chao)音(yin)速(su)飛(fei)機飛(fei)行時(shi),它的(de)(de)機翼的(de)(de)溫(wen)度(du)可以達(da)到500℃。如用比較耐(nai)熱(re)的(de)(de)鋁合金(jin)制造(zao)機翼,一(yi)到二三百度(du)也(ye)會吃不消,必須有一(yi)種(zhong)又輕、又韌(ren)、又耐(nai)高溫(wen)的(de)(de)材料來代替鋁合金(jin)而鈦(tai)恰好(hao)能夠滿足這些要求。鈦(tai)還能經得住零下(xia)一(yi)百多度(du)的(de)(de)考驗,在這種(zhong)低溫(wen)下(xia),鈦(tai)仍舊有很好(hao)的(de)(de)韌(ren)性而不發脆。
鈦吸氣(qi)主(zhu)要指(zhi)高溫(wen)下與碳、氫、氮、氧(yang)發生反應。利用(yong)鈦和(he)鋯對空(kong)氣(qi)的強大吸收力,可以除去空(kong)氣(qi),造(zao)成(cheng)真(zhen)(zhen)空(kong)。比方,利用(yong)鈦制成(cheng)的真(zhen)(zhen)空(kong)泵(beng),可以把空(kong)氣(qi)抽(chou)到只剩下十萬億(yi)分之一。
鈦(tai)(tai)(tai)的最大缺點是(shi)難(nan)以(yi)提(ti)煉。主要是(shi)因為鈦(tai)(tai)(tai)在高(gao)溫下(xia)化(hua)(hua)合(he)能力強,可以(yi)與(yu)氧(yang)(yang)、碳、氮以(yi)及(ji)其(qi)他許多元素化(hua)(hua)合(he)。因此,不論在冶煉或者鑄造的時候(hou),人們(men)都小心地(di)防止這些元素“侵襲”鈦(tai)(tai)(tai)。在冶煉鈦(tai)(tai)(tai)的時候(hou),空氣與(yu)水當然是(shi)嚴(yan)格禁止接近的,甚(shen)至連冶金(jin)上(shang)常用的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁坩(gan)堝也禁止使用,因為鈦(tai)(tai)(tai)會(hui)從氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁里奪取(qu)氧(yang)(yang)。人們(men)利用鎂與(yu)四氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)在惰(duo)性氣體——氦氣或氬(ya)氣中相作用,來提(ti)煉鈦(tai)(tai)(tai)。
鈦(tai)的(de)氧化(hua)(hua)物(wu)為(wei)二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai),是鈦(tai)的(de)最高(gao)價氧化(hua)(hua)物(wu)。天然TiO2是金(jin)紅石,純凈的(de)TiO2是雪白(bai)(bai)(bai)的(de)粉(fen)末(mo),是最好的(de)白(bai)(bai)(bai)色顏(yan)料(liao),俗稱鈦(tai)白(bai)(bai)(bai),冷時為(wei)白(bai)(bai)(bai)色,熱時呈淺黃(huang)色。以(yi)前,人們開采鈦(tai)礦(kuang),主要目的(de)便(bian)是為(wei)了獲得二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai)。鈦(tai)白(bai)(bai)(bai)的(de)粘(zhan)附力強,不易起化(hua)(hua)學變化(hua)(hua),永遠是雪白(bai)(bai)(bai)的(de),是良(liang)好的(de)白(bai)(bai)(bai)色涂料(liao),它折射(she)率(lv)高(gao),著色力強,遮蓋力大,化(hua)(hua)學性能穩(wen)定。其他白(bai)(bai)(bai)色涂料(liao),如鋅白(bai)(bai)(bai)ZnO和鉛白(bai)(bai)(bai)2PbCO3·Pb(OH)2等,不具(ju)有鈦(tai)白(bai)(bai)(bai)的(de)這些優良(liang)性能。特別可貴的(de)是鈦(tai)白(bai)(bai)(bai)無毒(du)。它的(de)熔點很(hen)高(gao),被(bei)用來(lai)制(zhi)造耐火(huo)玻璃,釉料(liao),琺(fa)瑯(lang)、陶土、耐高(gao)溫(wen)的(de)實驗(yan)器皿等。
二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)是世(shi)界上最(zui)白的東西,1克二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)可以把(ba)450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用(yong)的白顏(yan)料——鋅鋇(bei)白還要(yao)白5倍,因(yin)此(ci)是調制白油(you)漆的最(zui)好顏(yan)料。世(shi)界上用(yong)作顏(yan)料的二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),一(yi)年多到幾十(shi)萬噸。二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)可以加(jia)(jia)在紙(zhi)里(li),使(shi)(shi)紙(zhi)變(bian)白并且不透(tou)明,效果比其(qi)他(ta)物質大(da)10倍,因(yin)此(ci),鈔票紙(zhi)和美術品用(yong)紙(zhi)就要(yao)加(jia)(jia)二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)。此(ci)外,為了使(shi)(shi)塑料的顏(yan)色變(bian)淺,使(shi)(shi)人造絲光澤柔和,有時也要(yao)添加(jia)(jia)二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)。在橡(xiang)膠(jiao)工業上,二(er)(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)還被(bei)用(yong)作為白色橡(xiang)膠(jiao)的填料。
鈦(tai)(tai)的氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)物是氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)。氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)很脆,因而可用于制造粉末鈦(tai)(tai),它(ta)還用于焊接(jie),二氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)受(shou)熱分解,析出(chu)新生態(tai)氫(qing)(qing)和金屬鈦(tai)(tai),后者可促(cu)進焊接(jie),并(bing)使焊縫強(qiang)度增(zeng)加。可用作聚合反應之催化(hua)(hua)(hua)劑。
四氯化(hua)鈦非常(chang)(chang)有(you)趣,它在(zai)通常(chang)(chang)狀況下(xia)為無(wu)色液體(熔點(dian)(dian)-25℃,沸(fei)點(dian)(dian)136.4℃),有(you)刺鼻(bi)氣味,在(zai)濕空(kong)氣中便(bian)會(hui)大冒(mao)白煙——它水解了,變成白色的(de)(de)二氧化(hua)鈦的(de)(de)水凝膠。在(zai)水中則(ze)強烈水解為偏(pian)鈦酸(suan)H2TiO3。在(zai)軍事上(shang),人(ren)們便(bian)利(li)用(yong)四氯化(hua)鈦的(de)(de)這股怪脾(pi)氣,作為人(ren)造煙霧(wu)劑(ji)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)海洋上(shang),水氣多,一放四氯化(hua)鈦,濃(nong)煙就象一道白色的(de)(de)長城,擋住了敵人(ren)的(de)(de)視線。在(zai)農業上(shang),人(ren)們利(li)用(yong)四氟化(hua)鈦來防霜。
TiCl3是紫(zi)色晶體,其水(shui)溶液可用做還(huan)(huan)原劑(ji)。Ti3+比Sn2+有更強的(de)還(huan)(huan)原性。
鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇晶體有(you)(you)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing):當它受壓(ya)力而改(gai)變形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)(hou),會產生電(dian)(dian)(dian)流(liu),一通(tong)電(dian)(dian)(dian)又(you)會改(gai)變形(xing)狀。于是,人(ren)們把鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇放在(zai)超(chao)聲(sheng)波(bo)中(zhong),它受壓(ya)便產生電(dian)(dian)(dian)流(liu),由它所產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小可以(yi)測(ce)(ce)知(zhi)超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強弱(ruo)。相反,用(yong)(yong)(yong)高(gao)頻電(dian)(dian)(dian)流(liu)通(tong)過(guo)它,則可以(yi)產生超(chao)聲(sheng)波(bo)。幾乎所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)儀器中(zhong),都要(yao)用(yong)(yong)(yong)到鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇。除此之外,鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇還有(you)(you)許多用(yong)(yong)(yong)途(tu)。例如:鐵(tie)路工(gong)人(ren)把它放在(zai)鐵(tie)軌下(xia)面,來(lai)測(ce)(ce)量火車通(tong)過(guo)時候(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力;醫生用(yong)(yong)(yong)它制成脈(mo)搏記錄器。用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇做的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)底探測(ce)(ce)器,是銳利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)下(xia)眼(yan)睛,它不(bu)只能夠看到魚群,而且還可以(yi)看到水(shui)(shui)底下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗(an)礁、冰山和敵(di)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潛水(shui)(shui)艇等。
制取(qu)金屬(shu)鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)原料(liao)主要為金紅(hong)石(shi),其(qi)中(zhong)含(han)TiO2大于96%。缺少(shao)金紅(hong)石(shi)礦的(de)(de)(de)(de)國(guo)家(jia),例如蘇聯(lian),則采用鈦(tai)(tai)鐵礦制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)"高鈦(tai)(tai)渣",其(qi)中(zhong)含(han)TiO290%左右。因天然金紅(hong)石(shi)漲價和儲量日(ri)減,各國(guo)都趨向于用鈦(tai)(tai)鐵礦制成(cheng)富鈦(tai)(tai)料(liao),即高鈦(tai)(tai)渣和人造金紅(hong)石(shi)。鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)1791年(nian)被發(fa)現(xian),而第一(yi)(yi)次制得純(chun)凈的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)卻是在(zai)(zai)1910年(nian),中(zhong)間經歷了一(yi)(yi)百(bai)余年(nian)。原因在(zai)(zai)于:鈦(tai)(tai)在(zai)(zai)高溫下(xia)性質十分(fen)(fen)活潑(po),很易和氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純(chun)鈦(tai)(tai)需要十分(fen)(fen)苛刻(ke)的(de)(de)(de)(de)條件(jian)。
冶煉鈦(tai)(tai)(tai)時,要經過復雜的(de)(de)(de)(de)步驟。把(ba)鈦(tai)(tai)(tai)鐵礦(kuang)變成(cheng)四氯化鈦(tai)(tai)(tai),再放到密封的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)罐中(zhong)(zhong),充以氬氣(qi),使它(ta)們與金屬鎂(mei)反應,就得到“海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)”。這種(zhong)(zhong)多孔(kong)的(de)(de)(de)(de)“海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)(tai)”是不(bu)能(neng)直(zhi)接使用的(de)(de)(de)(de),還必須把(ba)它(ta)們在(zai)電(dian)爐(lu)中(zhong)(zhong)融化成(cheng)液(ye)體,才能(neng)鑄成(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠(ding)(ding)。但制造這種(zhong)(zhong)電(dian)爐(lu)又談何容(rong)易!除(chu)了電(dian)爐(lu)的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)必須抽干(gan)凈外,更傷腦(nao)筋的(de)(de)(de)(de)是,簡直(zhi)找不(bu)到盛裝液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)坩堝,因為一般耐(nai)火材料都含(han)有氧(yang)化物,而其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)就會(hui)被液(ye)態鈦(tai)(tai)(tai)奪走。后來,人們終于發明(ming)了一種(zhong)(zhong)“水(shui)(shui)冷銅坩堝”的(de)(de)(de)(de)電(dian)爐(lu)。這種(zhong)(zhong)電(dian)爐(lu)只有中(zhong)(zhong)央一部分區域很熱,其余部分都是冷的(de)(de)(de)(de),鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)電(dian)爐(lu)中(zhong)(zhong)熔化后,流(liu)到用水(shui)(shui)冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)銅坩堝壁上,馬上凝成(cheng)鈦(tai)(tai)(tai)錠(ding)(ding)。用這種(zhong)(zhong)方法已經能(neng)夠生產幾噸重的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)塊(kuai),但它(ta)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本就可想而知了。
工業上(shang)常用(yong)硫(liu)酸分解鈦鐵礦的方法制取二氧化鈦,再由(you)二氧化鈦制取金屬鈦。濃(nong)硫(liu)酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發生下(xia)面的化學反應:
FeTiO3+3H2SO4 = Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 = FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵(tie)屑(xie),Fe3+還(huan)原為Fe2+,然(ran)后將溶液冷卻至273K以下,使得(de)FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。
Ti(SO4)2和TiOSO4水(shui)解析出白色(se)的偏鈦酸(suan)沉淀,反應是:
Ti(SO4)2+H2O = TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4
鍛燒偏(pian)鈦(tai)酸即(ji)制得二(er)氧化(hua)鈦(tai):
H2TiO3= TiO2+H2O
工業上制金屬鈦(tai)采(cai)用(yong)金屬熱還原(yuan)法還原(yuan)四氯(lv)化鈦(tai)。將TiO2(或天(tian)然的金紅石)和(he)炭粉混合加熱至(zhi)1000~1100K,進行氯(lv)化處理,并(bing)使(shi)生成(cheng)的TiCl4,蒸氣冷凝。
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
在(zai)1070K用熔融(rong)的(de)鎂(mei)在(zai)氬氣中還原TiCl4可得多孔的(de)海綿鈦(tai):
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
這種海綿鈦經過(guo)粉碎、放入真(zhen)空電弧爐里熔煉,最后制成各(ge)種鈦材(cai)。
也(ye)可以通過反應:Ti+2CI2=TiCI4
得到的TiCI4經過高(gao)溫(wen)(1250℃左(zuo)右)情況下分解:
TiCI4=Ti+2CI2
由(you)此(ci)得(de)到純鈦棒(bang)。
金屬鎂(mei)還原四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)。按(an)摩爾比(bi)將四(si)氯(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)在(zai)惰性氣體中(zhong)用金屬鎂(mei)還原,反應溫度控制在(zai)900℃左右,可(ke)制得海綿狀鈦(tai)。副(fu)產品氯(lv)化(hua)(hua)鎂(mei)可(ke)通過(guo)在(zai)1.33×10-2~1.33×10-4Pa真空、加(jia)熱1000℃的條(tiao)件(jian)下(xia)從(cong)鈦(tai)中(zhong)分離(li)出來。
鈦(tai)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi),所以(yi)在(zai)化學工(gong)業(ye)上(shang)常常要(yao)用(yong)到它。過去(qu),化學反(fan)應器中裝熱硝酸的部(bu)件(jian)都用(yong)不(bu)銹鋼(gang)。不(bu)銹鋼(gang)也怕那強烈的腐(fu)蝕(shi)(shi)劑——熱硝酸,每隔(ge)半年(nian)(nian),這(zhe)種(zhong)部(bu)件(jian)就要(yao)統(tong)統(tong)換掉。用(yong)鈦(tai)來(lai)制造這(zhe)些部(bu)件(jian),雖(sui)然成本(ben)比(bi)不(bu)銹鋼(gang)部(bu)件(jian)貴(gui)一些,但是它可以(yi)連續不(bu)斷地使用(yong)五年(nian)(nian),計算起(qi)來(lai)反(fan)而合算得多。
鈦(tai)(tai)(tai)和(he)(he)(he)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)大(da)量用于航空工業(ye),有(you)(you)"空間金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬"之(zhi)稱;另外(wai),在(zai)造船工業(ye)、化(hua)學(xue)工業(ye)、制造機械(xie)部件、電(dian)訊器材(cai)、硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)方面(mian)有(you)(you)著日(ri)益廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用。純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)是銀白色(se)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬,它具有(you)(you)許多優(you)良性(xing)能(neng)。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度比(bi)(bi)(bi)(bi)鋼(gang)(gang)(gang)小43%,比(bi)(bi)(bi)(bi)久負(fu)盛名的(de)(de)(de)(de)輕金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬鎂稍(shao)大(da)一些(xie)。鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度大(da),純(chun)鈦(tai)(tai)(tai)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度最高(gao)(gao)可達180kg/mm2,與鋼(gang)(gang)(gang)相差不(bu)多,比(bi)(bi)(bi)(bi)鋁大(da)兩倍(bei),比(bi)(bi)(bi)(bi)鎂大(da)五倍(bei)。鈦(tai)(tai)(tai)耐(nai)高(gao)(gao)溫,熔點1942K,比(bi)(bi)(bi)(bi)黃金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)高(gao)(gao)近(jin)1000K,比(bi)(bi)(bi)(bi)鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)近(jin)500K。有(you)(you)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)于鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),但(dan)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)(bi)(bi)強(qiang)(qiang)度(抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度和(he)(he)(he)密(mi)度之(zhi)比(bi)(bi)(bi)(bi))卻超過優(you)質鋼(gang)(gang)(gang)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有(you)(you)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱強(qiang)(qiang)度、低溫韌(ren)性(xing)和(he)(he)(he)斷裂韌(ren)性(xing),故多用作(zuo)(zuo)飛機發(fa)動機零(ling)件和(he)(he)(he)火箭、導彈結構件。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)還可作(zuo)(zuo)燃料(liao)(liao)和(he)(he)(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)儲箱以(yi)及(ji)高(gao)(gao)壓(ya)容(rong)器。已有(you)(you)用鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)制造自動步槍,迫擊炮座(zuo)板及(ji)無后座(zuo)力(li)炮的(de)(de)(de)(de)發(fa)射管(guan)。在(zai)石(shi)油(you)工業(ye)上主(zhu)要作(zuo)(zuo)各(ge)種(zhong)容(rong)器、反(fan)應(ying)(ying)器、熱交換器、蒸餾塔、管(guan)道、泵和(he)(he)(he)閥(fa)等(deng)。鈦(tai)(tai)(tai)可用作(zuo)(zuo)電(dian)極和(he)(he)(he)發(fa)電(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)凝器以(yi)及(ji)環境污染控制裝置。鈦(tai)(tai)(tai)鎳(nie)形狀記(ji)憶合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)儀(yi)器儀(yi)表上已廣泛應(ying)(ying)用。在(zai)醫療中,鈦(tai)(tai)(tai)可作(zuo)(zuo)人造骨頭和(he)(he)(he)各(ge)種(zhong)器具。鈦(tai)(tai)(tai)還是煉鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)脫氧(yang)劑(ji)和(he)(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)以(yi)及(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)組元。鈦(tai)(tai)(tai)白粉是顏料(liao)(liao)和(he)(he)(he)油(you)漆的(de)(de)(de)(de)良好(hao)原料(liao)(liao)。碳化(hua)鈦(tai)(tai)(tai),氫化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)是新型硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)。氮化(hua)鈦(tai)(tai)(tai)顏色(se)近(jin)于黃金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),在(zai)裝飾方面(mian)應(ying)(ying)用廣泛。
鈦屬(shu)(shu)于化學性質比較活潑(po)的金(jin)屬(shu)(shu)。加(jia)熱(re)時能與O2、N2、H2、S和鹵素(su)等非金(jin)屬(shu)(shu)作(zuo)用。但在(zai)(zai)常溫下,鈦表(biao)(biao)面(mian)易生成一(yi)層極薄(bo)的致密的氧化物保護膜(mo),可(ke)以抵抗(kang)強酸(suan)甚至王水的作(zuo)用,表(biao)(biao)現出強的抗(kang)腐蝕性。因此,一(yi)般金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)(zai)酸(suan)、堿(jian)、鹽的溶液(ye)中(zhong)變得(de)千瘡(chuang)百孔而鈦卻安然無恙。
液態鈦(tai)(tai)幾乎能溶(rong)解所有(you)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu),因此可(ke)以和多種金(jin)(jin)屬(shu)形成(cheng)合金(jin)(jin)。鈦(tai)(tai)加入(ru)鋼中(zhong)制得的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)鋼堅(jian)韌而富有(you)彈性。鈦(tai)(tai)能與鐵、鋁、釩(fan)或鉬等(deng)其他元(yuan)素(su)熔成(cheng)合金(jin)(jin),造(zao)出高強度的(de)(de)(de)輕(qing)合金(jin)(jin),在各方面(mian)有(you)著廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong),包括航(hang)天(噴氣(qi)發(fa)動機、導(dao)彈及(ji)航(hang)天器(qi)(qi))、軍事、工業程序(化(hua)(hua)工與石油制品、海水(shui)淡化(hua)(hua)及(ji)造(zao)紙)、汽車(che)、農(nong)產食(shi)品、醫學(義肢、骨科移植及(ji)牙科器(qi)(qi)械與填充物(wu))、廚房(fang)用(yong)(yong)(yong)具、運(yun)動用(yong)(yong)(yong)品、珠(zhu)寶(bao)及(ji)手機等(deng)等(deng)。鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)強度高,大量用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制造(zao)軍用(yong)(yong)(yong)超音速飛(fei)機的(de)(de)(de)結構材料(liao)、噴氣(qi)發(fa)動機的(de)(de)(de)壓縮部件、飛(fei)機機架的(de)(de)(de)構件、機殼、隔火墻、鉚(liu)釘(ding);空(kong)運(yun)裝備(bei)的(de)(de)(de)結構部件;軍事設(she)(she)施和軍用(yong)(yong)(yong)艦艇的(de)(de)(de)裝甲板以及(ji)螺旋槳的(de)(de)(de)葉片等(deng)。在民用(yong)(yong)(yong)工業中(zhong),鈦(tai)(tai)及(ji)其合金(jin)(jin)可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制造(zao)各種泵、閥門、過濾、蒸發(fa)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)絲網和各種機器(qi)(qi)零件。粉(fen)末狀(zhuang)鈦(tai)(tai)可(ke)在電子管制造(zao)工藝中(zhong)用(yong)(yong)(yong)作除氧劑。主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制造(zao)航(hang)天飛(fei)機、火箭導(dao)彈、潛艇、化(hua)(hua)工設(she)(she)備(bei)、醫療器(qi)(qi)械、人(ren)工關節等(deng),還用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制取鈦(tai)(tai)白粉(fen)。可(ke)用(yong)(yong)(yong)來制作反應(ying)釜,冷凝器(qi)(qi),發(fa)酵罐(guan)和冷卻器(qi)(qi)。
鈦合金制成飛機比(bi)(bi)其它金屬制成同樣重的飛機多載旅客100多人。制成的潛艇(ting),既(ji)能抗(kang)海水腐蝕,又能抗(kang)深(shen)層(ceng)壓力,其下(xia)潛深(shen)度(du)比(bi)(bi)不(bu)銹鋼潛艇(ting)增(zeng)加(jia)80%。同時,鈦無磁性(xing),不(bu)會被水雷發(fa)現,具有很(hen)好的反(fan)監護作用。
因(yin)為鈦(tai)具有“親生(sheng)物”性,在(zai)人(ren)體(ti)內,能抵抗分泌物的(de)(de)腐蝕且無毒,對(dui)任何(he)殺菌方法都適應。因(yin)此被廣泛用于制醫療器械,制人(ren)造髖(kuan)關(guan)節、膝(xi)關(guan)節、肩關(guan)節、脅關(guan)節、頭蓋(gai)骨(gu),主動心瓣、骨(gu)骼固定夾。當新的(de)(de)肌肉纖維(wei)環包(bao)在(zai)這(zhe)些“鈦(tai)骨(gu)”上(shang)時(shi),這(zhe)些鈦(tai)骨(gu)就開始維(wei)系(xi)著人(ren)體(ti)的(de)(de)正常活動。
鈦在人體中分布(bu)廣泛(fan),正常人體中的含量為每70kg體重不超過15mg,其作用(yong)尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細胞,使免疫力增強這一作用(yong)已被證(zheng)實。
重要的(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(de)二氧(yang)化鈦是白(bai)色(se)(se)粉(fen)末(mo),是優良的(de)白(bai)色(se)(se)顏料,商(shang)品名(ming)稱“鈦白(bai)”。它兼有鉛白(bai)(PbCO3)的(de)遮蓋性能和鋅(xin)白(bai)(ZnO)的(de)持久性能。因此,人們(men)常把鈦白(bai)加在(zai)油漆中,制成高級白(bai)色(se)(se)油漆。
在造紙(zhi)工(gong)業中作為(wei)填充(chong)劑加在紙(zhi)槳中。
紡織工(gong)業中作(zuo)為(wei)人(ren)造纖維的(de)消光劑(ji)(ji);在玻璃(li)、陶瓷、搪瓷工(gong)業上作(zuo)為(wei)添(tian)加(jia)劑(ji)(ji),改(gai)善其性能;在許多化(hua)學(xue)反應中用(yong)作(zuo)催化(hua)劑(ji)(ji)。在化(hua)學(xue)工(gong)業日(ri)益(yi)發展的(de)今天,二氧化(hua)鈦及鈦系化(hua)合物作(zuo)為(wei)精細化(hua)工(gong)產品,有著很高的(de)附加(jia)價值(zhi),前景十(shi)分誘(you)人(ren)。
四(si)氯化(hua)鈦是(shi)一種無色液體;熔點250K、沸點409K,有(you)刺激(ji)性氣味。它(ta)在(zai)水中(zhong)或潮(chao)濕的空氣中(zhong)都極(ji)易(yi)水解,冒出大量的白煙。
TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl
因此(ci)TiCl4在(zai)軍(jun)事上作為人(ren)造(zao)煙(yan)霧(wu)劑,猶其是用在(zai)海洋戰(zhan)爭中。在(zai)農(nong)(nong)業上,人(ren)們用TiCl4形成的(de)濃霧(wu)地面,減(jian)少夜間地面熱量(liang)的(de)散(san)失(shi),保(bao)護蔬菜和農(nong)(nong)作物不受嚴(yan)寒、霜(shuang)凍的(de)危害。
將(jiang)TiO2和BaCO3一起熔融(rong)制得(de)偏鈦酸(suan)鋇:
TiO2+BaCO3=BaTiO3十CO2
人(ren)工(gong)制得(de)的BaTiO3具有(you)高的介電(dian)常數,由它制成的電(dian)容器(qi)有(you)較大(da)的容量,更重要的是BaTiO3具有(you)顯著的“壓(ya)電(dian)性能”,其晶體受壓(ya)會產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu),一通電(dian),又會改變形狀。人(ren)們(men)把它置于超(chao)聲波(bo)中(zhong),它受壓(ya)便產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu),通過測量電(dian)流(liu)強(qiang)弱(ruo)可(ke)測出超(chao)聲波(bo)強(qiang)弱(ruo)。幾乎所有(you)的超(chao)聲波(bo)儀(yi)器(qi)中(zhong)都要用(yong)到它。隨(sui)著鈦酸鹽的開發利用(yong),它愈來愈廣泛(fan)地(di)用(yong)來制造非(fei)線性元件(jian)、介質放大(da)器(qi)、電(dian)子計(ji)算(suan)機(ji)記(ji)憶元件(jian)、微型電(dian)容器(qi)、電(dian)鍍材(cai)(cai)料、航空材(cai)(cai)料、強(qiang)磁、半導體材(cai)(cai)料、光學儀(yi)器(qi)、試劑(ji)等。
鈦、鈦合(he)(he)金(jin)及鈦化(hua)合(he)(he)物的優(you)良性能促使(shi)人(ren)類迫(po)切需(xu)要它(ta)們。然而,生產成本之(zhi)高,使(shi)應(ying)用受到限制。相信在(zai)不久的將(jiang)(jiang)來(lai),隨著鈦的冶(ye)煉技術不斷改進和(he)提高,鈦、鈦合(he)(he)金(jin)及鈦的化(hua)合(he)(he)物的應(ying)用將(jiang)(jiang)會(hui)得到更大的發展。
鈦(tai)的(de)(de)抗腐蝕性鋯(gao)是一種應用于原(yuan)子能工業和在高溫高壓下用作(zuo)耐蝕化(hua)(hua)工材料,但在溶液中其活潑性僅次于鈉。在氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)溶液里加入活潑的(de)(de)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)溶液,會(hui)發(fa)現鈦(tai)把(ba)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)拒之門(men)外(wai)。而且氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)的(de)(de)密度小于硝(xiao)酸(suan)鋯(gao),但依然能保(bao)持明顯的(de)(de)分層(ceng),并(bing)把(ba)硝(xiao)酸(suan)鋯(gao)停(ting)留在上層(ceng),這證(zheng)明了鈦(tai)的(de)(de)抗腐蝕性。
根據(ju)實驗,鈦(tai)放入海底20~50年均不(bu)會被腐(fu)蝕。
截至1995年底,世界(jie)金紅石(包括銳鈦礦)儲量(liang)(liang)和(he)(he)儲量(liang)(liang)基(ji)礎(chu)(chu)分別為(wei)3330萬噸(dun)和(he)(he)16440萬噸(dun),資源總量(liang)(liang)約2.3億噸(dun)(TiO2含量(liang)(liang),下同),主(zhu)要集中在南非、印(yin)度(du)、斯里蘭卡、澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞。世界(jie)鈦鐵礦(TiO2)儲量(liang)(liang)和(he)(he)儲量(liang)(liang)基(ji)礎(chu)(chu)分別為(wei)2.743億噸(dun)和(he)(he)4.353億噸(dun),資源總量(liang)(liang)約10億噸(dun);主(zhu)要集中在南非、挪威、澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞、加(jia)拿大(da)(da)和(he)(he)印(yin)度(du)。
截至(zhi)1996年底中(zhong)國(guo)保有原生(sheng)鈦(磁)鐵礦(kuang)(kuang)(折(zhe)TiO2)儲(chu)量(liang)35704.09萬噸(其中(zhong)A+B+C級23191.50萬噸);鈦鐵礦(kuang)(kuang)(砂礦(kuang)(kuang))礦(kuang)(kuang)物儲(chu)量(liang)3803.19萬噸(其中(zhong)A+B+C級2147.17萬噸);金(jin)紅(hong)石(shi)礦(kuang)(kuang)物儲(chu)量(liang)256.86萬噸(其中(zhong)A+B+C級73.73萬噸);金(jin)紅(hong)石(shi)TiO2儲(chu)量(liang)750.86萬噸(其中(zhong)A+B+C級242.43萬噸)。
若(ruo)將中(zhong)國1996年(nian)(nian)保有鈦(tai)(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)砂礦(kuang)的(de)(de)A+B+C級(ji)礦(kuang)物儲(chu)量(liang)2147.17萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),按(an)含TiO2 48%折算,則(ze)其TiO2儲(chu)量(liang)為1030.64萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),僅(jin)占(zhan)同年(nian)(nian)世界(jie)鈦(tai)(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(TiO2)27000萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)的(de)(de)3.83%;若(ruo)再將其與(yu)原生鈦(tai)(tai)磁鐵(tie)(tie)礦(kuang)巖礦(kuang)(TiO2)的(de)(de)A+B+C級(ji)儲(chu)量(liang)(23191.50萬(wan)(wan)噸(dun)(dun))中(zhong)可(ke)利用的(de)(de)約占(zhan)50%以粒狀(zhuang)鈦(tai)(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)產出的(de)(de)(TiO2)儲(chu)量(liang)11595.75萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)相(xiang)加,其TiO2總儲(chu)量(liang)為12626.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),則(ze)占(zhan)世界(jie)鈦(tai)(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(TiO2)儲(chu)量(liang)27000萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)的(de)(de)47.76%,從這(zhe)個(ge)意義上說,中(zhong)國可(ke)稱為世界(jie)鈦(tai)(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)資源最豐富(fu)的(de)(de)國家。
若(ruo)將(jiang)中國(guo)1996年(nian)保(bao)有金(jin)紅石(shi)礦物的(de)A+B+C級儲(chu)量(liang)73.73萬(wan)(wan)噸(dun)按含(han)TiO2 94%折算成TiO2儲(chu)量(liang)為69.31萬(wan)(wan)噸(dun),再加上同年(nian)金(jin)紅石(shi)(TiO2)的(de)A+B+C級儲(chu)量(liang)242.43萬(wan)(wan)噸(dun),合計為311.74萬(wan)(wan)噸(dun),則(ze)占同年(nian)世界(jie)金(jin)紅石(shi)(TiO2)儲(chu)量(liang)3330萬(wan)(wan)噸(dun)的(de)9.36%,由此可見中國(guo)金(jin)紅石(shi)資源并(bing)不豐富。
中(zhong)國鈦(tai)資源(yuan)(yuan)總(zong)量(liang)9.65億噸,居世界(jie)之首,占世界(jie)探(tan)明(ming)儲量(liang)的38.85%,主要集中(zhong)在四川、云南、廣東、廣西及海南等(deng)地,其中(zhong)攀西(攀枝花西昌)地區是中(zhong)國最(zui)大的鈦(tai)資源(yuan)(yuan)基地,鈦(tai)資源(yuan)(yuan)量(liang)為8.7億噸。
中國(guo)探明的(de)鈦資源分布在21個省(自治區、直轄市)共108個礦區。主要產區為(wei)四川,次有河北、海南、廣東(dong)、湖北、廣西、云南、陜(shan)西、山西等省(區)。
鈦磁(ci)鐵礦(kuang)巖礦(kuang):主(zhu)要礦(kuang)床分布在四川(chuan)省(sheng)(sheng)(sheng)攀枝花的鹽邊(bian)紅(hong)格和米易白馬,西昌(chang)的太和;河北省(sheng)(sheng)(sheng)承(cheng)德的大廟(miao)、黑(hei)山(shan)(shan),豐寧(ning)的招兵溝,崇禮的南天門;山(shan)(shan)西省(sheng)(sheng)(sheng)左權的桐峪;陜西省(sheng)(sheng)(sheng)洋縣的畢(bi)機溝;新(xin)疆(jiang)的尾亞;河南省(sheng)(sheng)(sheng)舞陽(yang)的趙案莊;廣(guang)東省(sheng)(sheng)(sheng)興(xing)寧(ning)的霞嵐;黑(hei)龍江省(sheng)(sheng)(sheng)的呼瑪;北京(jing)市昌(chang)平的上莊和懷柔的新(xin)地。其中四川(chuan)省(sheng)(sheng)(sheng)表(biao)內(nei)儲(chu)量(liang)(TiO2 44256.32萬(wan)t)占(zhan)全(quan)國同類儲(chu)量(liang)(TiO2 46522.83萬(wan)t)的95.1%,河北省(sheng)(sheng)(sheng)(TiO2 1544.46萬(wan)t)占(zhan)3.3%,陜西省(sheng)(sheng)(sheng)占(zhan)0.46%,山(shan)(shan)西省(sheng)(sheng)(sheng)占(zhan)0.35%。
金(jin)紅石巖(yan)礦主要礦床分布在湖北(bei)省(sheng)棗陽的(de)(de)大阜山(shan);山(shan)西(xi)省(sheng)代縣(xian)的(de)(de)碾子溝(gou);河南省(sheng)新縣(xian)的(de)(de)楊沖;山(shan)東省(sheng)萊西(xi)縣(xian)的(de)(de)劉(liu)家莊。其中湖北(bei)省(sheng)金(jin)紅石(TiO2)表內(nei)儲量(534.43萬(wan)t)占全(quan)國同類儲量(750.86萬(wan)t)的(de)(de)71.2%,山(shan)西(xi)省(sheng)(154.79萬(wan)t)占20.6%,陜西(xi)省(sheng)(44.4萬(wan)t)占5.9%。
鈦(tai)的(de)主(zhu)要礦石(shi)是(shi)金紅石(shi)TiO2和鈦(tai)鐵礦FeTiO3,它(ta)的(de)發(fa)(fa)現也(ye)(ye)正(zheng)是(shi)從(cong)這(zhe)兩種(zhong)礦石(shi)的(de)分析而來。早在1791年(nian)英(ying)國英(ying)格(ge)蘭(lan)西南端康沃爾(Cornwall)郡門拉(la)(la)陳(chen)(Menacan)教區(qu)(qu)的(de)牧師格(ge)累高爾,也(ye)(ye)是(shi)一(yi)位(wei)科(ke)學家,分析出產在他(ta)教區(qu)(qu)內的(de)一(yi)種(zhong)黑色礦砂,也(ye)(ye)就是(shi)今天成(cheng)為(wei)鈦(tai)鐵礦的(de)礦石(shi)時發(fa)(fa)現了一(yi)種(zhong)新的(de)金屬物(wu)質并(bing)命(ming)名(ming)為(wei)menacenite。三(san)年(nian)后(hou),1795年(nian),克(ke)拉(la)(la)普羅特分析了匈牙利布伊尼克(ke)(Boinik)地(di)區(qu)(qu)出產的(de)金紅石(shi),認識到(dao)它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)新金屬的(de)氧(yang)化物(wu),具有抵抗酸、堿溶液的(de)特性,借用希臘(la)神話中大地(di)的(de)第(di)一(yi)代(dai)兒子們泰坦神族Titans,命(ming)名(ming)這(zhe)個(ge)金屬為(wei)titanium,元素符號定為(wei)Ti。兩年(nian)后(hou),克(ke)拉(la)(la)普羅特證實格(ge)累高爾發(fa)(fa)現的(de)menacenite就是(shi)鈦(tai)。
鈦屬于(yu)稀(xi)有(you)(you)金(jin)屬,實際(ji)上(shang)鈦并不稀(xi)有(you)(you),其(qi)在地(di)殼中的豐度占(zhan)第七位,占(zhan)0.45%,遠遠高于(yu)許(xu)多常見(jian)的金(jin)屬。但由于(yu)鈦的性質活(huo)潑,對冶(ye)煉(lian)工(gong)藝(yi)要求(qiu)高,使得人們長(chang)期無法制得大(da)量的鈦,從而(er)被歸類為“稀(xi)有(you)(you)”的金(jin)屬。用于(yu)冶(ye)煉(lian)鈦的礦物主要有(you)(you)鈦鐵礦(FeTiO3)、金(jin)紅(hong)石(shi)(TiO2)和鈣鈦礦等。礦石(shi)經處理得到易揮發的四氯化(hua)鈦,再(zai)用鎂還原而(er)制得純(chun)鈦。
地(di)球(qiu)表面十公里厚的(de)地(di)層中(zhong)(zhong),含鈦達千(qian)分之(zhi)六,比(bi)銅多61倍,在地(di)殼中(zhong)(zhong)的(de)含量(liang)排第十位(地(di)殼中(zhong)(zhong)元(yuan)素排行:氧(yang)、硅、鋁、鐵、鈣(gai)、鈉、鉀、鎂、氫、鈦),隨便從地(di)下抓起(qi)一把(ba)泥土,其(qi)中(zhong)(zhong)都含有千(qian)分之(zhi)幾的(de)鈦,世界上儲量(liang)超過一千(qian)萬噸的(de)鈦礦(kuang)并不稀(xi)罕。
元素在海水中的含量:0.00048ppm
元素在(zai)太(tai)陽中的含量:4ppm
地殼中含量:5600ppm
皮(pi)膚接觸:脫去污染的衣著,用(yong)肥皂水和清水徹(che)底沖洗皮(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(jiu)醫(yi)。
吸(xi)入(粉末):迅速脫離現(xian)場至空氣(qi)新鮮處(chu)。保持呼(hu)(hu)吸(xi)道通暢。如呼(hu)(hu)吸(xi)困難(nan),給輸(shu)氧(yang)。如呼(hu)(hu)吸(xi)停止,立即進行(xing)人工呼(hu)(hu)吸(xi)。就醫(yi)。
食入:飲足量溫水(shui),催(cui)吐(tu)。就醫。
呼吸系統防護:可(ke)能接(jie)觸其(qi)粉塵(chen)時,必須佩戴(dai)自吸過(guo)濾式(shi)防塵(chen)口(kou)罩。
眼睛防(fang)(fang)護(粉末):戴安全防(fang)(fang)護眼鏡。
身(shen)體防護:穿透氣型防毒服。
手防(fang)護:戴防(fang)毒物滲透手套。
其(qi)他防護:工(gong)作(zuo)現場禁止吸煙、進食和(he)飲水。工(gong)作(zuo)完畢,淋(lin)浴更衣(yi)。注意個人清潔衛生。
泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)應急處(chu)理(li):隔離泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)污染區,限制(zhi)出入。切斷火(huo)源。建(jian)議(yi)應急處(chu)理(li)人員(yuan)戴(dai)防塵面具(全面罩),穿防毒服。不(bu)要(yao)直接接觸泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)物。小(xiao)量泄(xie)(xie)漏(lou)(lou):避免(mian)揚塵,用(yong)潔凈的(de)鏟子收集于干燥(zao)、潔凈、有(you)蓋的(de)容器中(zhong)。轉移(yi)(yi)回(hui)收。大量泄(xie)(xie)漏(lou)(lou):用(yong)塑(su)料布、帆布覆(fu)蓋。使(shi)用(yong)無火(huo)花工具轉移(yi)(yi)回(hui)收。
有害燃燒(shao)產物(wu):氧化鈦。
滅火(huo)方法:采用(yong)干粉、干砂滅火(huo)。嚴禁用(yong)水、泡(pao)沫(mo)、二氧化碳撲救。高(gao)熱或(huo)劇(ju)烈(lie)燃燒時,用(yong)水撲救可能會引起爆炸(zha)。
操(cao)作(zuo)的管(guan)理:密(mi)閉操(cao)作(zuo),局部(bu)排風。操(cao)作(zuo)人員(yuan)必須經過(guo)(guo)專(zhuan)門培訓,嚴格(ge)遵(zun)守操(cao)作(zuo)規(gui)程。建議操(cao)作(zuo)人員(yuan)佩(pei)戴自(zi)吸過(guo)(guo)濾(lv)式(shi)防塵(chen)口罩,戴安全(quan)防護(hu)眼(yan)鏡(jing),穿透氣型防毒服,戴防毒物(wu)滲透手套。遠(yuan)離火種、熱源,工作(zuo)場所嚴禁吸煙(yan)。使(shi)用(yong)防爆型的通風系統和(he)設(she)(she)備。避(bi)免產生粉(fen)塵(chen)。避(bi)免與氧化(hua)劑、酸類、鹵素接觸(chu)。在氬(ya)氣中操(cao)作(zuo)處(chu)置。搬運(yun)時要輕裝輕卸,防止包裝及(ji)容器(qi)(qi)損壞(huai)。配備相應品種和(he)數量的消(xiao)防器(qi)(qi)材及(ji)泄漏應急處(chu)理設(she)(she)備。倒(dao)空的容器(qi)(qi)可能(neng)殘(can)留有害物(wu)。
儲存(cun)的管理:為安全起見,儲存(cun)時常以不(bu)少于(yu)25%的水(shui)潤濕、鈍化(hua)。儲存(cun)于(yu)陰涼、通(tong)風(feng)的庫房。遠(yuan)離(li)火(huo)種(zhong)、熱源(yuan)。庫溫不(bu)超過30℃,相對濕度不(bu)超過80%。保持容器密封,嚴(yan)禁與空氣(qi)接觸。應與氧(yang)化(hua)劑、酸類、鹵素等分開存(cun)放,切忌混儲。配備(bei)相應品種(zhong)和數量的消(xiao)防器材。儲區(qu)應備(bei)有合適的材料收容泄漏物。
運(yun)(yun)輸的管(guan)理:運(yun)(yun)輸時(shi)運(yun)(yun)輸車(che)輛(liang)應(ying)配備(bei)相應(ying)品(pin)種和數量的消(xiao)防(fang)器(qi)材及泄(xie)漏應(ying)急處(chu)理設備(bei)。裝運(yun)(yun)該品(pin)的車(che)輛(liang)排氣管(guan)須有阻火裝置。運(yun)(yun)輸過程中要確保容器(qi)不(bu)泄(xie)漏、不(bu)倒塌、不(bu)墜落、不(bu)損壞。嚴禁與氧(yang)化劑、酸類、鹵素、食用化學品(pin)等混裝混運(yun)(yun)。運(yun)(yun)輸途中應(ying)防(fang)曝(pu)曬、雨淋,防(fang)高溫。中途停留時(shi)應(ying)遠(yuan)離火種、熱源(yuan)。車(che)輛(liang)運(yun)(yun)輸完畢(bi)應(ying)進行(xing)徹底(di)清掃(sao)。鐵(tie)路運(yun)(yun)輸時(shi)要禁止溜(liu)放。
廢棄的(de)管理:恢(hui)復材(cai)料(liao)的(de)原狀態,以(yi)便重新使用。
主要用(yong)途及(ji)接(jie)觸機(ji)會:鈦(tai)用(yong)于(yu)(yu)制造特種鋼、合金(jin)、鈦(tai)陶瓷及(ji)玻璃纖維。金(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai)也用(yong)于(yu)(yu)飛機(ji)、導(dao)彈制造及(ji)原子反應堆。還用(yong)于(yu)(yu)生產耐火材(cai)(cai)料、焊條、建筑材(cai)(cai)料和(he)塑料等。上述工業中可接(jie)觸金(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai),二氧(yang)化鈦(tai)的(de)粉塵和(he)煙塵。四(si)氯化鈦(tai)及(ji)其部分水(shui)解物(wu),還常夾雜氯及(ji)其氧(yang)化物(wu)。在(zai)機(ji)械處理金(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai)過(guo)程中也接(jie)觸鈦(tai)氧(yang)化物(wu)的(de)煙塵。
侵入(ru)途徑(jing):吸入(ru)、食(shi)入(ru)。
人(ren)(ren)體危(wei)害:吸(xi)(xi)入(ru)(ru)后對上(shang)(shang)呼(hu)吸(xi)(xi)道有刺(ci)激性(xing),引(yin)(yin)起(qi)咳嗽、胸部緊束感或疼痛。長期(qi)吸(xi)(xi)入(ru)(ru)TiO2粉(fen)塵的工人(ren)(ren),肺部無(wu)任(ren)何變化(hua)(hua)。在(zai)生產(chan)鈦(tai)(tai)(tai)金屬過(guo)程(cheng),接(jie)觸四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)及其水解產(chan)物對眼和(he)上(shang)(shang)呼(hu)吸(xi)(xi)道粘膜有刺(ci)激作用(yong)。長期(qi)作用(yong)可形(xing)(xing)成慢性(xing)支(zhi)氣管炎(yan)。TiO2曾用(yong)作閃光(guang)灼傷(shang)的皮膚防護(hu)劑,未見產(chan)生接(jie)觸性(xing)皮炎(yan)、變態反(fan)應(ying)和(he)經皮吸(xi)(xi)收。100℃氯(lv)(lv)氮(dan)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)的飛(fei)濺和(he)吸(xi)(xi)入(ru)(ru)鈦(tai)(tai)(tai)酸及氯(lv)(lv)氮(dan)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)煙引(yin)(yin)起(qi)皮膚燒傷(shang)并致疤痕形(xing)(xing)成和(he)咽、聲帶(dai)、氣管粘膜充血,由(you)于(yu)形(xing)(xing)成瘢痕引(yin)(yin)起(qi)喉(hou)狹窄。眼短期(qi)接(jie)觸氯(lv)(lv)氮(dan)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)引(yin)(yin)起(qi)結膜炎(yan)和(he)角膜炎(yan)。此外,四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)(tai)吸(xi)(xi)入(ru)(ru)可引(yin)(yin)起(qi)彌散性(xing)支(zhi)氣管內息肉(rou)。
處(chu)理原則:皮膚接(jie)觸四氯(lv)化鈦后應盡快用(yong)軟紙或布擦掉(diao),然后用(yong)水沖洗,防止(zhi)四氯(lv)化鈦遇水放出(chu)大量熱及鹽酸,加重及擴(kuo)大灼傷范(fan)圍。吸入(ru)四氯(lv)化鈦應立即霧化吸入(ru)5%碳(tan)酸氫鈉溶液,以中和四氯(lv)化鈦水解(jie)產生的鹽酸;吸氧(yang)(yang)、保(bao)持呼吸進通暢.安(an)靜休(xiu)息(xi),減(jian)少氧(yang)(yang)的消耗(hao);早期給(gei)予足量糖(tang)皮質激素,并給(gei)抗生素預防繼發(fa)感(gan)染及抗支(zhi)氣管痙攣藥物(wu)、祛痰藥對(dui)癥治(zhi)療(liao)。嚴密觀察,防治(zhi)肺水腫。
預防(fang)措施:接(jie)(jie)觸(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)及(ji)其(qi)水解產(chan)物的(de)工(gong)種,應注意皮(pi)膚、粘膜和呼吸道(dao)的(de)防(fang)護(hu)。產(chan)生鈦(tai)及(ji)其(qi)化(hua)合物粉塵(chen)的(de)工(gong)作地點,亦(yi)須加強防(fang)塵(chen)措施。大(da)量微(wei)小(xiao)鈦(tai)粉塵(chen)可著火爆(bao)炸(zha),因(yin)此(ci)鈦(tai)的(de)生產(chan)、澆鑄(zhu)、加工(gong)應有(you)良好(hao)通風防(fang)塵(chen)設(she)施,及(ji)應有(you)防(fang)火防(fang)爆(bao)設(she)備。四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)生產(chan)過(guo)程應盡(jin)量密閉,防(fang)止(zhi)其(qi)煙氣逸(yi)出及(ji)“跑、冒、滴、漏”。加強個人(ren)防(fang)護(hu),四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)生產(chan)設(she)備開蓋、清洗、維修時應截(jie)防(fang)毒面(mian)其(qi)、防(fang)護(hu)眼(yan)鏡。穿防(fang)酸防(fang)護(hu)衣(yi)帽(mao)。定期對接(jie)(jie)觸(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)的(de)生產(chan)工(gong)人(ren)進(jin)行休檢(jian),有(you)慢性(xing)呼吸道(dao)疾病患者(zhe)不能從(cong)事接(jie)(jie)觸(chu)四(si)氯(lv)化(hua)鈦(tai)的(de)工(gong)作。
急性毒性
金屬鈦(tai)、二氧化鈦(tai)和(he)碳化鈦(tai)屬低毒類。大鼠一次氣管內(nei)注入(ru)20-50mg二氧化鈦(tai)和(he)兔注入(ru)400mg后肺(fei)部無特異反應(ying)。
亞急性和慢性毒性
大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)氣管(guan)內(nei)注(zhu)入(ru)(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后(hou)6和12個月,只(zhi)見肺(fei)(fei)纖(xian)維化(hua)(hua)(hua)效(xiao)應。大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)吸(xi)入(ru)(ru)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)塵每天4次(ci),每周5d,歷時13個月,停(ting)止吸(xi)入(ru)(ru)后(hou)7個月,肺(fei)(fei)無任何(he)病理反應;但豚鼠(shu)(shu)反復吸(xi)入(ru)(ru)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)觀察(cha)到纖(xian)維化(hua)(hua)(hua)效(xiao)應和嗜酸性自細(xi)胞浸潤。氣管(guan)內(nei)注(zhu)入(ru)(ru)金屬鈦(tai)(tai)無肺(fei)(fei)纖(xian)維化(hua)(hua)(hua)發生。大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)氣管(guan)內(nei)一次(ci)注(zhu)入(ru)(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、碳化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)、硼化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)和一氮化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)后(hou)觀察(cha)到肺(fei)(fei)部輕(qing)度纖(xian)維化(hua)(hua)(hua)。大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)吸(xi)入(ru)(ru)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)16個月亦(yi)見輕(qing)度纖(xian)維化(hua)(hua)(hua)。
代謝
人體一般飲食中每日約攝入(ru)(ru)300μg鈦,大(da)部分從糞排(pai)(pai)出,其(qi)中約3%吸(xi)收入(ru)(ru)血(xue)液。進(jin)入(ru)(ru)體內(nei)的(de)鈦蓄積于脾、腎上腺、橫紋肌、肺、皮(pi)膚及肝(gan)臟等(deng)部位(wei)。吸(xi)收入(ru)(ru)體內(nei)的(de)鈦主(zhu)要由尿排(pai)(pai)出。正(zheng)常(chang)人血(xue)漿中鈦濃(nong)度約3μg/dL,尿鈦濃(nong)度為10μg/L左右。
中毒機理
金屬鈦,氧化鈦,碳化鈦(titanium carbonide)等不溶性(xing)(xing)鈦毒性(xing)(xing)低,口(kou)服吸收量少,不顯示毒性(xing)(xing)反(fan)應。金屬鈦植入機體未見(jian)有病(bing)理反(fan)應。吸入鈦的不溶性(xing)(xing)化合物,未見(jian)肺(fei)部有嚴重損害,其致纖維化作用(yong)甚微(wei)。用(yong)含鈦飲水長(chang)期飼(si)養動物未見(jian)對生長(chang)發育有影響,也未見(jian)腫(zhong)瘤發生。
致癌性
大鼠肌肉注射溶于三辛素(su)的(de)鈦金屬粉(fen),引(yin)起(qi)纖維(wei)肉瘤和(he)淋巴肉瘤增加。注射有機鈦,注射部位(wei)出(chu)現纖維(wei)肉瘤,發生肝細胞(bao)瘤和(he)脾的(de)惡(e)性(xing)淋巴瘤。鈦塊沒(mei)有致癌(ai)性(xing),給病(bing)人安裝鈦制人造(zao)關(guan)節兩周(zhou)後(hou),未出(chu)現腫瘤細胞(bao)。
燃爆危險
該品可(ke)燃(ran),具刺(ci)激(ji)性。
為安(an)全起見,儲(chu)(chu)存時以不(bu)(bu)少于25%的(de)水(shui)潤濕、鈍化。儲(chu)(chu)存于陰(yin)涼、通風的(de)庫房。遠離(li)火種、熱源。庫溫(wen)不(bu)(bu)超過35℃,保(bao)持容(rong)器密封,嚴禁(jin)與空氣接(jie)觸。應與氧化劑(ji)、酸類、鹵素等分(fen)開存放(fang),切忌混儲(chu)(chu)。配(pei)備(bei)相(xiang)應品種和數量的(de)消(xiao)防器材(cai)。儲(chu)(chu)區(qu)應備(bei)有合適(shi)的(de)材(cai)料收容(rong)泄(xie)漏物(wu)。