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行业新闻

钛被认为是一种稀有金属,还是一种化学元素,

 时 间:2019-01-24

钛是一种化学元素,化学符号Ti,原子序数22,在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽,耐湿氯气腐蚀。但钛不能应用于干氯气中,即使是温度0℃以下的干氯气,也会发生剧烈的化学反应,生成四氯化钛,再分解生成二氯化钛,甚至燃烧。只有当氯气中的含水量高于0.5%的时候,钛在其中才能保持可靠的稳定性。

钛[2]被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富,在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法 或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛,可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)(作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护)及三氯化钛(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生产)。

 

钛的发现:1、格雷戈尔[3]( Reverend William Gregor,1762—1817):1791年,钛以含钛矿物的形式在英格兰的康沃尔郡被发现,发现者是英格兰业余矿物学家格雷戈尔(Reverend William Gregor),当时正业为负责康沃尔郡的克里特(Creed)教区的牧师。他在邻近的马纳坎(Manaccan)教区中小溪旁找到了一些黑沙,后来他发现了那些沙会被磁铁吸引,他意识到这种矿物(钛铁矿)包含着一种新的元素。经过分析,发现沙里面有两种金属氧化物:氧化铁(沙受磁铁吸引的原因)及一种他无法辨识的白色金属氧化物。意识到这种未被辨识的氧化物含有一种未被发现的金属,格雷戈尔对康沃尔郡皇家地质学会及德国的《化学年刊》发表了这次的发现。大约就在同时,米勒·冯·赖兴斯泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出类似的物质,但却无法辨识它。
 

2、克拉普罗特[4](Martin Heinrich Klaproth ,1743—1817):1795年德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种氧化物。他主张采取为铀(1789年由克拉普罗特发现的)命名的方法,引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”。中文按其译音定名为钛。当他听闻到格雷戈尔较早前的发现之后,克拉普罗特取得了一些马纳坎矿物的样本,并证实它含钛。

3、亨特[5](Matthew A. Hunter):格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛,而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定,而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合,所以单质钛很难制取。直到1910年才被美国化学家亨特第一次用钠还原TiCI制得纯度达99.9%的金属钛。

 

1940年卢森堡科学家W.J.Kroll用镁还原TiCl4制得了纯钛。从此,镁还原法(又称为克劳尔法)和钠还原法(又称为亨特法)成为生产海绵钛的工业方法。美国在1948年用镁还原法制出2吨海绵钛,从此开始了钛的工业化生产 。

 

1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛。当年,产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年,年产量达到了 20万吨。钛的屈服强度比钢铁要高,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的屈服强度却比铝大2倍。钛的比强度高于铝和钢,比模量与铝、钢十分接近。在宇宙火箭和导弹中,就大量用钛代替钢铁。据统计, 世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上。极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属。

 
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