元素符號(hào)Ti,銀白色金屬,在元素周期表中屬ⅣB族,原子序數(shù)22,原子量47.90,α鈦為密排六方晶體,常見化合價(jià)為+4、+3。1947年以后成為重要的結(jié)構(gòu)材料。也有把它歸入輕金屬的。
1791年英國格雷戈?duì)枺╓.Gregor)在研究鈦鐵礦時(shí),認(rèn)為其中含有一種新的金屬元素。1795年奧地利科學(xué)家克拉普羅特(M.H.Klaproth)在研究金紅石時(shí),發(fā)現(xiàn)了這一新元素,并以希臘神話人物Titans(提坦神)命名。1910年美國人亨特(M.A.Hunter)用金屬鈉還原四氯化鈦制得較純的金屬鈦。盧森堡科學(xué)家克勞爾 (W.J.Kroll)1932年用鈣還原四氯化鈦制得鈦;1940年又在氬氣保護(hù)下用鎂還原四氯化鈦制得鈦,此方法是70年代工業(yè)生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)。
鈦在自然界分布極廣,地殼中鈦含量為4400克/噸,居第九位,比常見金屬銅、鉛和鋅的總量還多。已發(fā)現(xiàn)含鈦1%以上的礦物有80多種,工業(yè)上使用的僅有兩種:金紅石(TiO2)和鈦鐵礦(FeTiO3)。金紅石含TiO2品位高,但儲(chǔ)量有限。鈦鐵礦儲(chǔ)量豐富,將逐漸成為鈦工業(yè)的主要原料,但含TiO2低,必須進(jìn)行富集。鈦鐵礦分巖礦和砂礦兩種。巖礦主要產(chǎn)于中國、 加拿大、 美國、蘇聯(lián)、挪威等國;砂礦主要產(chǎn)于澳大利亞、南非、印度、斯里蘭卡和中國。中國四川攀枝花以西地區(qū)有豐富的鈦礦資源,為巖礦;廣東、廣西、福建的海濱鈦鐵礦為砂礦。
性質(zhì)和用途 鈦的化學(xué)性質(zhì)同硅和鋯相似。鈦在水溶液中低價(jià)態(tài)的某些性質(zhì)同釩和鉻相似,鈦在高溫下容易與氧、氮、氫、水汽、氨、CO、CO2等氣體反應(yīng),所以是良好的吸氣劑。吸收量小時(shí),呈固溶體存在;吸收量大時(shí),生成相應(yīng)的化合物如TiH2、TiO等。鈦的表面能生成致密的氧化膜,有保護(hù)作用。因此鈦在海水、堿性溶液、硝酸、含水氯氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕能力;在濃度小于5%的稀鹽酸和稀硫酸中,也有一定的抗腐蝕能力。
氫化鈦很脆,易磨成粉末,常制成鈦粉,作粉末冶金原料。鈦在一定溫度范圍內(nèi)吸氫,升高溫度后放氫,因此70年代開始研究用作貯氫材料。