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钛金属

钛是一种过渡金属,具有钢铁般的外观和银灰色的光泽,一段时间以来一直被认为是稀有金属。钛不是一种稀有金属,它约占地球总重量的05的外壳.42%,是 铜、镍、铅、锌总量的16倍。在金属世界排名第七,含钛矿物70多种。钛具有高强度低密度高硬度高熔点和强耐腐蚀性;高纯钛塑性好,但有杂质存在时变脆变硬。

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目录

现状展望 编辑本段

钛、钛合金和钛化合物的优异性能促使人们迫切需要它们。然而,高昂的生产成本限制了它的应用。

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据有关统计,中国钛的使用量 美国化学工业在2012年达到2.5万吨,低于2011年。这是中国 美国化工钛市场自2009年以来经历了负增长。近年来,化学工业一直是钛加工材料的最大用户,其消费量一直保持在钛材总消费量的50%以上,2011年的比例高达55%但随着经济下行,化工行业不仅新开工项目将大幅减少,还将面临产业结构调整,部分产品新增产能将受到控制,落后产能将逐步淘汰。受此影响,钛加工材料消费萎缩也就顺理成章了。在此之前,有业内人士预测,2013~2015年钛在化工行业的使用量将达到峰值。从目前的市场表现来看,2012年整体经济疲软可能会提前化工用钛的衰退期。

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有了以上政策和国家环保、随着产业政策的实施和市场的推动,中国 美国钛白行业将经历去产能过程,这将促进行业升级,提高氯化法钛白的比重,提高行业集中度。在未来的五年里,中国 美国钛白粉行业将迎来大规模重组、整合。2]近期中核钛白、金普钛业的收购行为和意向,预示着钛白粉行业整合的大幕已经拉开。 Famous Encyclopedia String

性质特征 编辑本段

物理性质

钛是一种银白色金属,它的密度(4.506g/cm)大约是铁的一半,但是它有很高的机械强度(接近于钢)

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化学性质

在室温下,钛对空气和水非常稳定。可缓慢溶解于浓盐酸或热稀盐酸中生成Ti。热浓硝酸与钛的反应也非常缓慢,最终生成不溶性二氧化钛的水合物TiO2nH2O。在高温下,钛能与许多非金属反应,如氧、氯分别产生TiO2和TiCl4。在高温下,钛还能与水蒸气反应生成二氧化钛和H2,钛能与许多金属形成合金。

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概况介绍 编辑本段

钛的比重只有铁的1/2,但能像铜一样经得起锤打和拉拔。在超低温世界里,钛会变得更坚硬,具有超导体的属性,而钢会变得脆弱无能。

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钛有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海水中浸泡5年也不会生锈,而钢在海水中会腐蚀变质。用钛合金制造船体,海水可以 不要腐蚀它。用钛合金制成的“钛潜艇”,可以下潜到4500米的深度一般钢铁潜艇超过300米就很容易被水压压碎。

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利用钛和锆对空气的强吸收性,可以除去空气,从而产生真空。钛锆合金制成的真空泵只能抽十亿分之一的空气。

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在航天工业中,钛可以制成航天器“外衣”,防高温的侵袭。 https://www.qwbaike.cn

一种钛镍合金,被称为“记忆合金”这种合金被做成预定的形状,然后只要稍微加热,受到外力变形就能恢复原来的样子。这种合金已被应用于许多领域。比如美国阿波罗飞船上用的天线就是这种记忆合金;第九人 上海第一医学院附属的美国医院已经将这种记忆合金用于女性绝育;此外,它还可以用于仪器、电子装置等领域。 Famous Encyclopedia String

碳化钛(TiC)很像碳化铁,有金属光泽。但它的熔点和硬度比碳化铁高。因此,具有实际应用价值。 Famous Encyclopedia String

用钛制器皿保存食物时,器皿不会被腐蚀产生离子,食物能保持原有的风味;钛金炊具质轻强度高,不会生锈,最科学卫生。 www.qwbaike.cn

钛合金制成的高压容器可以承受2500个大气压的高压。

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钛在外科手术中的应用也非常引人入胜。不锈钢,使用不锈钢有一个缺点,就是骨头愈合后,再把不锈钢片拿出来是很痛苦的。否则不锈钢会因生锈而对人体有害。如果改用钛制的“人造骨胳”将彻底改变矫形技术。在头部受损的地方,使用钛板和钛螺钉几个月后,骨骼会在钛板的孔和螺丝中重新生长,新的肌肉纤维会被包裹在钛板上钛骨像真骨一样血肉相连,起到支撑和加固的作用因此,钛被誉为“亲生物金属”它已经被应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨固定夹等等。 www.qwbaike.cn

在炼钢工业中,少量的钛是一种良好的脱氧剂、除氮及除硫剂。 Famous Encyclopedia String

钛酸钡晶体广泛应用于超声波仪器和水下探测器。这是因为当它在压力下改变形状时会产生电流;一旦通电,它会再次改变形状。将钛酸钡放入超声波中,按压时会产生电流,可以通过其产生的电流来测量超声波的强度;相反,通过使高频电流通过它,可以产生超声波。

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在工艺品和日用品中用黄金装饰,由于它们的硬度很低、容易刺破磨损,不耐用。在这些物质表面镀上一层氮化钛,外观几乎和黄金一模一样,但比黄金和硬质合金更耐磨这种涂层被认为具有“永不磨损性”

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有机钛聚合物,可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。

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在人类使用的四大系列储氢金属中,钛系是其中之一,也是比较便宜的一种,但是人类还没有找到更理想的“贮氢金属”一旦这个问题得到解决,人们就可以使用氢作为燃料。

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地理分布 编辑本段

中国已探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区(图3.5.1及表3.5.4)主产区是四川,其次是河北、海南、广东湖北、广西、云南、陕西、山西等省(区) Famous Encyclopedia String

钛磁铁矿岩矿

主要矿床位于四川省攀枝花和红格米易白马和西昌太和;河北承德的寺庙、黑山,丰宁的招兵沟,崇礼的南天门;山西左权通榆;陕西省洋县毕集沟;新疆的尾亚;河南省舞阳县赵庵村;广东兴宁的夏兰;黑龙江省的呼玛;北京昌平的上庄,怀柔的新地。其中,四川省 资产负债表上的储备(TiO2 44256.32万t)占全国同类储量(TiO2 46522.83万t)的95.1%,河北省(TiO2 1544.46万t)占3.3%,陕西省占0.46%,山西省占0.35% Famous Encyclopedia String

金红石岩矿

主要矿床位于湖北省枣阳市大夫山;山西代县碾子沟;河南省新县杨冲;山东省莱西县刘家庄。湖北金红石(TiO2)表内储量(534.43万t)占全国同类储量(750.86万t)的71.2%,山西省(154.79万t)占20.6%,陕西省(44.4万t)占5.9%

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钛矿资源 编辑本段

到1995年底,世界金红石(包括锐钛矿)储量和储量基数分别为3330万吨和1644亿吨,总资源量约为2.3亿t(TiO2含量,下同),主要在南非、印度斯里兰卡澳大利亚。世界钛铁矿(TiO2)储量和储量基数均为2.743亿t和4.353亿t,总资源约10亿t;主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。

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到1996年底,中国保留了原生钛(磁)铁矿(折TiO2)储量35704.09万t(其中,甲B丙级23191.50万t)钛铁矿(砂矿)矿产储量3803.19万t(其中,甲B丙班2147名.17万t)金红石矿储量256.86万t(其中,A B C级73名.73万t)金红石型二氧化钛储量750.86万t(其中A B C级242.43万t)

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如果1996年我国持有的钛铁矿ABC矿储量为2147,.按TiO248含量计17万吨%换算下来,它的二氧化钛储量是1030.64万t,仅占当年世界钛铁矿(TiO2)2 7亿吨3.83%如果它与原生钛磁铁矿结合(TiO2)甲乙丙级储量((23 191)50万t)其中大约50是可用的%以粒状钛铁矿的形式生产(TiO2)储量11595.加上75万吨,二氧化钛总储量为12626.6万t,占当年世界钛铁矿的60(TiO2)储量27亿吨47.76%从这个意义上说,中国堪称世界上钛铁矿资源最丰富的国家。

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如果1996年我国金红石矿的ABC储量为73.按TiO2 94含量计为73万吨%换算成TiO2储量为69.31万吨,加上当年金红石(TiO2)甲乙丙储量242.43万t,合计311.74万吨,占当年世界金红石产量的70(TiO2)储量3330万吨9.36%可见我国金红石资源并不丰富。 Famous Encyclopedia String

钛的用途 编辑本段

纯钛是一种银白色的金属,具有许多优良的性能。钛的密度为4.54g/Cm3,比钢轻43% ,比久负盛名的轻金属镁略重。但机械强度与钢相差无几,是铝的2倍,镁的5倍。钛耐高温,熔点1942K,比金高近1000K ,比钢高近500K。

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钛是一种化学活性金属。加热时能与O2、N2、H2、硫和卤素之间的非金属相互作用。但在室温下,钛表面容易形成一层非常薄而致密的氧化物保护膜,能抵抗强酸甚至王水的作用,表现出很强的耐腐蚀性。因此,普通金属在酸性溶液中会变得千疮百孔,而钛却安然无恙。

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液态钛几乎可以溶解所有的金属,所以可以和很多金属形成合金。在钢中加入钛制成的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成间隙化合物或金属间化合物。 https://www.qwbaike.cn

钛合金制成的飞机比同等重量的其他金属制成的飞机多载100多名乘客。该潜艇不仅能抗海水腐蚀,还能抗深水压力,潜水深度比不锈钢潜艇高80% 。同时,钛是非磁性的,不会被地雷发现,具有很好的反监听效果。 Famous Encyclopedia String

钛具有“亲生物“性。在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀,无毒,适用于任何灭菌方法。因此被广泛用于制作医疗器械和人工髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,活动心脏瓣膜、骨骼固定夹。1]当新的肌肉纤维环缠绕在它们周围时“钛骨”早上,这些钛骨头开始维持人体的正常活动。 Famous Encyclopedia String

钛在人体内分布广泛,正常人体内含量每70kg体重不超过15mg,但其作用尚不明确。但已证明钛能刺激吞噬细胞,增强免疫力。

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相关合物 编辑本段

重要的钛化合物有:二氧化钛(TiO2)四氯化钛(TiCl4)偏钛酸钡(BaTiO3)

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二氧化钛

纯二氧化钛是一种白色粉末,是一种优良的白色颜料“钛白”它兼有铅白(PbCO3)覆盖性能和锌白(ZnO)的持久性能。因此,人们经常在涂料中加入钛白粉,制成高档白漆;造纸工业中用作纸浆的填料;纺织工业中用作人造纤维的消光剂;在玻璃、陶瓷、搪瓷工业作为添加剂,以改善其性能;在许多化学反应中用作催化剂。随着化学工业的发展,二氧化钛和钛系列化合物作为精细化工产品,具有很高的附加值和诱人的前景。

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四氯化钛

四氯化钛是无色液体;熔点250K、沸点409K,有刺鼻气味。在水中或潮湿空气中易水解,放出大量白烟。 Famous Encyclopedia String

TiCl 43h2o  ==  H2TiO 34HCl Famous Encyclopedia String

因此,TiCl4 4在军事上,特别是在海战中被用作人工气溶胶。在农业上,人们使用TiCl4 4形成的浓雾地面,以减少夜间地热的损失,保护蔬菜和作物免受严寒、霜冻的危害。

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偏钛酸钡

将TiO2 2和BAC O3熔融在一起制备偏钛酸钡: www.qwbaike.cn

Tio2Baco ==  BaTiO3 decacarbon dioxide-

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人工制备的BaTiO3具有高介电常数,并且由其制成的电容器具有大容量更重要的是,钛酸钡具有显著的“压电性能”它的晶体受压会产生电流,通电会改变形状。人们把它放在超声波中,当它被按压时,就会产生电流通过测量电流,可以测量超声波的强度。几乎所有的超声波仪器都使用它。随着钛酸盐的开发和利用,它越来越广泛地用于制造非线性元件、介质放大器、电子计算机存储元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。

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钛的产品 编辑本段

钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,广泛应用于航空领域、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。

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材质:佳能钛,工业纯钛, α 型钛, β 型钛, α  β型钛 Famous Encyclopedia String

类型包括有钛丝、钛网、钛管、钛片、钛箔。 Famous Encyclopedia String

钛网:它应用在一些仪器设备上,起到过滤的作用。 Famous Encyclopedia String

钛丝:除了工业应用,高级钛丝还用于一些植入和美容手术。 Famous Encyclopedia String

钛管:应用于工业、机械上。

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钛片:骨植入物,外科骨缝合和生物植入公司。

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钛箔:应用程序同上钛箔是一种较薄的钛片,厚度为0.1mm以下。

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