钛金属
钛金属简介-中文版
宝鸡智睿金属材料有限公司——钛金属简介钛颇具魅力的光泽、质感和耐腐性能，经过专业技术人员多年的探索和实践，在有着浓郁历史文化底韵的“炎帝故里”、“佛骨圣地”、“青铜器之乡”、“中国钛城”的宝鸡孕育而生。
一．钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
具体有以下几种性能：1.比强度高钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。
目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
2.热强度高使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。
钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
3.抗蚀性好钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。
但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
4.低温性能好钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。
低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。
因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
5.化学活性大钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
介绍金属钛——大学化学
参考文献
• • • • • 《钛工业进展》1999 《英小狗安假肢成“仿生犬” 》现代快报 《钛合金及其应用》2005 《钛与钛合金》2005 《钛及钛合金在汽车上的应用》2010
1791年发现，1910 年才制得高纯度钛
钛矿石
• 钛铁矿
钛的特性
• 钛的优点概括起来就是强度高，导热系数小，无磁 可塑性好，抗疲劳性能焊接性能好，膨胀系数小， 比重小（比钢轻43% ），机械强度高（与钢相差不多，比铝 大两倍，比镁大五倍）。钛耐高温（比黄金高近1000K ，比钢高 近500K）。在强腐蚀环境下，化学性质稳定。在化工 中的实际应用价值很大。某些钛合金还具有超导性， 记忆性能和储氢性能。
钛金属的应用
• 一· 航空航天工业中 • 在飞机机身及其发动机和火箭部件中，称钛为 不可缺少的“太空金属”。航空构架要求高抗拉 强度并结合良好的抗疲劳强度和断裂韧性。而钛 合金的优异的高抗温强度，蠕变强度和高温稳定 性也使之被应用于喷气式发动机上。 • 太空飞行器的有效载荷相对飞机较小，因此其 结构的减重就显得更为重要。钛合金质量轻，强 度高，与燃料的长期化学稳定性好，因此比高强 度钢更有优势。
• 现年8岁半的“科尔”是一条来自 伦敦的斗牛犬，由于患癌，它于 去年经手术截除了前侧的左小腿 和整个脚掌。看到爱犬从此无法 正常行走，主人雷格· 沃克不惜花 费1万英镑巨资，为它安装了一条 高科技的钛合金假肢。安上假肢 后的“科尔”如今健步如飞，并 且获得了“仿生犬”的称号。
钛合金的发展趋势
• 目前，钛合金材料主要的应用领域是航空航天等军事 工业部门，但在新的领域特别是汽车，火车，磁浮列车等 民用领域的应用前景十分广阔。
中国第四代重型歼击机歼14
•
机体的36％由碳纤维复合材料制成，钛64约占24%，钛 62222占3%，钢占16%，铝合金占16%，传统的钢和铝合金 占的比重很小，而大量使用了钛合金和复合材料，这有利于 提高飞机的隐身性和耐热性，减轻机体重量，增大机体强度。
钛金属的主要物理性能
第2章2．1 钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。
钛的基本性质主要包括以下几个方面。
2．1．1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。
钛属难熔金属，原子序数为22，。
相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。
钛有两种同素异构体，。
—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p—Ti在882~C与熔点1678~C之间稳定存在，具有体心立方晶格(bbc) 结构。
在882~C发生。
一p转变。
—Ti的点阵常数(20'C)为a＝0．2950nm，‘＝0．4683nm，‘／o/=1.587；p—Ti的点阵常数为o=0.3282nm(20℃)或o= 0.3306nm(900~C)。
钛的密度为4．51g／cm3，只相当于钢的57％，属轻金属。
钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1／4，是铜的1／7。
钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。
当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9～10K，钛的基本物理性能数据列于表2—1。
┌───────────────┬────────┐│名称│数值│├───────────────┼────────┤│相对原子质量│47．9 │├───────────────┼────────┤│原子半径／nm │0．145 │├───────────────┼────────┤│e—Ti-~-Ti相变潜热／(kJ／mo1) │3．47 │└───────────────┴────────┘比密度续表2．1，2 力学性能室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c／aGl．633，室温变形时主要以<1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生[9]；钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。
钛有什么作用
钛有什么作用钛是一种重要的金属元素，具有广泛的应用市场和重大的经济价值。
它的作用主要体现在以下几个方面：首先，钛具有优良的机械性能和耐腐蚀性能。
钛材料具有高强度、低密度和优异的耐蚀性，因此被广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗和生物工程等领域。
在航空工业中，钛合金常被用于制造飞机机身、发动机和涡轮叶片等高强度零部件，如F-22战斗机就大量使用了钛合金材料。
在医疗领域，钛金属也常被用作人工关节、心脏支架和牙科种植物等医疗器械的材料，因为它具有与人体组织相容性好、无毒无害的特点。
其次，钛还具有良好的导热性和导电性能。
钛是一种非磁性金属，具有优异的热传导性能，因此广泛应用于制造化学反应器、加热器、蒸发器和换热器等设备。
此外，钛也是一种优良的电导金属，被广泛用于制造电解槽、电极、电容器、电线电缆和电子元件等。
再次，钛还具有一定的生物活性。
钛金属可以与组织和骨骼接触时，产生钙化作用，有助于骨骼生长和修复。
这使得钛金属材料在牙科和骨科等医疗领域得到广泛应用，如人工关节、牙科种植物和骨修复植入物等。
此外，钛还具有很强的抗热和耐磨损性能。
在高温环境下，钛金属仍能保持较高的强度和稳定性，因此在高温领域，如火箭发动机喷管和核能反应堆中，钛合金也得到广泛应用。
另外，钛金属还具有较高的硬度和耐磨性，使其成为汽车、船舶和自行车等交通工具制造中的理想材料。
综上所述，钛作为一种重要的金属元素，在航空航天、化工、医疗和生物工程等领域具有广泛的应用。
其优异的机械性能、耐腐蚀性能和导热性能，以及良好的生物相容性和抗热耐磨性，使得钛金属材料成为各行业中不可或缺的重要材料。
随着科技的不断发展和创新，相信钛金属的应用领域和作用还会不断拓展和加强。
钛—并不稀有的“稀有金属”
钛——并不稀有的“稀有金属”2013-02-25 《证券导刊》钛元素是英国化学家格雷戈尔(William-Gregor)于1791年发现的，1795年德国化学家克拉普鲁斯(M.H.Klaproth)在分析匈牙利出产的红色金红石时也发现了这种元素，并用希腊神话中泰坦神族“Tita nic”的名字为其命名为“Titanium”，元素符号为Ti。
钛在元素周期表中位于第IVB族，原子序数22，钛属于稀有金属，但是实际上钛并不稀有，其在地壳中的丰度为0.56%，在所有元素中排第9位；钛的储量仅次于铁铝居于第三位，约为铬的20倍，镍和铜的60倍，钨的100倍，钴的200倍和钼的600倍。
不管是从工业价值上看还是从资源储量和发展前景上看，钛都可以被称为继铁、铝之正在崛起的“第三金属”。
只是由于钛熔炼技术复杂、加工难度大，钛才被归类为“稀有”金属，世界上目前仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整的钛工业生产技术。
从发现钛元素到钛第一次应用于工业领域，经历了大概一个世纪的时间，钛元素第一次被提炼出来用于工业用途是在1947年，当时钛的产量只有2吨；目前，经过半个多世纪的发展，钛已经广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、生物医疗、化工冶金、海洋工程、体育休闲等多种领域，被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。
(一)我国钛资源储备全球第一Ti在地壳中主要存在形态为钛铁矿(FeTiO3理论含钛量31.6%)及金红石的形式存在。
世界钛铁矿主要集中于中国、澳大利亚、印度、南非、巴西等国家，而金红石矿主要集中于澳大利亚、南非、印度、塞拉利昂、斯里兰卡等国家。
根据2012年美国地质调查局(USGS)公布的资料，全球钛铁矿储量6.5亿吨；金红石储量4200万吨，二者合计储量约6.92亿吨，而我国的钛资源储备约两亿吨，占到全球总储量的28.9%，钛矿储量位居世界第一。
我国探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区。
钛金属概念
钛金属概念钛金属是一种众所周知的有用金属，它具有独特的性质，可以被广泛应用于航空航天、医疗器械制造、高强度装备制造和重工业等行业。
它的性质使它在这些行业中具有重要的意义。
本文将介绍钛金属的性质、应用及未来发展。
钛金属的性质钛金属具有高强度、质轻、耐腐蚀性强等特点，其强度是钢的两倍，但重量仅为钢的半倍。
在正常温度下，它不容易被腐蚀，耐热、口感性和磨损性能也相当优越，能承受高温条件下长时间的使用。
此外，钛金属具有高密度、高弹性、低导热系数和良好的抗拉强度等优点，能有效抑制温度的变化，并减少表面的损坏。
钛金属的应用钛金属因其独特的特性，能充分发挥它在航空航天、医疗器械制造、高强度装备制造和重工业等行业中的应用价值。
在航空航天领域，钛金属用于制造飞机机身、发动机部件和舰载设备，能有效提升飞机的强度、耐久性和精心制造。
此外，钛金属还能有效降低机身重量，减少飞机燃料耗损，从而提高飞行效率。
在医疗器械制造领域，钛金属的耐腐蚀性和可加工性能能有效提高医疗器械的安全性和使用性能。
钛金属制造的医疗器械，如穿刺针、刮除刀、血袋等，能更精确地传递医疗技术，减少手术失误，提高患者安全性和满意度。
此外，钛金属还可用于高强度装备制造中，如军用装备、汽车发动机零件等，能更有效地提升装备的抗冲击性能、耐腐蚀性和延展性能。
最后，钛金属也可用于重工业中，如炼油、电力、船舶制造等行业，可有效增强产品的可靠性、抗磨性和耐久性，确保设备的安全性和正常运行。
钛金属的未来发展随着科技的不断发展，钛金属将在未来发挥更大的作用。
一方面，未来钛金属将应用于新兴的行业，如电子科技、激光技术、三维打印技术等，从而更好地发挥它的作用。
另一方面，钛金属的新型合金将被开发出来，如添加硅的钛金属合金，可有效增强钛金属的耐腐蚀性与力学性能，使其在更多行业中发挥作用。
综上所述，钛金属是一种重要的材料，具有独特的性质，可以被广泛应用于航空航天、医疗器械制造、高强度装备制造和重工业等行业。
钛
钙、钠、钡和NH4+离子及其水溶液，都不与钛发生反应，钛在这些氯化物中具有很好的稳定性。
硫酸和硫化氢钛与5%的硫酸有明显的反应，在常温下，约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达到60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达到最快。
加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛，见式Ti+H2SO4 ══TiSO4+H22Ti+3H2SO4══Ti2(SO4)3+3H2，加热的浓硫酸可被钛还原，生成SO2，见式2Ti+6H2SO4 ══Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O +202千卡。
常温下钛与硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢与钛的进一步反应。
但在高温下，硫化氢与钛反应析出氢，见式Ti+H2S ══TiS+H2 +70千卡，粉末钛在600℃开始与硫化氢反应生成钛的硫化物，在900℃时反应产物主要为TiS，1200℃时为Ti2S3。
硝酸和王水致密的表面光滑的钛对硝酸具有很好的稳定性，这是由于硝酸能快速在钛表面生成一层牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特别是海绵钛或粉末钛，可与次、热稀硝酸发生反应，见式3Ti+4HNO3+4H2O ══3H4TiO4+4NO 3Ti+4HNO3+H2O ══3H2TiO3+4NO 高于70℃的浓硝酸也可与钛发生反应，见式Ti+8HNO3 ══Ti(NO3)4+4NO2+4H2O；常温下，钛不与王水反应。
温度高时，钛可与王水反应生成TiCl2。
综上所述，钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。
致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但是，粉末钛在空气中可引起自燃。
常温下钛的化学活性很小，能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛的活性迅速增加，特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应。
钛的冶炼过程一般都在800℃以上的高温下进行，因此必须在真空中或在惰性气氛保护下操作。
化合物二氧化钛俗名：金红石；钛白，它产量标志着一个国家国民经济发展的程度.〈1〉金红石是典型的晶体类型.Ti(+iv)的配位数为6，O2-的配位数为3.钛白的制备：①酰液的制备：FeTiO3+2H2SO4 ══TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O②加入铁回收绿矾③钛酰液水解：TiOSO4 + 2H2O ══TiO2·H2O + H2SO4④TiO2·2H2O受热分解：TiO2 H2O ══TiO2 + H2O制备海绵钛：TiCl4 + 2Mg ══Ti + 2MgCl2精制钛---碘化分解法：Ti + 2I2══TiI4 TiI4══Ti + 2I2金属氧化物 + C + Cl2→无水氯化物 + CO ---------制备无水氯化物的方法与熔融的碳酸钡生成偏钛酸钡（加入氯化钡或碳酸钠做助溶剂）TiO2+BaCO3══BaTiO3+CO2↑不溶于水或者稀硫酸，但是可以溶于热浓硫酸或熔融的硫酸氢钾[1] ：TiO2+H2SO4══TiOSO4+H2O二氧化钛溶于热浓硫酸所得溶液虽然是酸性的，但加热煮沸也能发生水解，得到不溶于酸、碱的水合二氧化钛（β型钛酸）。
钛的十大性能
钛的十大性能1、密度小,比强度高金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。
2、耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。
但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。
这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。
即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。
这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。
介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。
为了提高钛的耐蚀性，研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术，对钛的氧化膜起到了增强保护性作用，获得了所希望的耐腐蚀效果。
针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要，开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金。
钛铸件使用了钛-32钼合金，对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果。
3、耐热性能好通常铝在150℃，不锈钢在130℃即失去了原有性能，而新型钛合金可在600℃或更高的温度下仍保持良好的机械性能。
当飞机速度达到音速的2.7倍时，飞机结构表面温度达230℃，铝合金和镁合金已不能使用，要改为钛合金。
钛的耐热性能好，它可以用于航空发动机、飞机后机身以及受发动机散热影响的部位。
4、耐低温性能好钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。
在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,可把它用在液氮、液氧火箭发动机上，或在载人飞船上做超低温容器,贮箱等设备的理想材料。
5、抗阻尼性能强金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。
钛的常见用途
钛的常见用途钛是一种具有很高强度和良好耐蚀性的金属，因此被广泛应用于各个领域。
以下是钛的常见用途：1. 航空航天工业：钛在航空航天领域中得到广泛应用，因为其具有较低的密度和高强度。
钛制成的航空部件可以减轻飞行器的重量，提高燃油效率。
同时，钛也能在高温、高压和强腐蚀环境下保持稳定性，因此适用于高温发动机部件、机身结构和液压系统等。
2. 医疗行业：钛是一种生物相容性良好的金属，并且具有良好的耐腐蚀性，因此广泛应用于医疗器械和人工骨骼等领域。
例如，钛制的人工关节可以替代受损的关节，提供良好的运动和功能恢复。
此外，钛还用于牙科种植和修复、心脏支架等内部假体。
3. 化工行业：由于钛具有良好的耐腐蚀性和耐高温性，被广泛用于化工行业。
例如，在制药工业中，钛容器可以用于储存和处理各种化学品和药品。
此外，钛还可以用于制造化工设备、反应器和储罐等。
4. 汽车工业：钛的高强度和轻质使其成为汽车工业的理想材料。
通过使用钛制的发动机零件、排气系统和悬挂部件等，可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和性能。
此外，钛还具有良好的耐腐蚀性和抗疲劳性，能够延长汽车零件的使用寿命。
5. 潜水装备：钛在潜水和深海勘探领域中也得到广泛应用。
由于钛的抗腐蚀性能，可以用于制造潜水艇的外壳和潜水器的部件。
同时，钛制的潜水氧气瓶和潜水器配重器在深海作业中能够承受高压和恶劣条件。
6. 电子产品：随着电子行业的发展，钛在制造电子产品中也逐渐得到应用。
由于钛具有良好的导电性和耐腐蚀性，可以用于制造电子器件和电路连接器等。
此外，钛还可以用于制造电力传输线路和电缆。
7. 建筑与装饰：钛金属具有良好的耐候性和装饰性，在建筑和装潢领域中被广泛应用。
钛金属板可以制成各种形状和纹理，用于外墙覆盖、屋顶覆盖和内装饰等。
此外，钛金属还可以用于制造窗框、门把手和家具等。
总的来说，钛金属在航空航天、医疗、化工、汽车、潜水、电子、建筑与装饰等众多领域都发挥着重要作用，其优异的性能和多样的应用前景使其成为现代工业中不可或缺的重要材料。
钛金属的加工工艺
钛金属的加工工艺
钛金属是一种高强度、轻量化的金属材料，广泛应用于航空航天、医疗器械、船舶等领域。
然而，由于钛金属的物理性质和化学性质都比较特殊，使得其加工难度较高。
本文将介绍钛金属的加工工艺及注意事项。
1. 钛金属的特点
钛金属的密度低、强度高、抗腐蚀性好，是一种非常优秀的金属材料。
但是钛金属的热膨胀系数大、导热系数低、切削性能差，所以加工难度较大。
2. 钛金属的加工方法
（1）切削加工：切削加工是钛金属最常用的加工方法。
主要包括车削、铣削、钻孔等。
在进行切削加工时，应该使用硬质合金刀具，并保持良好的润滑冷却效果。
（2）电火花加工：电火花加工是钛金属的一种重要加工方式，其优点是加工精度高、表面质量好。
但是电火花加工时要特别注意，由于钛金属导热性能差，容易造成加工过热，从而影响加工效果。
（3）激光加工：激光加工是一种非常适合钛金属加工的方法。
激光能够高效加热和切割钛金属，同时激光切割还能够实现非常精细的加工。
3. 钛金属的注意事项
（1）在进行钛金属加工时，应该使用合适的硬质合金刀具，刀具的刃口应该尽量锐利。
（2）加工过程中要保持良好的润滑冷却效果，以保证加工效果。
（3）在进行电火花加工时，应该特别注意钛金属的热传导系数较低，容易造成加工过热的问题。
（4）钛金属加工时，应该尽量避免产生切削热量和机械应力，以免影响材料的性能和工件表面的质量。
（5）在进行钛金属加工时，应该遵守严格的安全操作规程，以确保人身安全。
钛金属的主要物理性能
第2章2．1 钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。
钛的基本性质主要包括以下几个方面。
2．1．1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。
钛属难熔金属，原子序数为22，。
相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。
钛有两种同素异构体，。
—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p—Ti在882~C与熔点1678~C之间稳定存在，具有体心立方晶格(bbc) 结构。
在882~C发生。
一p转变。
—Ti的点阵常数(20'C)为a＝0．2950nm，‘＝0．4683nm，‘／o/=1.587；p—Ti的点阵常数为o=0.3282nm(20℃)或o=0.3306nm(900~C)。
钛的密度为4．51g／cm3，只相当于钢的57％，属轻金属。
钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1／4，是铜的1／7。
钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。
当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9～10K，钛的基本物理性能数据列于表2—1。
┌───────────────┬────────┐│名称│数值│├───────────────┼────────┤│相对原子质量│47．9 │├───────────────┼────────┤│原子半径／nm │0．145 │├───────────────┼────────┤│e—Ti-~-Ti相变潜热／(kJ／mo1) │3．47 │└───────────────┴────────┘比密度续表2．1，2 力学性能室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c／aGl．633，室温变形时主要以<1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生[9]；钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。
金属钛的制取方法术范本
金属钛的制取方法术范本导言金属钛是一种广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域的重要金属材料。
其具有低密度、高强度、耐腐蚀等优异特性，因此受到广泛关注和研究。
本文将介绍金属钛的制取方法术，并对其原理、步骤、操作注意事项等进行详细说明。
一、金属钛的原理金属钛的制取方法主要有物理法和化学法两种。
物理法主要是通过金属钛的提纯、冶炼和加工等过程获得金属钛，化学法则是通过化学反应将合金中的钛分离出来制得金属钛。
二、金属钛的制取方法术1. 物理法：(1) 钛矿选矿：首先需要从钛矿石中提取钛金属。
一般常用的钛矿石有金红石、钛磁石等。
通过矿石的分选、破碎、磁选、浮选等处理，将钛矿石中的钛含量提高到一定的程度。
(2) 钛金属精炼：将提取出的钛矿石进行精炼处理，主要包括焙烧、还原和冶炼等步骤。
焙烧是指将矿石中的杂质去除，并将矿石结构转变为金红石结构；还原则是将焙烧后的金红石矿石还原为金属钛；冶炼则是将还原得到的钛粉进行一系列加工和冶炼处理，获得纯度较高的金属钛。
(3) 金属钛的加工：将得到的金属钛进行加工处理，包括热处理、机械加工等过程，使其达到预期的性能要求。
2. 化学法：(1) 氯化法：将精炼过的钛粉与氯气反应生成四氯化钛，然后通过一系列的萃取和气相沉积反应将四氯化钛转化为金属钛。
(2) 碱稀酸法：将钛矿石进行高温酸浸，得到钛酸盐溶液，然后通过碱沉淀、纯化、还原等步骤将钛酸盐转化为金属钛。
三、金属钛的制取方法操作注意事项1. 安全操作：在金属钛的制取过程中，需严格遵守安全操作规程，做好个人防护，防范火灾、爆炸等事故的发生。
2. 实验设备：根据不同的制取方法，准备相应的实验设备和仪器，确保能够顺利进行实验操作。
3. 操作环境：金属钛的制取需要一定的操作环境，例如在氯化法中，需要具备良好的通风条件，保持气体的流动和稀释。
4. 材料选择：选择合适的材料进行实验操作，例如在化学法中，需要使用耐腐蚀的材料，如聚四氟乙烯等。
钛金属板特点及应用范围
钛金属板特点及应用范围
1. 高强度、低密度：钛金属板的强度比铝合金高，但密度却只有一半左右，是优异的轻质高强材料。
2. 耐蚀性强：钛金属板耐腐蚀性能极佳，尤其对于氧化性介质的抵抗能力更强，不容易生锈。
3. 耐高温性好：钛金属板可以在高温下（约600℃）下工作，甚至在400℃左右的炉膛中长期使用。
4. 优异的生物相容性与可加工性：钛金属板可以被人体组织充分接受，可用于医疗植入品制作，并且加工容易，可用成各种形状。
钛金属板广泛应用于高端装备制造、医疗设备制造、化学工业、航空航天、海洋工程、建筑装饰、汽车及摩托车等领域。
钛金属基本知识
目录钛工业发展史1钛矿资源2钛的原子结构3钛的物理性质4钛的化学性质4钛的腐蚀数据5钛的三大功能7钛的十大性能7钛的存在8钛的冶炼9钛与钛合金的特性、用途9钛的化合物与用途10钛的表面处理技术10金属管道腐蚀防护基础知识13钛工业发展史1791年英国牧师W．格雷戈尔(Gregor)在黑磁铁矿中发现了一种新的金属元素。
1795年德国化学家M．H．克拉普鲁斯(Klaproth)在研究金红石时也发现了该元素，并以希腊神Titans命名之。
1910年美国科学家M．A．亨特(Hunter)首次用钠还原TiCI：制取了纯钛。
1940年卢森堡科学家W．J．克劳尔(kroll)用镁还原TiCl：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2t海绵钛，从此达到了工业生产规模。
随后，英国、日本、前苏联和中国也相继进入工业化生产，其中主要的产钛大国为前苏联、日本和美国。
钛是一种新金属，由于它具有一系列优异特性，被广泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰艇和日常生活器具等工业生产中，它被誉为现代金属。
金属钛生产从1948年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航空和航天工业而发展起来的新兴工业。
它的发展经受了数次大起大落，这是因为钛与飞机制造业有关的缘故。
但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任何一种其他有色金属的发展速度。
这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出：海绵钛生产规模60年代为60kt/a，70年代为1l0kt/a，80年代为130kt/a，到1992年已达140kt/a。
实际产量1990年达到历史最高水平，为105kt/a。
目前，世界海绵钛生产厂家和生产能力列于表1—1。
进入90年代后，由于军用钛量减少和俄罗斯等一些国家抛售库存海绵钛，使前几年市场疲软。
1995年钛的市场开始回升，主要由于B777等民用飞机和高尔夫球杆等民用钛量大幅度增加，1996年钛的需求量达到一个新的高点。
钛作为一种贵金属
钛作为一种贵金属，钛和其合金在线路板企业消费中应用非常广泛，例如钛槽，主要用多层板内层黑/棕化处理，多层板除胶渣中溶胀，除胶槽〔有时化学铜碱性除油槽也适用，但是多用不锈钢316〕；电镀槽阳极钛篮，如铜缸，镍缸，使用锡球的锡缸〔外表镀钌，镀铑处理〕；金缸不溶性阳极〔外表使用镀铂，镀钌或镀铑处理〕；加热管/器〔有时也成热笔〕；冷却管，和一些设备的外壳！如此广泛的应用，我们应该对其性质有些理解，钛作为金属，具有三大特点：1．不生锈2．质量轻，密度只有4。
513．高强度〔抗张强度28—160kgf/mm〕具有优良的机械性能和极佳的比强度〔强度/密度比〕，钛合金更具有卓越的性能；钛合金的机械性能受如下因素影响：合金的种类，添加量和比例,加工方式,加工量,使用前热处理条件等等钛金属还具有以下几大优点：一．高温特性：在高温下，抗拉强度和抗潜变性能极佳，钛金属最高300度左右，钛合金在500度仍具有稳定的强度；二．低温特性：在绝对零度时，不发生脆化，仍具有良好的抗疲劳强度和抗破裂韧性；三．抗疲劳韧性：但是焊接后受热影响区域有明显抗疲劳强度下降现象；四．耐蚀性，耐酸碱性：钛的耐蚀性取决于其外表的稳定氧化膜钛的焊接钛在高温下会与氧等气体发生反响，引起硬化，造成焊接缝隙处延展性降低，产生气孔，耐蚀性下降；所以钛焊接时采用惰性气体或真空保护；焊接处易产生重结晶现象，特别是β-钛，造成结晶粗大，导致该处延展性下降；另外钛焊接时变形大，校正很困难。
钛一般的焊接方法：TIG,MIG,电阻焊，电浆焊,粒子束焊，激光焊等，焊接后需要进展应力释放的退火处理或者固溶时效处理，甚至双重固溶时效处理，以进步其强度，韧性和抗疲劳强度；钛的外表处理：1，增强耐蚀性处理：大气氧化处理和阳极氧化处理；不仅可以进步耐蚀性，同时也可以防止氢脆；此外还有镀铂，氧化钯/氧化钛处理；2，改良耐磨性：高温下〔800-900度〕进展氮化处理，使其外表维氏硬度高达700以上；通过堆焊，在氩气中同入适量的氮气或者氧气，使其外表硬度可以进步2—3倍；通过离子电镀，使其外表生成一层氮化钛，厚度在5微米左右，外表维氏硬度竟然高达16000—20000；镀铬等；通过以上对钛金属及其合金的简单理解，我们也会明白钛及其合金在线路板消费中一些作用，在使用，维护等方面会有所启发；钛金属已是继镁铝之后第三大将来应用前景作为广泛的金属！附录:钛金属介绍钛是一种化学元素，它的化学符号是Ti，它的原子序数是22，是一种银色的过渡金属。
金属钛特性
金属钛的性质钛金属外观似钢，具有银灰光译，是一种过渡金属，在过去一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。
钛并不是稀有金属，钛在地壳中约占总重量的0.42%，是铜、镍、铅、锌的总量的１６倍。
在金属世界里排行第七,含钛的矿物多达70多种。
钛的强度大，密度小，硬度大，熔点高，抗腐蚀性很强；高纯度钛具有良好的可塑性，但当有杂质存在时变得脆而硬。
钛的比重仅是铁的１／２，却像铜一样经得起锤击和拉延。
在超低温世界里，钛会变得更为坚硬，并有超导体的性能，钢则变得脆弱无能。
钛有很强的耐酸碱腐蚀能力，腐蚀它。
用钛合金制成的“钛潜艇”，可潜入４５００米的深度，一般钢铁潜艇在超过３００米就容易被水压压坏。
“钛飞机”坚实又轻便，一架大型钛客机可比同样重的普通飞机可以把空气抽到只剩下十亿分之一。
在航天事业中，钛可制成飞船的“外衣”，防高温的侵袭。
钛和镍组成的合金，被成为“记忆合金”。
这种合金制成预先确定的形状,再经定型处理后,若受外力变形，只要稍微加热便可恢复原来的面貌。
这种合金目前已在不少领域。
TiC所以,它有着实际应用价值。
用钛制器皿保存的食物，色、香、味经久不衰；钛制炊具既轻巧,又不会生锈，最合科学卫生。
用钛合金制成的高压容器，能够耐受2500个大气压的高压。
钛在外科医疗手术上的应用，也非常引人入胜。
目前，外科接骨是十分痛苦的事。
不然,不锈钢会因生锈而对人体产生危害。
如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。
在头损坏的地方,用钛片与钛螺丝钉，过了几个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里,新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联，起到支撑和加固作用,所以,钛被人们赞誉为。
现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。
在炼钢工业中，少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。
钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。
这是因为具有受压斩改变形状时，会产生电流；一旦通电又会改变形状。
钛的性能
钛的性能1.密度小，比强度高金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。
2.耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。
但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。
这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。
即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。
这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。
介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。
为了提高钛的耐蚀性，研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术，对钛的氧化膜起到了增强保护性作用，获得了所希望的耐腐蚀效果。
针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要，开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金。
钛铸件使用了钛-32钼合金，对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果。
3.耐热性能好新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
4.耐低温性能好钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn），TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高，但塑性变化却不大。
在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性，避免了金属冷脆性，是低温容器，贮箱等设备的理想材料。
5.抗阻尼性能强金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。
利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。
6.无磁性、无毒钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相溶性，所以被医疗界采用。
7.抗拉强度与其屈服强度接近钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。
钛金属的密度
探秘钛金属：轻如羽毛的奇妙材料钛金属是一种重要的工程材料，其重量轻如羽毛，却具有极高的
强度和耐腐蚀性。
它的密度只有4.51克/立方厘米，比铁还要轻。
这
种材料的独特性质让它成为航空、化工、医疗等领域必不可少的材料
之一。
钛金属密度低主要归功于它的原子结构以及电子排布方式。
钛的
原子半径小，电子排布合理，导致了相对较大的空间中存在较少的原子。
除了重量轻之外，钛金属还具有很多其他的优点。
它不易受腐蚀、抗拉强度高、耐高温、无磁性等。
因此，它是制造飞机、卫星、工程
机械、假肢等高档产品的首选材料。
钛金属的应用已经越来越广泛，但它的生产成本却依然高昂。
目前，钛金属的制造主要采用两种方式：一是从钛矿石中提炼，另一种
是通过回收钛合金废料得到。
无论是哪种方式，都需要耗费大量的能
源和金钱，因此钛金属的价格居高不下。
未来，随着新技术的发展，钛金属的制造成本会逐渐降低，它的
应用范围也会越来越广泛。
相信不久的将来，我们将看到更多奇妙的
钛金属制品出现，它们将改变我们的生活，让我们的世界变得更加美好。
金属钛的反应式
金属钛的反应式
金属钛是一种具有良好机械性能和耐蚀性的金属材料，其反应性也非常活泼。
以下是金属钛的一些典型反应：
1. 与氧气反应：金属钛在高温下与氧气反应，生成氧化钛。
此反应常用于制备高纯度的氧化钛。
2. 与水反应：金属钛在常温下与水反应，生成氧化钛和氢气。
此反应可用于制备氧化钛纳米颗粒和制氢。
3. 与酸反应：金属钛可以与非氧化性酸如盐酸和硫酸反应，产生氢气和对应的钛盐。
此反应可用于制备各种钛盐。
4. 与碱反应：金属钛可以与氢氧化钠等碱反应，产生氢气和钛酸钠。
此反应可用于制备钛酸钠及其衍生物。
5. 与卤素反应：金属钛可以与卤素如氟、氯、溴、碘等反应，产生对应的钛卤化物。
此反应可用于制备各种钛卤化物及其衍生物。
总的来说，金属钛的反应性非常活泼，常常用于制备各种化合物和材料。
同时，也需要注意其反应时产生的氢气等有害物质的处理和安全问题。
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其对人体作用尚不清楚,但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。
可以使人的骨骼更坚固.对人体刺激最小，不容易产生排斥反应.钛是一种稀有金属，以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。
钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。
钛合金是一种新型结构材料，它具有优异的综合性能，如密度小（~4.5gcm-3），比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异，某些钛合金的最高工作温度为550ºC，预期可达700ºC。
因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用，发展迅猛。
轻合金、钢等的（σ0.2/密度）与温度的关系，钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到500ºC左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。
钛产量中约80%用于航空和宇航工业。
例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21%，主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。
由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它用于制作假体装置等生物材料。
特点： 钛金属的密度较小，为4.5g/cm3，仅为铁的60%，通常与铝、镁等被称为轻金属，其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。
世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对钛合金材料进行研究开发，并且得到了实际应用。
钛在医学上的应用也是比较广泛的，由于钛及其
合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它用于制作假体装置等
生物材料。
主要用于治疗骨骼外伤疾病，可以植入体内，任何人体对钛不发生过敏反应，钛
也被称为“亲生物金属”。
但是目前没有发现钛本身有任何治疗人类疾病的效果.满意答案【钛金属介绍】
钛的特性本身具有高硬度且质轻之不会生锈变质、或致使金属过敏之稳定金属类。
钛具有特殊的电流特性，对人体会产生有益的生理作用且其化学性安定，不会发生经时性的变化或变质。
钛对人体有益，且相当安全，非常适合身体。
钛制品由于会安定身体电流，舒缓肌肉紧绷状态，因此，精神会得到松解、肌肉也会逐渐放松，并可提高运动机能。
钛治疗的原理
钛是一种具有坚硬、不生锈特性的安全、低变应原的金属。
在医药和体育运动领域中被广泛使用。
这种轻金属具有通过细胞电离调节身体天然电流的能力。
钛具有特殊的电流特性，对人体会产生有益的生理作用且其化学性稳定，不会发生经时性的变化或变质，有益人体身心健康。
因此使用钛制品可以达到精神松弛、肌肉放松、运动机能提高的效果。
体温上升，热量增加会使肌肉放松，并且刺激血液流动，增加的血液流动帮助您的身体更好地清除血流中由疼痛产生的作用物和疲劳因子。
有效地控制身体内的电流紊乱。
疼痛与不适的消除立即见效。
对粘液囊炎，坐骨神经痛、头痛这些类型的关节炎和经前综合症的短暂痛疼缓解具有明显作用。
通过调节身体电流来缓解肌肉的痛疼与僵硬，改善血液循环。
由于这些原因，本产品受到马拉松选手和许多日本运动员的喜爱。
专业的运动数字反映较好的运动流速，更快的反射时间，以及运动成绩的提高。
【金属锗(99.999%)常识】
近年来，随着电子工业的发展，锗已成为人们熟知的优良的半导体材料。
科学家们近来发现，它不仅是电子工业的“粮食”，而且在人体保健、抗癌、治癌方面有奇异的作用。
锗在人体内的功能是多方面的。
首先，由于它具有脱氢能力，能够使体内保持充足的氧，从而维护人体健康。
在人体中，食物的分解是借助氧气进行的。
在食物分解过程中，需要消耗氧，同时生成水和二氧化碳。
如果没有充足的氧，就有可能使机体引起疾病。
而锗能把人体内的氢离子带出体外减少了对氧的需求量，从而有利于健康。
日本科学家在蜂蜜中加入二甲基锗氧化物的多聚物，成为畅销的保健品。
最令人注意的是有机锗（二羧乙基锗三氧化物）的抗癌作用。
根据研究及实践证明，有机锗能与人体中的“废料”结合，体内和血管壁上的多余的蛋白质和癌细胞也会被吸附，20～30小时后，携带“废料”的锗，会自动从体内排出。
肿瘤患者的血液呈高凝状态，血流速度减慢，癌细胞极易在血管壁附着，浸润和破坏血管壁。
同时，由于血液粘度高，极易形成血栓，把癌细胞包裹起来，使药物难于奏效。
由于有机锗具有降低血液粘度的作用，因而能减缓上述作用，起到抗癌作用。
纯锗(99.999%以上)的功能:
（1）增强人体免疫功能
（2）调节血压、血脂、血糖等生理功能。
（3）广泛治疗癌肿的作用。
（4）具有抗致癌因子作用。
（5）具有防治多种疾病和健身的功能。
（6）具有明显的抗衰老功效。
（7）具有增白美容的功效。
（8）锗参与体内代谢，含有多个Ge-0键，具有很强的氧化脱氢能力。
与人体血红蛋白结合，保证细胞的有氧代谢。
由于它所载负电荷氧原子能捕捉代谢产物中的氢，起到部分净化血液作用，因此有益于老年性痴呆症等病人的康复。
科学家指出，在人体机能如物质代谢、能量转换、抗病能力，心血管、神经、生殖等功能中，都有锗的参与。
锗在传统的抗衰老中药如人参、灵芝、枸杞中含量很高，且认为人参的抗衰老和药理作用，与锗含量呈相关关系。
20世纪70年代以后，随着研究结果的不断明朗化，
有机锗崭露头角，成为“震动世界医学界的新星”。
从此人们不再把锗看成是一种单纯的半导体材料。
锗可抗病毒、抑杀细菌，增强人体免疫力，刺激白细胞，调节胆固醇，为人类增强健康水平，防御疾病作出贡献。
锗是第32号元素，原子量为72．59。
锗早就被用于现代通讯、电子计算机、宇宙开发、能源利用等许多高技术领域，现在发现，锗元素有与体内氢离子结合的本领，以尿或汗液的方式排出，从而增强了体内氧的供应，有利于加速新陈代谢和延缓细胞的衰老。
锗的生理功能还有很多。
使实验动物寿命延长是最有力的抗衰老指标。
实验证明，氨基酸锗氧化物能延长果蝇的平均寿命和最高寿命。
有机锗对机体的抗老化代谢产物有作用，故有利于抗衰老。
即使纯锗的用量很小，也能增强机体的能量产生。
它可提高氧的利用率，可使缺氧、受损伤的细胞重新恢复它们对体内平衡的控制。
有机锗的抗癌基础和临床研究，国外已有大量报道。
有机锗能诱导细胞分泌白细胞介素和干扰素，刺激宿主对癌症的防御能力
锗还具有较高的增白美容保青春作用，可制成各种护肤用品，对孕期或日照引起的异常色素沉着斑具有清除作用，还可治疗痤疮、湿疹和腋臭。