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                                                金屬鈦

                                                點擊次數:764   更新時間:2022-04-16 14:29:09     來源:本站

                                                金屬鈦

                                                鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。

                                                鈦被認為是一種稀有金屬,這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法 或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用于制造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4)(作催化劑及用于制造煙幕或空中文字)及三氯化鈦(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生產)。

                                                鈦的耐熱性很好,熔點高達1668℃。在常溫下,鈦可以安然無恙地躺在各種強酸強堿的溶液中。就連最兇猛的酸——王水,也不能腐蝕它。鈦不怕海水,有人曾把一塊鈦沉到海底,五年以后取上來一看,上面粘了許多小動物與海底植物,卻一點也沒有生銹,依舊亮閃閃的。

                                                現在,人們開始用鈦來制造潛艇——鈦潛艇。由于鈦非常結實,能承受很高的壓力,這種潛艇可以在深達4500米的深海中航行。

                                                是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,是一種銀白色的過渡金屬,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤,亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、王水及氯氣)。由于其穩定的化學性質,良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿,以及高強度、低密度,被美譽為“太空金屬”[2]。鈦于1791年由格雷戈爾(William Gregor)于英國康沃爾郡發現,并由克拉普羅特(Martin Heinrich Klaproth)用希臘神話泰坦為其命名。

                                                鈦被認為是一種稀有金屬,這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐度在所有元素中居第十位。[3] 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、水體及土壤中[4]。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法[5] 或亨特法。鈦最常見的化合物,二氧化鈦可用于制造白色顏料[6]。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl?)(作催化劑及用于制造煙幕或空中文字)及三氯化鈦(TiCl?)(用于催化聚丙烯的生產)[4]。

                                                鈦能與、、等其他元素熔成合金,造出高強度的輕合金,在各方面有著廣泛的應用,包括航天(噴氣發動機、導彈及航天器)、軍事、工業程序(化工與石油制品、海水淡化及造紙)、汽車、農產食品、醫學(義肢、骨科移植及牙科器械與填充物)、運動用品、珠寶及手機等等。[4]。

                                                鈦最有用的兩個特性是,抗腐蝕性,及金屬中最高的強度-重量比[7]。在非合金的狀態下,鈦的強度跟某些相若,但卻還要輕45%[8]。有兩種同素異形體[9] 和五種天然的同位素,由Ti到Ti,其中豐度最高的是Ti(73.8%)[10]。鈦的化學性質及物理性質和鋯相似,這是因為兩者的價電子數目相同,并于元素周期表中同屬一。

                                                純鈦是銀白色的金屬,它具有許多優良性能。鈦的密度為4.54g/立方厘米,比鋼輕43% ,比久負盛名的輕金屬鎂稍重一些。機械強度卻與鋼相差不多,比鋁大兩倍,比鎂大五倍。鈦耐高溫,熔點1942K,比黃金高近1000K ,比鋼高近500K。

                                                鈦屬于化學性質比較活潑的金屬。加熱時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬作用。但在常溫下,鈦表面易生成一層極薄的致密的氧化物保護膜,可以抵抗強酸甚至王水的作用,表現出強的抗腐蝕性。因此,一般金屬在酸、堿、鹽的溶液中變得千瘡百孔而鈦卻安然無恙。

                                                液態鈦幾乎能溶解所有的金屬,因此可以和多種金屬形成合金。鈦加入鋼中制得的鈦鋼堅韌而富有彈性。鈦與金屬Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金屬間化合物。

                                                鈦合金制成飛機比其它金屬制成同樣重的飛機多載旅客100多人。制成的潛艇,既能抗海水腐蝕,又能抗深層壓力,其下潛深度比不銹鋼潛艇增加80%。同時,鈦無磁性,不會被水雷發現,具有很好的反監護作用。

                                                鈦具有“親生物“’性。在人體內,能抵抗分泌物的腐蝕且無毒,對任何殺菌方法都適應。因此被廣泛用于制醫療器械,制人造髖關節、膝關節、肩關節、脅關節、頭蓋骨,主動心瓣、骨骼固定夾。當新的肌肉纖維環包在這些“鈦骨”上時,這些鈦骨就開始維系著人體的正?;顒?。

                                                工業純鈦:工業純鈦的雜質含量較化學純鈦要多,因此其強度、硬度也稍高,其力學性能及化學性能與不銹鋼相近,比起鈦合金純鈦強度較好,在抗氧化性方面優于奧氏體不銹鋼,但耐熱性較差,TA1、TA2、TA3依次雜質含量增高,機械強度、硬度依次增強,但塑性韌性依次下降。

                                                β 型鈦:β型鈦合金屬可熱處理強化,合金強度高、焊接性、壓力加工性良好,但性能不穩定,且熔煉工藝復雜。













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