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鈦
鈦
鈦(鈦)
鈦是一種化學(xué)元素,化學(xué)符號Ti,原子序數(shù)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(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),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”。鈦于1791年由格雷戈爾于英國康沃爾郡發(fā)現(xiàn),并由克拉普羅特用希臘神話的泰坦為其命名。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。 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(chǎn))。鈦最有用的兩個特性是,抗腐蝕性,及金屬中...
目錄 相關(guān)簡介 基本字義 鈦的用途 歷史簡介 收縮展開 相關(guān)簡介鈦拼音:tài 元素符號:Ti 英文名:titanium 部首:钅,部外筆畫:4,總筆畫:9,繁體部首:金,部外筆畫:4:總筆畫:12 漢字源流:“鈦”是形聲字,“钅”是形旁,“太”是聲旁,本義指一種元素符號為Ti的金屬元素。 五筆86&98:QDYY 倉頡:XXCKI 筆順編號:311151344 四角號碼:84730 UniCode:CJK 統(tǒng)一漢字 U+949B 外圍電子層排布:3d24s2
基本字義從發(fā)現(xiàn)鈦元素到制得純品,歷時一百多年。而鈦真正得到利用,認識其本來的真面目,則是20世紀(jì)40年代以后的事情了。 地球表面十公里厚的地層中,含鈦達千分之六,比銅多61倍,在地殼中的含量排第十位(地殼中元素排行:氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦),隨便從地下抓起一把泥土,其中都含有千分之幾的鈦,世界上儲量超過一千萬噸的鈦礦并不稀罕。 地球上有成億噸的砂石,鈦和鋯這兩種比砂石重的礦物,就混雜在砂石中,經(jīng)過海水千百萬年晝夜不停地淘洗,把比較重的鈦鐵礦和鋯英砂礦沖在一起,在漫長的海岸邊,形成了一片一片的鈦礦層和鋯礦層。這種礦層是一種黑色的砂子,通常有幾厘米到幾十厘米厚。鈦沒有磁性,用鈦建造的核潛艇不必擔(dān)心磁性水雷的攻擊。 1947年,人們才開始在工廠里冶煉鈦。當(dāng)年,產(chǎn)量只有2噸。1955年產(chǎn)量激增到2萬噸。1972年,年產(chǎn)量達到了 20萬噸。鈦的屈服強度比鋼鐵要高,而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半,鈦雖然稍稍比鋁重一點,它的屈服強度卻比鋁大2倍。鈦的比強度高于鋁和鋼,比模量與鋁、鋼十分接近。在宇宙火箭和導(dǎo)彈中,就大量用鈦代替鋼鐵。據(jù)統(tǒng)計, 世界上每年用于宇宙航行的鈦,已達一千噸以上。極細的鈦粉,還是火箭的好燃料,所以鈦被譽為宇宙金屬,空間金屬。 鈦在高溫下極易和空氣發(fā)生反應(yīng),但熔點高達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。 人們開始用鈦來制造潛艇——鈦潛艇。由于鈦非常結(jié)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。
鈦的用途鈦是一種化學(xué)元素,化學(xué)符號Ti,原子序數(shù)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(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),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(fā)現(xiàn),并由克拉普羅特(Martin Heinrich Klaproth)用希臘神話的泰坦為其命名。 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(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(chǎn))[4]。 鈦能與鐵、鋁、釩或鉬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(yīng)用,包括航天(噴氣發(fā)動機、導(dǎo)彈及航天器)、軍事、工業(yè)程序(化工與石油制品、海水淡化及造紙)、汽車、農(nóng)產(chǎn)食品、醫(yī)學(xué)(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(tài)下,鈦的`強度跟某些鋼相若,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(xué)性質(zhì)及物理性質(zhì)和鋯相似,這是因為兩者的價電子數(shù)目相同,并于元素周期表中同屬一族。 在地殼中,鈦的儲量僅次于鐵、鋁、鎂,居第四位。由于鈦具有熔點高、比重小、比強度高、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應(yīng)力小等特點,其商業(yè)價值在二十世紀(jì)五十年代開始被人們認識,被應(yīng)用于航空、航天等高科技領(lǐng)域。隨著不斷向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行業(yè)推廣,鈦金屬日益被人們重視,被譽為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”,是提高國防裝備水平不可或缺的重要戰(zhàn)略物資。 衡量一個國家鈦工業(yè)規(guī)模有兩個重要指標(biāo):海綿鈦產(chǎn)量和鈦材產(chǎn)量,其中海綿鈦產(chǎn)量反映原料生產(chǎn)能力,鈦材產(chǎn)量反映的是深加工能力。鈦工業(yè)已形成中國、美國、獨聯(lián)體、日本和歐洲五大生產(chǎn)和消費主體。 中國鈦工業(yè)于1954年起步,經(jīng)過試驗研究、工業(yè)化生產(chǎn)的定點布局、應(yīng)用推廣和不斷的技術(shù)進步逐步發(fā)展起來。特別是21世紀(jì)以來,在國家需求的拉動下,在改革開放政策的推動下,中國鈦工業(yè)更是突飛猛進。 2011年是我國“十二五”規(guī)劃的第一年,在這一年里,我國海綿鈦和鈦加工材的產(chǎn)量繼續(xù)慣性增長。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會統(tǒng)計,國內(nèi)14家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)2011年總產(chǎn)量為64952t,同比增加了12.4%。根據(jù)30家企業(yè)的統(tǒng)計,2011年中國共生產(chǎn)鈦加工材50962t,同比增長33.0%。
歷史簡介第一種發(fā)現(xiàn)的鈦礦石是一種黑色沙子叫做鈦鐵砂,是由Reverend William Gregor在康沃爾于1791年發(fā)現(xiàn)的。他分析了它并推斷其是由鐵和一種未知金屬的氧化物組成,并報告給了康沃爾的皇家地質(zhì)學(xué)會。 在1795年,德國柏林的科學(xué)家Martin Heinrich Klaproth研究了一種來自匈牙利的叫做Sch?rl的紅色礦石。這是金紅石(TiO2)的一種形式,而且Klaproth意識到它一種以前未知元素的氧化物,他命名為titanium(鈦)。當(dāng)他被告知Gregor的發(fā)現(xiàn)時,他研究了鈦鐵砂并確認了它也包含鈦。 直到1910年,工作于美國通用電氣的M. A. Hunter才制造出了純凈的鈦金屬,由加熱四氯化鈦和鈉金屬實現(xiàn)。
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