元素的发现(钛)
钛的基本知识
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b）管材生产方法。
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钛生产设备：轧管机
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钛生产设备： 退火炉
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1936年W.克劳尔在氩气中以镁还原四氯化钛，获得海 绵钛，该技术转让给美国矿山局，实现了海绵钛生产的工 业化。1948年制造出约10吨海绵钛。海绵钛塑性差，不能 直接加工成金属制品，必须经真空特殊熔练方法，海绵钛 生产至今仍限于前苏联独联体国家（俄罗斯、乌克兰、哈 萨克斯坦）、美国、日本和中国。 目前，以美国剑桥大学为代表的FFC法等新的熔炼方法 多国正加紧进行攻关，若有突破，必将引发钛工业的一场 变革。
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第二章、钛的应用 及其前景展望
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一、钛的应用
钛是第二次 世界大战后发展起来的一种重要金属材料， 是航空航天工业的主要材料。作为优质轻型耐蚀的结构材 料、新型功能材料与重要的生物工程材料，被誉为仅次于 铁、铝之后正在崛起的“第三金属”，人们又称其为“海 洋金属”、“太空金属”，由于钛资源丰富、应用广泛， 人们寄予极大希望。 F15战斗机 约30T每架 最终制品约5T每架
化工, 50.10%
航空航天, 8.50% 电力, 12.20%
国外航空工业用钛比例大，2011年14.8万吨钛材中，航空用钛材 6.4万吨，占43.2%。
钛的发展史
钛的发展史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1lOkt/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。
专家预测今后几年内钛的需求量将继续较大幅度增长。
目前妨碍钛应用的主要原因是价格贵。
可以预料，随着科学技术的进步和钛生产工艺的不断完善、扩大企业的生产能力和提高管理水平、进一步降低钛制品的成本，必然会开拓出更广泛的钛市场。
钛合金及其应用
V:属于稳定β相的元素,在Ti-V系中无 共析反应和金属化合物相,这样,在与加 热有关的工艺过程有误时,不致产生脆 性.
Nb:属于稳定β相的元素,但作为稳定 剂的效应比V低很多.
1 钛资源及钛产品的冶炼生产
1.1 钛资源的分布及特点
金属元素钛在地壳里的分布广泛，其含量是地壳质量的 4‰还要多一点，世界储量约34亿吨，在所有元素中含量居 10位。
钛在自然界中主要以氧化物的形式存在，目前已发现含 钛矿物有100多种，除金红石外，还有白钛矿、铁钛矿、钙 钛矿等。 金红石含TiO2在95%以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在 地壳中储量较少。白钛矿含TiO2为70%～92%。钛铁矿、钙 钛矿含TiO2一般为35% ～52%，但是其储量非常大，是生产 金属钛和钛白粉的主要原料来源。
②Ｈ：是稳定β相的元素 钛在400℃以上 大量吸氢，会引 起氢脆。
③Fe, Si：与钛形成置换 固溶体，过量时形成脆 性化合物。
2.3 钛的组织与结构特征
纯钛的组织,500×:(a)等轴晶粒组织 ;(b)条状的α 组织;(c)呈锯齿状晶界
①等轴晶粒组织 :铸锭经加工变形后,在β 相变点以下退火,再 结晶后得到 ②条状的α组织:缓冷时得到 ③呈锯齿状晶界:缓慢冷却退火后或者快冷
提取金属钛的主要原料含钛矿石，根据其形成的过程，主 要分为岩矿和砂矿两大类：
■岩矿：原生矿，结构比较致密，储量较大，但多复合共生 物，所以钛矿物的品味较低，提取难度较大。主要出现在北 半球，如：中国，美国，加拿大，俄罗斯等国家。
■砂矿：次生矿，结构比较疏松，由于多年的风化和水流的 冲刷，矿物相对富集，品味较高。主要出现在南半球，如： 澳大利亚，新西兰，肯尼亚，莫桑比亚，印度等国家。
钛金属的发现与应用
钛金属的发现与应用钛是一种化学元素，其原子序数为22，属于第4周期的过渡金属。
钛具有轻巧、强度高、耐腐蚀等特性，使其在许多领域得到广泛应用。
钛金属的发现和应用是一个伟大的科学和技术成就，在以下几个方面进行探讨。
一、钛金属的发现钛金属的发现可以追溯到18世纪。
1791年，英国化学家威廉·格雷戈尔在一种由洛普蒙斯山发现的矿石中发现了一种新的金属氧化物，后来被称为钛矿石（rutile）。
1806年，英国化学家史密森将钛命名为“钛”，并成功地从钛氯化物中分离出钛金属。
然而，由于制取钛金属的成本高昂，且工艺复杂，因此在钛金属的发现后的一段时间内，并未大规模应用。
二、钛金属的应用1.航空航天工业：由于钛金属具有轻巧、抗腐蚀和高强度等特性，它在航空航天领域被广泛应用。
钛合金可用于制造飞机和航天器的结构部件，例如机身、发动机外壳、涡轮叶片等。
钛金属能够减轻飞机的重量，提高燃油效率，同时也能增加航天器的耐用性和安全性。
2.医疗器械：钛金属广泛应用于医学领域，特别是在制作骨科和牙科植入物方面。
由于钛的生物相容性和耐腐蚀性，它可以与人体组织完美结合，减少了植入物的排斥反应和感染风险。
因此，钛金属的应用使得骨科和牙科手术更加安全、成功和可靠。
3.化工和海洋工业：钛金属的耐腐蚀性使其成为化工和海洋工业中不可替代的材料。
钛金属可以抵抗酸、碱、盐水和氯离子等腐蚀剂的侵蚀，因此被广泛应用于石油化工设备、海水淡化设备、化肥厂、电解细胞等。
此外，钛金属还用于制作船体、海底管道等海洋工程设施，因为它能够抵抗海水的侵蚀和生物的附着。
4.体育用品和户外装备：钛金属也在体育用品和户外装备中得到广泛应用。
由于钛金属的轻巧和高强度，它被用于制造高尔夫球杆、自行车车架、登山用具和露营装备等。
钛金属的应用使得这些产品更加坚固耐用，同时减轻了使用者的负担。
总之，钛金属是一种独特而有用的材料，具有许多优点，包括轻巧、强度高、耐腐蚀等。
由于钛金属的应用，我们的生活变得更加舒适、便利、安全和健康。
钛及钛合金知识
第 3 章钛及钛合金3.1 概述3.2 纯钛3.3 钛合金3.4 钛合金的应用3.1 概述1791 年英国化学家格雷戈尔研究钛铁矿和金红石时发现了钛。
1795 年，德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的金红石时也发现了这种元素。
格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。
到1910 年美国化学家亨特第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
钛在地壳中的丰度占第七位，0.42%，金属占第四位（铝、铁、镁、钛）。
以钛铁矿或金红石为原料生产出高纯度四氯化钛，再用镁作为还原剂将四氯化钛中的钛还原出来，由于还原后得到钛类似海绵状所以称为海绵钛，最后以海绵钛为原料生产出钛材和钛粉。
1947 年才开始冶炼，当年产量只有2 吨。
1955 年产量2 万吨。
1975 年产量7 万吨。
2006 年产量14 万吨钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积钢铁的一半，钛虽然比铝重，它的硬度却比铝大2 倍。
在宇宙火箭和导弹中，已大量用钛代替钢铁。
极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。
3.2 纯钛3 ⑴密度小，比强度高：钛密度为4.51g/cm，约为钢或镍合金的一半。
比强度高于铝合金及高合金钢。
⑵导热系数小：钛的导热系数小，是低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。
⑶无磁性，无毒：钛是无磁性金属，在很大的磁场中不被磁化，无毒且与人体组织及血液有很好的相容性。
⑷抗阻尼性能强：钛受到机械振动及电振动后，与钢、铜相比，其自身振动衰减时间最长。
⑸耐热性强：因熔点高，使得钛被列为耐高温金⑹耐低温：可在低温下保持良好的韧性及塑性，是低温容器的理想材料。
⑺吸气性能高：钛的化学性质非常活泼，在高温下容易与碳、氢、氮及氧发生反应。
⑻耐腐蚀性佳：在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附著力强、惰性大的氧化膜，保护钛基体不被腐蚀。
物理性能：属第四副族W B族元素，原子序数为22, 原子量为47.9 。
钛的发现简史范文
钛的发现简史范文钛是一种金属元素，其发现历史可以追溯到18世纪末。
以下是钛的发现简史。
钛的发现可以追溯到1791年，当时英国化学家威廉·格雷格发现了一种新的金属氧化物。
他将其命名为“马尼安石”（manaccanite）。
虽然威廉·格雷格研究了这种金属氧化物，并预言它可能是一种未知元素的氧化物，但他没有能够从马尼安石中分离出纯金属。
接下来的几十年里，科学家们对马尼安石进行了一系列的研究，但是没有人成功地分离出纯钛金属。
直到1825年，瑞典化学家约翰·弗里德里希·威勒尔（Jöns Jacob Berzelius）终于发现了分离纯钛金属的方法。
他通过对马尼安石进行了一系列的化学实验，成功地从中分离出来了纯钛金属，并且证实了马尼安石中的金属氧化物确实是一种新元素。
威勒尔将这个新元素命名为“钛”，以纪念希腊神话中的巨人“提坦尼斯”（Titan）。
这个名字的选取是因为钛的物理性质非常特殊，比如它的密度很低，比钢轻，但是却具有很高的强度和抗腐蚀性。
威勒尔的发现引起了科学界的广泛关注，但直到19世纪末，钛的应用还非常有限。
钛金属的制取过程相当复杂和昂贵，因此只有富裕的实验室才能承担得起这项工作。
此外，当时对这种新的金属应用的认识还不够深入，很少有人意识到它的潜力和重要性。
直到20世纪初，随着钛金属制取工艺的进一步改进和研究，以及对钛材料性能的深入研究，钛开始逐渐用于工业和军事领域。
在第一次世界大战期间，英国、法国和美国等国家开始使用钛制造飞机部件和军火，并且取得了良好的效果。
随着科学技术的不断进步，钛的应用范围也逐渐扩大。
在航空航天领域，钛被广泛用于制造飞机、导弹和火箭等航天器件，因为它的典型特点是强度高、密度低、抗腐蚀性强、耐高温等。
此外，钛的重要性还体现在医疗领域，用于制造人工关节、植入器械等。
总之，钛的发现历史可以追溯到18世纪末，但直到19世纪末才被发现纯钛金属，并且直到20世纪初才开始被广泛应用于工业和军事领域。
有色金属材料(钛及其合金、镍及其合金、铜及其合金、锆、钽等)基础知识
(c)、钛与氧的关系：常温下氧化，200-300℃形成致密的氧化膜，400℃反应加快，600℃与氧剧烈反应，钛在常温液态氧3.5Kg/Cm2中燃烧,钛的着火很难扑灭,不能用水只能隔绝空气.。
3）、钛的导热系数低，约为碳钢的1/4.5,稍低于不锈钢。加工硬化倾向很大，所以切削刀尖温度偏高（可能导致钛工件着火，刀具退火报废），加工速度不宜过快（比钢的切削速度低25-50%，约为8-20m/sec），刀具要锋利，切削过程中不能停刀，冷却剂进行充分冷却。尽管钛设备导热系数低会引起较大的热应力或热疲劳应力，但此缺点为它的线膨胀系数较低所补偿；且不影响传热效率，这是由于钛具有较好的抗污染能力；不使气体呈膜状凝结而成滴状凝结；能耐较高流速的冲刷腐蚀；能使设备壁或管壁制作的很薄的特点。因此钛具有较好的传热性能。
（a）钛的熔炼：钛在自然界中以TiO2（即金红石）形式存在，第一步：TiO2+Cl2+C=TiCl4+CO2（气态）即把O形成气态，否则会与Ti形成可逆反应；第二步：TiCl4+2Mg=Ti（即蜂窝状的海绵钛）+2MgCl2；第三步：将海绵钛作成电极放置在真空自耗电弧炉中熔炼成比重为4.51的金属钛铸件.
（f）、钛与S、P的关系：450℃以上钛与P发生反应形成Ti2P，高温时钛与熔化硫和气体硫发生反应，熔化的钛与气体硫之间的反应特别激烈，生成脆性的TiS2
（g）、钛与铁元素的关系：熔融态的钛铁会形成TiFe、TiFe2这些晶间化合物，组织为针尖状的熔点为2000℃的马氏体，使钛的塑性降低，并形成吸氢吸氧的通道。所以在焊接钛钢复合板设备时必须先焊接基板的里面，外清根，后外层，再贴条焊接复层。
钛的元素符号范文
钛的元素符号范文钛是一种化学元素，原子序数为22，位于第4周期、第4族。
它是一种过渡金属，具有银白色外观和低密度。
钛是非常强的金属，具有良好的耐腐蚀性能和高熔点。
由于其优良的物理和化学特性，钛广泛应用于各个领域，包括航空航天、化工、医疗和制造业等。
钛的发现可以追溯到1791年，在这一年，英国化学家威廉·格雷戈尔·格雷尔斯首次从一种名为“钛铁砂”的矿石中分离出钛。
威廉将钛命名为“titanium”，以纪念美国神话中的巨人Titans，并于1795年正式确认为一种新元素。
钛的化学性质非常活泼，它可以与氧、氮、硫、碳、氢等元素形成多种化合物。
在自然界中，钛主要以氧化物的形式存在，最常见的是二氧化钛（TiO2），它是一种白色的粉末，广泛用作颜料、涂料和陶瓷材料的添加剂。
钛具有许多优异的物理特性，使其在工业和技术领域具有广泛的应用。
首先，钛具有很高的强度和较低的密度，使其成为一种理想的结构材料。
它的强度比钢高，但密度却只有一半左右。
因此，钛被广泛应用于航空航天和汽车工业中，用于制造发动机零件、机身和车身结构等。
其次，钛具有良好的耐腐蚀性能，可以在各种恶劣环境下长期稳定地工作。
钛能够抵御酸、碱、盐水等腐蚀介质的侵蚀，因此被广泛应用于化工设备和海洋工程等领域。
此外，钛还具有良好的生物相容性，可以用于制作人工关节、牙科植入物和医疗器械等医疗器械。
钛的生产主要通过冶炼钛铁矿或钛质矿石来实现。
钛铁矿是一种富含钛的铁矿石，它通常以氯化物的形式存在。
冶炼过程包括多个步骤，首先将钛铁矿进行焙烧和还原，得到氯化钛；然后用金属钠与氯化钛反应，生成钠钛酸钠；最后加入硫酸使其分解，得到氧化钛。
然后，通过还原过程，将氧化钛转化为纯净的金属钛。
总结起来，钛是一种具有重要应用价值的化学元素，它的元素符号是Ti。
由于钛具有良好的物理和化学特性，如高强度、低密度和耐腐蚀性等，它被广泛应用于航空航天、化工、医疗和制造业等领域。
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钛铁矿遇到硫酸：
FeTiO3(黄色）+2H2SO4→TiOSO4（紫色）+FeSO4+2H2O
命名
格雷戈尔根据发现它的地区Menacan,称它为meancanite，未被采纳。但克拉普洛特借用希腊神话中天神和地神生出的巨人族泰坦族Titans命其名为Titans。
应用
1.钛的比重只比铝大1.5倍，硬度却是其6倍，由于它极强的抗腐蚀性，如今是尖端科技不可缺少的材料；
克拉普洛特在1795年分析金红石，其具抗酸和抗碱的特性。两年后，他也分析了钛铁矿，结果如下：氧化铁51%，氧化钛42.25%，氧化硅3.5%，氧化镁0.25%。他指明这其中的பைடு நூலகம்元素与金红石相同。
但是，直至1910年，美国化学家亨特（M.A.Hunter）利用钠还原四氯化钛，得到纯度为99.9%的钛。
2.二氧化钛是一种白色粉末，用作涂料、纸张和塑料的着色剂；它还能反射所有波长的光，也用于防晒霜了、；
3.四氯化钛是一种无色液体，接触到潮湿空气后形成一层厚厚的白雾，农业上用来防冻，军事上用于烟幕弹，飞机在空中飞行表演也用到。
历史条件
钛的丰度比铜和锌都大，但与氧的结合非常牢固，难以分离，故发现较晚。它的发现主要从金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3开始的。
发现者
英格兰西南康沃尔郡门拉坎教区牧师格雷戈尔（William Gregor，1762~1817）
或德国分析家克拉普洛特。
时间
前者1791年，后者1795年。
过程
格雷戈尔热爱化学，具有精确的化学分析水平，曾分析一种黑色矿砂，也就是今天被称为钛铁矿的矿石，结果如下：磁铁矿46 %，氧化硅3 %，棕色矿渣45%，丢失量4 %。他将棕色矿渣溶解在硫酸中，得黄色溶液，在加入锌锡铁，就转变成紫色。