单质钛的性质及其化学反应(详细版)

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过渡元素的性质介绍

过渡元素的性质介绍
CrO3+HCl==CrO2Cl2+H2O ③、过氧基配合物 4H2O2+Cr2O72-+2H+==2CrO(O2)2+5H2O
2[Cr2O12] 2-+4OH+== 4CrO42-+2H2O+5O2
[Cr2O12]2-+8H+==2Cr3++4H2O+4O2
二、Cr(Ⅲ)的化合物
1、氧化物和氧化物的水合物
Na2WO3+2HCl==H2WO4↓+2NaCl H2WO3 == WO3+H2O↑ (△) MO3+3H2==M+3H2O (△)(M=Mo, W)
4-2 铬的重要化合物
一、铬(Ⅵ)化合物
1、 CrO42-、Cr2O72-在水溶液中的转化
H+
2CrO42- + 2H+
Cr2O72- + H2O
Cr2O3+3H2SO4==Cr2(SO4)3+3H2O Cr2O3+2NaON==2NaCr(OH)4
[Cr(OH)6]3+简写为CrO2-, [Cr(H2O)6]3+简写为Cr3+。Cr3+与 CrO2-在水溶液中存在如下平衡:
H+
H+
CrO2-
Cr(OH)3↓
Cr3+
OH-
OH-
在碱性介质中, CrO2-是强还原剂而
2、化学性质
不与水、空气、稀酸等反应。钛能与热浓盐酸或热 硝酸中,但Zr和Hf则不溶,它们最好溶剂是氢氟酸。
Ti+6HF =[TiF6]2- + 2H+ + 2H2↑
2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2↑
加热时可与S、N2、O2、X2等反应, 甚至与C反应:

各种钛硫化合物与钛酸的性质及其化学反应(详细版)

各种钛硫化合物与钛酸的性质及其化学反应(详细版)

各种钛硫化合物、钛酸的性质及其化学反应1. 偏钛酸A.物理化学性质偏钛酸(H2TiO3)是—种白色粉末,加热时变黄。

25℃时密度为4.3g/cm3。

偏钛酸不导电。

偏钛酸不溶于水,也不溶于稀酸和碱溶液中,却溶于热浓硫酸中。

偏钛酸的酸性表现为在高温下能与金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐烧结生成相应的钛酸盐;与金属卤化物反应也生成钛酸盐,并析出卤化氢。

偏钛酸是不稳定化合物,在煅烧时发生分解,生成TiO2。

偏钛酸脱水的起始温度为200℃,300℃时已达到较大的脱水速度,但需在高温下才能脱水完全。

偏钛酸不溶于水,也不溶于稀酸和碱溶液中,却溶于热浓硫酸。

偏钛酸是不稳定化合物,在煅烧时发生分解,生成TiO2。

B.制取方法偏钛酸可由金属钛与40%硝酸反应生成:3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO。

金属钛与氨中的过氧化氢反应也能生成偏钛酸:Ti+5H2O2+2NH3=H2TiO3+7H2O+N2TiCl4在沸腾水中水解也可生成偏钛酸:TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl。

钛白生产过程中,Ti(SO4)2和TiOSO4的酸性溶液在沸水中水解生成偏钛酸沉淀。

在140℃或在真空中干燥正钛酸时,也会生成偏钛酸。

2. 正钛酸A.物理化学性质正钛酸通常是无定型的白色粉末。

它是一种不稳定的化合物,热水洗涤、加热或长时间在真空中干燥时便转化为偏钛酸。

正钛酸不溶于水和醇中,但易转化为胶体溶液。

正钛酸是两性氢氧化物,它在常温下易溶于无机酸和强有机酸中,也能溶于热的浓碱溶液中。

在水溶液中,正钛酸通常以水化物的形式存在,在pH=7时为二水正钛酸,而在pH<7(即酸性)的溶液中存在下列平衡转化:Ti(OH)4(H2O)2+OH3+[Ti(OH)3(H2O)3]++H2O[Ti(OH)3(H2O)3]++OH3+[Ti(OH)2(H2O)4]2++H2O[Ti(OH)2(H2O)4]2++OH3+[Ti(OH)(H2O)5]3++H2O在pH >7(即碱性)的溶液中存在下列平衡:Ti(OH)4(H2O)2+OH-[Ti(OH)5(H2O)]-+H2O[Ti(OH)5(H2O)]-+OH-[Ti(OH)6]2-+H2OB.制取方法硫酸或盐酸的二氧化钛溶液与碱金属氢氧化物或碳酸盐反应,反应生成物在常温下干燥则可得到正钛酸。

阅读理解题-2022年中考化学真题分项汇编(全国通用)(第01期)(解析版)

阅读理解题-2022年中考化学真题分项汇编(全国通用)(第01期)(解析版)

专题25 阅读理解题1.(2022年湖南省衡阳市中考)阅读下面科普短文:2004年,科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(有人称为石墨烯),其层内微观结构如图1.这种单层的石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质。

石墨烯是由碳原子构成的一层或几层原子厚度的晶体,在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用,不同领域的应用分布如图2纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。

纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。

另外,纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团,影响菌体的正常代谢,从而使菌体无法吸收养分直至死亡。

随着科技水平的提升,石墨烯作为一种基本材料,其应用会有越来越多的可能。

请依据文章内容回答下列问题:(1)石墨烯的物理性质有_______。

(任写一条)(2)石墨烯应用占比最高的领域是_______。

(3)纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有_______。

(任写一条)【答案】(1)导电性(或者导热性等)(2)电子领域(3)在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢【解析】(1)根据文章内容可知石墨烯在电子领域有广泛应用,且能将热量传送给人体,故其物理性质有导电性、导热性。

(2)根据图2信息可知,石墨烯在电子领域应用占比27%,在该领域占比最高。

(3)文章内容中已给出:纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。

2.(2022年安徽省中考)阅读下列科技短文并回答问题。

过氧化氢可用于消毒杀菌,具有不稳定性。

将水蒸气冷凝在硅,玻璃,塑料、金属等材料表面,均发现了过氧化氢的存在。

研究显示:水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时,部分水分子会转化为过氧化氢分子。

水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。

过氧化氢的产生量与温度,温度等环境条件密切相关。

钛及钛合金论文[整理版]

钛及钛合金论文[整理版]

金属钛的地理分布:世界钛矿资源总体状况:截至 1995 年底,世界金红石(包括锐钛矿)储量和储量基 础分别为 3330 万 t 和 16440 万 t,资源总量约 2.3 亿 t(TiO2 含量,下同),主要集中在南非、印度、斯 里兰卡、澳大利亚。世界钛铁矿(TiO2)储量和储量基础分别为 2.743 亿 t 和 4.353 亿 t,资源总量约 10 亿 t;主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。中国钛矿地理分布: 中国钛资源总量 9.65 亿 吨,居世界之首,占世界探明储量的 38.85%,主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地,其中攀西 (攀枝花西昌)地区是中国最大的钛资源基地,钛资源量为 8 .7 亿吨。钛及钛合金论文钛及钛合金摘要:先进材料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一。钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而,生产成本之高,使应用受到限制。我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金产云瘤撒骆屯庭瓦蛮醋迷绰懂域脱潦斟疫灶狡薪挥典痕退摆掏拘颜够扮符技蘑阀诬蠕尾褐杆雍椿妙屯玖蚜扦咖悼桂贩拎伺褒瞬够疥挎甚挛匹署谷敝
钛和钛合金的发展过程: 钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ,1762—1817。)在 1791 年研究钛铁
矿和金红石时发现的。四年后,1795 年,德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ,1743—1817。)在分析
匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀(1789 年由克拉普罗特发现的)命名的方法,
引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium ”。中文按其译音定 名 为 钛 。钛及钛合金论文钛及钛合金摘要:先进材料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一。钛、

九年级化学第三单元 第二节 金属的化学性质山东教育版(精品)知识精讲

九年级化学第三单元 第二节 金属的化学性质山东教育版(精品)知识精讲

九年级化学第三单元第二节金属的化学性质某某教育版【本讲教育信息】一、教学内容金属的化学性质二、学习目标1、知道镁、铝、铁、铜等常见金属与氧气的反应。

2、认识常见金属与酸、金属与盐的反应,并能解释日常生活中的一些现象、解决一些实际问题。

3、能说出常见金属的活动性顺序,了解金属活动性顺序的意义,会解决一些实际问题。

4、会判断置换反应。

5、通过我国古代湿法冶金术的介绍,增强学生的民族自豪感和爱国主义情感。

三、全面突破知识点(一):金属与氧气的反应实验表明大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。

例如,镁、铝等在常温下就能与氧气反应;铁、铜等在常温时几乎不与氧气反应,金在高温时也不与氧气反应,正所谓“真金不怕火炼”。

1、镁与氧气的反应①常温下银白色镁条置于空气中表面会逐渐变暗,是因为生成了白色固体氧化镁。

②点燃时(在空气中)现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成一种白色固体粉末。

化学方程式:2Mg+O22MgO应用:战场上用镁做照明弹。

2、铝与氧气的反应①常温下银白色的铝的表面逐渐变暗,与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜——氧化铝,从而阻止铝进一步氧化。

因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。

我们在做铝条性质实验之前,务必要将其保护膜打磨去除。

②在氧气中点燃时现象:剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成白色固体。

化学方程式:4Al+3O22Al2O3注意:做该实验时,集气瓶底部放少量的水或铺一层细沙,燃烧的铝片不能靠近集气瓶内壁,以防止集气瓶炸裂。

3、铁与氧气的反应①常温下在干燥的空气中,铁很难与氧气发生反应。

②常温下在潮湿的空气中,铁与空气中的氧气和水共同作用会生成暗红色、比较疏松的物质——铁锈(主要成分为氧化铁Fe2O3)。

③铁在氧气中点燃时现象:剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体。

化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4。

注意:做该实验时,集气瓶底部留下少量的水或铺一层细沙,燃烧的铁丝不能靠近集气瓶内壁,以防止集气瓶炸裂。

钛及其化合物性质(补充))

钛及其化合物性质(补充))

钛及其化合物性质1、自然界存在:钛在自然界存在丰度0.42%,在所有元素居第10位,我国含量丰富。

钛的主要钛铁矿(FeTiO3)和金红石(TiO2)。

2、钛单质此,一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。

液态钛几乎能溶解所有的金属,因此可以和多种金属形成合金。

钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。

钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。

钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。

制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80%。

同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用。

钛具有“亲生物“’性。

在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应。

因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹。

当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。

钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚。

但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实】3、钛的冶炼钛在1791年被发现,而第一次制得纯净的钛却是在1910年,中间经历了一百余年。

原因在于:钛在高温下性质十分活泼,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。

工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛,再由二氧化钛制取金属钛。

浓硫酸处理磨碎的钛铁矿(精矿),发生下面的化学反应:FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2OFeO+H2SO4 == FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O 为了除去杂质Fe2(SO4)3,加入铁屑,Fe3+还原为Fe2+,然后将溶液冷却至273K以下,使得FeSO4.7H2O(绿矾)作为副产品结晶析出。

无机化学——过渡元素

无机化学——过渡元素
Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O 此反应在分析化学中用来测定铁。
3CH3CH2OH+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+
2K2SO4+2Cr2(SO4)3+11H2O 应用于检验酒后开车。检验过氧化氢的存在,生成Cr(O2)2O。 实验室中常用的铬酸洗液是用热的饱和重铬酸钾溶液与浓硫
V2O5:为两性偏酸性的氧化物,是一种重要的催化剂。 2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O V2O5+Ca=V+CaO V2O5+NaOH=Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2+H2O VO2++Fe2++H+=VO2++Fe3++H2O 2VO2++C2O42-+4H+=2VO2++2CO2+2H2O
三、Zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显的差别,可利 用此性质来分离Zr和Hf。
金属钛

钛合金
钛合金
镍钛合金
镍钛合金
蓝宝石含钛刚玉
蓝 宝 石 含 钛 刚 玉
四、金属钛的制备
工业上常用FeTiO3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理
FeTiO3+3H2SO4=FeSO4+Ti(SO4)2(TiOSO4)+3H2O FeO+H2SO4=FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 2、加入单质铁把Fe3+离子还原为Fe2+离子,冷却至273K以下 使FeSO4·7H2O结晶析出。加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 TiOSO4 (TiOSO4)+ H2O =H2TiO3↓+H2SO4 3、分离煅烧 H2TiO3=TiO2+H2O 4、碳氯法 TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO 5、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4可得海棉钛,再 经熔融制得钛锭。TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

人教版化学必修1 第3章金属及其化合物 第1节 金属的化学性质

人教版化学必修1 第3章金属及其化合物 第1节 金属的化学性质
4、制作电光源——发出的黄光射程远, 透雾能力强。
29
模拟镁与水的反应,并与 钠和水的反应做比较
取几片光亮的镁片(用砂纸去掉氧化膜) 与一根铁钉,分别放入两支试管中,加 入冷水,观察现象;然后用酒精灯给两 支试管加热至沸腾,观察现象。滴入酚 酞试液,再观察现象。如反应,请写出 方程式。

Mg+2H2O == Mg(OH)2+H2↑
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归纳拓展: 性质 决定 存在、 制取、 保存、用途 三、钠的存在、制取、保存 钠在自然界中为什么都是以化合态 存在?
钠为什么保存在煤油中?
28
性质 决定 用途
四、钠的用途 1、制取钠的化合物;
2、钠、钾合金可作原子反应堆的导热剂;
3、利用其强还原性可还原贵金属:
如:4Na + TiCl4 7=00=~8=00℃Ti + 4NaCl
Mg + 2 HCl == MgCl2 + H2↑
Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2 ↑

Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2 ↑

Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2 ↑

Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 ↑ Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2 ↑
38
第2个问题:如何防止爆炸?
[实际做法]怎么处理漂浮江面的桶 装金属钠,成了一个很大的难题。首先, 处在水中的铁桶,随时可能因为泄漏而 爆炸,其次,即使是安全地将桶捞上来, 由于空气中有水蒸气,金属钠遇到后仍 然可能发生爆炸。
后来消防队员找来一个竹制的箩筐, 在上面固定好缆绳,用来打捞铁桶。又 找来一个较大的白色塑料桶,准备将打 捞上来的铁桶放在里面,再用煤油浸泡, 因为金属钠在煤油里是不会燃烧的。
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单质钛的性质及其化学反应成都工业学院材环工程学院邹建新攀枝花学院钒钛工程学院钒钛资源综合利用四川省重点实验室彭富昌钛及钛合金具有一系列特点,如它的密度小、比强度高、耐热性能好、耐低温的性能也好,它具有优良的抗蚀性能,并且它的导热性能差、无磁、弹性模量低,但是它具有很高的化学活性。

钛具有可塑性,高纯钛的延伸率可达50-60%,断面收缩率可达70-80%,但强度低,不宜作结构材料。

钛作为结构材料所具有的良好机械性能,就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。

1.钛原子结构和在周期表中的位置a.钛原予结构钛的原子序数是22,原子核由22个质子和20~32个中子组成。

原子核半径为5×10-13cm。

原子核外22个电子结构排列为1s22s22p63s23p63d24s2。

原子失去电子的能力用电离能来衡量。

钛原子的电离能见表1-1。

表1-1 钛原子的电离能失去电子的次序名称电离能/J1 4s 1.09×10-182 4s 2.17×10-183 3d 4.40×10-184 3d 7.06×10-185 3p 16.06×10-186 3p 19.51×10-187 3p 22.9×10-188 3p 27.8×10-18由表1-1可见,钛原于的4s电子和3d电子的电离势较小,都小于8×10-18J,因此容易失去这4个电子。

3p电子的电离势都在16.06×10-18J以上,是根难失去的。

所以,钛原子的价电子是4s23d2,钛的最高氧化态通常是正四价。

钛原子半径和离子半径见表1-2。

表1-2 钛原子半径和离子半径原子或离子Ti Ti+Ti2+Ti3+Ti4+半径r/nm 0.146 0.095 0.078 0.069 0.064 已发现钛有13种同位素,其中稳定同位素5个,其余8个为不稳定的微量同位素。

钛的同位素及其性质列于表1-3。

表1-3 钛的同位素及其性质同位素质量数丰度/% 辐射特征半衰期热中子捕获截面/m2热中子散射截面/m242 0.001 β-,γ43 0.007 β-,γ0.58d44 0.0015 47a45 0.0015 β-,γ 3.08h46 7.99 稳定同位素(0.6±0.2)×10-28(3.3±1.0)×10-2847 7.32 稳定同位素(1.6±0.3)×10-28(5.2±1.0)×10-2848 73.97 稳定同位素(8.0±0.6)×10-28(9.0±4.0)×10-2849 5.46 稳定同位素(1.8±0.5)×10-28(2.8±1.0)×10-2850 5.25 稳定同位素0.2×10-28(3.3±1.0)×10-2851 0.0001 β-,γ 5.9min52 0.0001 β-,γ41.9min53 0.0001 β-,γ54 0.003 β-,γb.钛在周期表中的位置钛是元素周期表中第四周期的副族元素,即IV B族(又称为钛副族)元素。

这族元素除钛(22Ti)外,还有锆(40Zr),铪(72Hf)和人工合成元素104Ku。

钛、锆、铪原子的外层电子结构分别为:Ti[Ar]3d24s2,Zr[Kr]4d25s2,Hf[Xe]5d26s2。

由此可见,钛族元素的原子具有相似的外电子构型,即价电子都是d2s2,因而钛、锆和铪的原子半径相近,它们的许多性质也相似,彼此可以形成无限固溶体。

不过,钛、锆、铪及它们的化合物在性质上也有差异。

例如,TiO2是两性氧化物,而ZrO2、HfO2为碱性氧化物;TiCl4是弱酸性化合物,而ZrCl4、HfCl4则为两性化合物。

IV A族,即碳族元素的原子也和IV B族具有相似的外电子构型,不过其价电子不是d2s2,而是s2p2。

钛族与碳族是同周期元素,它们具有共性,即通常都表现最高氧化态为正四价。

碳族元素的金属性质随着原子序数的增加而递增,原子序数最小的碳(C)是非金属元素,原子序数最大的铅(Pb)是金属元素。

但钛族元素都具有金属性质,这是与碳族元素的基本区别。

钛与其相邻的III B族(d1s2)、V B族(d3s2)元素的原子最外层电子数相同,不同的是次外层电子数。

因为对元素的化学性质发生主要影响的是最外层电子,次外层电子的影响就小得多。

所以,钛与III B族元素(钪、钇)和V B族元素(钒、铌、钽)在性质上也很相近,钛可与这些元素形成无限固溶体。

在自然界存在的铁矿物中,经常伴生有这些元素。

2.钛的物理性质、热力学性质和力学性质a.物理性质①晶体结构金属钛具有两种同素异形态,低温(<882.5℃)稳定态为α型,密排六方晶系;高温稳定态为β型,体心立方晶系。

α—Ti的晶格参数,25℃时为:ɑ=(0.29503±0.00004)nm,c=(0.46832±0.00004)nm,c/ɑ=1.5873±0.00004。

由于α—Ti的c/ɑ比值小于理想球形轴比1.633,所以钛是可锻性金属。

α—Ti中存在的杂质对其晶格构造有很大影响,微量氧、氮的存在会使晶格沿c轴方向增长,引起c值得增加,而ɑ值实际上几乎不发生变化。

β—Ti的晶格参数,900℃时ɑ=(0.33065±0.00001)nm。

②相变性质钛的两种同素异形态转化(α—Ti↔β—Ti)温度为882.5℃,由α—Ti转化为β—Ti时,其体积增加为5.5%。

氧、氮、碳是α—Ti的稳定剂,在钛中存在氧、氮、碳杂质则会使相变(α—Ti→β—Ti)温度升高,从而可根据转化温度的变化来判断钛中杂质含量的多少。

钛的晶型转化潜热为4.14kJ/mol。

钛的熔点为1668±4℃。

由于熔融钛几乎可与一切耐火材料发生作用,因此测量其熔点潜热较为闲难。

已测得钛的熔化潜热范围是15.46~20.9kJ/mol。

熔点时液钛的表面张力为1.588N/m,1730℃时液钛的动力黏度为8.9×10-5m2/s。

钛的沸点为3260±20℃,汽化潜热为428.5~470.3kJ/mol。

钛的临界温度约为4350℃,临界压力为113MPa。

③密度和线膨胀系数α—Ti的密度在20℃时为4.506~4.516g/cm3。

因为钛与氧形成间隙固溶体时,其晶格发生明显的畸变,所以当钛中含有氧时,其密度随之增加。

α—Ti单晶的线膨胀系数是各向异性的,在0℃时ɑ轴方向为7.34×10-6/℃,c轴方向为8.9×10-6/℃。

由于c轴方向的线膨胀系数比ɑ轴方向大,所以六方晶胞轴比c/ɑ值随温度的升高而增加。

在20~300℃时α—Ti多晶的平均线膨胀系数为8.2×10-6/℃。

900℃时β—Ti的密度为4.32g/cm3,1000℃时为4.30g/cm3;熔化钛密度(在熔点温度)为(4.11±0.08)g/cm3。

④蒸汽压金属钛的蒸气压是很低的,在900℃时仅为3×10-9Pa,1000℃时仅为1.5×10-8Pa。

固体β—Ti的蒸气压P(Pa)与温度的关系式为:lg P=-27017T-1-6.768lg T+6.11×10-4T+34.636 (1155.5~1933K) (1.1)液相钛的蒸气压P(Pa)与温度的关系式为:lg P=-22328T -1+11.251 (1933~3575K) (1.2)⑤导热性能钛的导热性较差,其导热系数比不锈钢略低。

钛的导热性能与其纯度有关,杂质的存在使钛的导热系数降低。

纯钛的导热系数与温度的关系如图1-1所示。

在0~50K范围内,导热系数随温度升高逐渐增加,在50K时达到最大值(36.8W/(m·K))。

高于50K时,导热系数随温度升高逐渐减少,约在800K时达到最小值(24.6W/(m·K))。

高于800K时,导热系数随着温度升高略有增加。

纯钛的导热系数λ(W/(m·K))可由下式计算:λ=26.75-32.8×10-3t+8.23×10-5t2-9.7×10-8t3+4.6×10-12t4(t >0℃) (1.3)⑥导电性能钛的导电性能较差,近似于不锈钢。

若以铜的电导率为100%,则钛仅为3.1%。

钛中杂质的存在,使其导电性能降低。

钛的导电性随温度的变化关系如图1-2所示。

α—Ti的电阻率随温度增高而增加,当达到相变(α—Ti→β—Ti)温度时,电阻率突降。

β—Ti的电阻率随温度的升高略有增加。

20℃时,纯钛的电阻率为0.42μΩ·m。

在不同温度下α—纯钛的电阻率ρ(μΩ·m)为:ρ=0.385+1.75×10-3t-7×10-13t3 (1.4)20℃时,工业纯钛的电阻率为0.556μΩ·m。

在不同温度下α—工业纯钛的电阻率ρ(μΩ·m)为:ρ=0.51+2.25×10-3t-8.6×10-10t3 (1.5)⑦超导性钛具有超导性,它对于由杂质或冷加工所引入的晶格内应变是极其敏感的,属于“硬超导体”。

纯钛的超导临界温度为0.38~0.4K。

Nb—Ti合金是超导材料。

⑧磁性质金属钛是无磁性物质,磁化系数α—Ti 3.2×10-6(20℃),β—Ti 4.5×10-6(900℃)。

⑨光学性质温度高于800℃时,α—Ti对入射光波长为652nm的发射率为0.459;900℃的β—Ti为0.484,1000℃的β—Ti为0.482。

钛的光学性质列于表1-4中。

表1-4 钛的光学性质光学性质名称入射波长/nm400 450 500 550 580 600 650 700反射率е/%53.3 54.9 56.6 57.05 57.55 57.9 59.0 61.5 折射指数 1.88 2.10 2.325 2.54 2.65 2.76 3.03 3.30 吸收系数 2.69 2.91 3.13 3.34 3.43 3.49 3.65 3.81 钛表面氧化膜对钛的光反射能力影响很大,氧化膜的存在显著降低对可见光的反射能力;对紫外光的反射能力影响较小。

b.热力学性质①比热容α—Ti的比热容随温度的升高而增加(图1-3),当温度趋近晶型转化温度(1155.5K)时,比热容急剧升高,达到2.62J/(g·K)。

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