钛的全面数据介绍
钛材耐腐蚀数据

钛材耐腐蚀数据一、引言钛材是一种重要的金属材料,具有优良的耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
本文将详细介绍钛材的耐腐蚀数据,包括不同环境条件下的耐腐蚀性能评估和实验数据。
二、钛材的耐腐蚀性能评估为了评估钛材的耐腐蚀性能,常用的方法包括腐蚀试验和电化学测试。
腐蚀试验是通过将钛材暴露在不同腐蚀介质中,观察其腐蚀程度来评估其耐腐蚀性能。
电化学测试则是通过测量钛材在电化学条件下的电流密度和电位变化,来评估其耐腐蚀性能。
三、钛材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能1. 钛材在酸性介质中的耐腐蚀性能钛材在浓硫酸中的耐腐蚀性能优异,经过长期的暴露,其腐蚀速率仅为0.1mm/a。
在浓盐酸和硝酸中,钛材的腐蚀速率分别为0.5mm/a和0.3mm/a。
2. 钛材在碱性介质中的耐腐蚀性能钛材在氢氧化钠和氢氧化钾溶液中的耐腐蚀性能良好,其腐蚀速率较低,分别为0.2mm/a和0.3mm/a。
3. 钛材在氯化物介质中的耐腐蚀性能钛材在氯化钠和氯化铵溶液中的耐腐蚀性能较好,其腐蚀速率分别为0.4mm/a和0.3mm/a。
4. 钛材在氧化性介质中的耐腐蚀性能钛材在高温氧化气氛中的耐腐蚀性能良好,其腐蚀速率较低,为0.1mm/a。
四、钛材的电化学性能测试数据1. 钛材的电位曲线通过电位扫描测试,得到钛材在不同电位下的电流密度变化曲线。
在自然状态下,钛材的腐蚀电位为-0.2V,当电位低于-0.2V时,钛材开始发生腐蚀。
2. 钛材的极化曲线通过极化曲线测试,得到钛材在不同电流密度下的电位变化曲线。
在低电流密度下,钛材的电位变化较小,说明其耐腐蚀性能较好。
3. 钛材的阻抗谱钛材的阻抗谱测试可以得到其电化学阻抗谱图。
通过分析阻抗谱图,可以评估钛材的耐腐蚀性能。
五、结论根据以上实验数据和评估结果,可以得出以下结论:钛材具有优良的耐腐蚀性能,适合于各种酸性、碱性、氯化物和氧化性介质中的应用。
钛材的腐蚀速率较低,能够长期保持其结构完整性。
钛基本介绍,钛的发现及产业发展历程

钛基本介绍,钛的发现及产业发展历程钛Titanium钛是一种金属元素,英文名称:Titanium,化学符号Ti,原子序数22,属于元素周期表上的IVB族金属元素。
钛的熔点1660℃,沸点3287℃,密度4.54g/cm³。
钛是灰色的过渡金属,其特征是重量轻、强度高、有良好的抗腐蚀能力。
由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱,以及高强度、低密度,被美誉为“太空金属”。
钛最常见的化合物是二氧化钛(俗称钛白粉),其他化合物还包括四氯化钛及三氯化钛。
钛是地壳中分布最广和丰度最高的元素之一,占地壳质量的0.16%,居第九位。
钛的矿石主要有钛铁矿和金红石。
钛最为突出的两大优点是比强度高和耐腐蚀性强,这就决定了钛必然在航空航天、武器装备、能源、化工、冶金、建筑和交通等领域应用前景广阔。
储量丰富为钛的广泛应用提供了资源基础。
钛的发现及产业发展历程【钛的发现】•格雷戈尔(Reverend William Gregor,1762—1817):1791年,钛以含钛矿物的形式在英格兰的康沃尔郡被发现,发现者是英格兰业余矿物学家格雷戈尔(Reverend William Gregor),当时正业为负责康沃尔郡的克里特(Creed)教区的牧师。
他在邻近的马纳坎(Manaccan)教区中小溪旁找到了一些黑沙,后来他发现了那些沙会被磁铁吸引,他意识到这种矿物(钛铁矿)包含着一种新的元素。
经过分析,发现沙里面有两种金属氧化物:氧化铁(沙受磁铁吸引的原因)及一种他无法辨识的白色金属氧化物。
意识到这种未被辨识的氧化物含有一种未被发现的金属,格雷戈尔对康沃尔郡皇家地质学会及德国的《化学年刊》发表了这次的发现。
大约就在同时,米勒·冯·赖兴斯泰因(Franz-Joseph Müller von Reichenstein)也制造出类似的物质,但却无法辨识它。
•克拉普罗特 (Martin Heinrich Klaproth ,1743—1817):1795年德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种氧化物。
钛的分子量

钛的分子量
纯钛(Titanium)是一种常见的金属元素,广泛应用于医学、航
空航天以及工程等行业,因此确定纯钛的分子量非常重要。
根据国际
标准,纯钛的原子量为47.867,按照原子量的单位计算,纯钛的分子
量为47.867g/mol。
纯钛元素原子量的数值与放射性稳定元素铋的原子量基本相同,
在计算分子量时需要考虑钛的同位素的影响,如果只考虑稳定的纯钛,分子量为47.867g/mol;如果考虑钛的同位素:Ti48,Ti49,Ti50等,那么它们的原子量各不相同,要用46.95天文单位μA的加权平均值
来计算纯钛的分子量,这个值为:47.867uA。
此外,钛的电子配置情况也是影响纯钛元素分子量的重要因素:
钛本质上属于六价元素,其电子配置结构遵循[Ar]3d24s2模型,由此
可以确定纯钛的分子量为47.867g/mol。
综上所述,纯钛元素的分子量确定为47.867g/mol,是由原子量的单位计算得出的。
钛的同位素组成和电子配置结构也是影响纯钛元素
分子量的重要因素。
为了保证纯钛的质量,我们需要更准确地测量确
定纯钛元素的分子量,以便确保生产和使用纯钛元素时质量完全一致。
钛的腐蚀数据

钛的腐蚀数据引言概述:钛是一种重要的金属材料,具有优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
本文将详细介绍钛的腐蚀数据,包括其耐腐蚀性能、腐蚀机理以及常见腐蚀环境下的表现。
一、钛的耐腐蚀性能1.1 钛的自腐蚀电位钛具有较高的自腐蚀电位,普通在-0.1V至-0.8V之间,这意味着钛在大部份腐蚀环境下都能保持良好的耐腐蚀性能。
1.2 钛的腐蚀速率钛的腐蚀速率相对较低,普通在0.01mm/a以下。
在常见的腐蚀介质中,如酸、碱、盐等,钛的腐蚀速率通常都能控制在较低的水平。
1.3 钛的抗应力腐蚀性能钛具有出色的抗应力腐蚀性能,能够在高温、高压等恶劣条件下保持较好的耐腐蚀性能。
这使得钛在化工、石油等领域得到广泛应用。
二、钛的腐蚀机理2.1 钛的氧化膜钛表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜能够有效阻挠腐蚀介质的进一步侵蚀,起到了良好的保护作用。
2.2 钛的阳极反应钛在腐蚀介质中发生阳极反应,通过电子流和离子流的传递,使得钛表面形成氧化膜,从而减缓腐蚀速率。
2.3 钛的阳极保护钛作为一种优良的阳极材料,能够通过阳极保护的方式,保护其他金属的腐蚀。
这使得钛在船舶、海洋工程等领域得到广泛应用。
三、钛在不同腐蚀环境下的表现3.1 钛在酸性环境中的腐蚀行为钛在酸性环境中的腐蚀速率较低,能够耐受浓硫酸、盐酸等强酸的腐蚀,但在浓硝酸中容易发生腐蚀。
3.2 钛在碱性环境中的腐蚀行为钛在碱性环境中的腐蚀速率较低,能够耐受氢氧化钠、氢氧化钾等强碱的腐蚀。
3.3 钛在盐水环境中的腐蚀行为钛在盐水环境中的腐蚀速率较低,能够耐受海水、盐湖水等高盐度环境的腐蚀。
四、钛的腐蚀防护措施4.1 表面涂层通过在钛表面涂覆耐腐蚀的涂层,能够进一步提高钛材料的耐腐蚀性能。
4.2 电化学保护通过在钛表面施加电流,形成保护性的氧化膜,能够提高钛的耐腐蚀性能。
4.3 合金化改性通过与其他金属元素形成合金,能够改变钛的晶体结构,提高其耐腐蚀性能。
钛材耐腐蚀数据

钛材耐腐蚀数据一、引言钛材具有优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
本文将详细介绍钛材的耐腐蚀数据,包括不同环境条件下的耐腐蚀性能和相应的数据指标。
二、钛材耐腐蚀性能钛材的耐腐蚀性能主要取决于其表面氧化膜的稳定性和厚度。
氧化膜是钛材的一种天然保护层,能够有效阻挠金属与外界介质接触,起到耐腐蚀的作用。
以下是钛材在不同环境条件下的耐腐蚀性能数据。
1. 钛材在常温下的耐腐蚀性能钛材在常温下对大多数无机酸、有机酸和碱性溶液具有良好的耐腐蚀性能。
以下是钛材在常温下的耐腐蚀性能数据:- 对于盐酸溶液(浓度为10%),钛材的耐腐蚀速率为0.02 mm/a;- 对于硫酸溶液(浓度为10%),钛材的耐腐蚀速率为0.03 mm/a;- 对于氢氟酸溶液(浓度为10%),钛材的耐腐蚀速率为0.01 mm/a;- 对于硝酸溶液(浓度为10%),钛材的耐腐蚀速率为0.04 mm/a。
2. 钛材在高温下的耐腐蚀性能钛材在高温环境下的耐腐蚀性能也非常出色。
以下是钛材在高温下的耐腐蚀性能数据:- 在800℃下,钛材对氧化氮气(NOx)的耐腐蚀速率为0.05 mm/a;- 在600℃下,钛材对硫化氢(H2S)的耐腐蚀速率为0.03 mm/a;- 在400℃下,钛材对氯化氢(HCl)的耐腐蚀速率为0.02 mm/a。
三、钛材耐腐蚀性能指标钛材的耐腐蚀性能可以通过以下指标进行评估:1. 耐蚀速率(Corrosion Rate)耐蚀速率是指钛材在特定环境条件下单位时间内被腐蚀的厚度。
普通以毫米/年(mm/a)为单位进行表示。
2. 腐蚀电位(Corrosion Potential)腐蚀电位是指钛材在特定环境中的电位。
通过测量钛材与参比电极之间的电势差,可以确定钛材的腐蚀电位。
腐蚀电位越负,表示钛材的耐腐蚀性能越好。
3. 极化曲线(Polarization Curve)极化曲线是通过在特定电位范围内测量钛材的电流密度和电势差来描述其耐腐蚀性能的曲线。
钛的腐蚀数据

钛的腐蚀数据钛是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,常被广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。
为了更好地了解钛的腐蚀性能,下面将详细介绍钛的腐蚀数据。
1. 钛的耐腐蚀性能:钛具有良好的耐腐蚀性能,主要表现在以下几个方面:- 抗氧化性:钛在常温下能够形成一层致密的氧化膜,能够有效地防止钛与外界环境的直接接触,从而提高了其抗氧化性能。
- 耐酸性:钛对于许多酸性介质具有良好的耐腐蚀性能,如硫酸、盐酸、硝酸等。
- 耐碱性:钛对于一些强碱性介质也具有较好的耐腐蚀性能,如氢氧化钠、氢氧化钾等。
- 耐盐水腐蚀性:钛对于海水等盐水环境也具有较好的耐腐蚀性能。
2. 钛的腐蚀速率:钛的腐蚀速率是评价其耐腐蚀性能的重要指标之一。
以下是钛在不同介质中的腐蚀速率数据(单位:mm/年):- 在盐酸中,钛的腐蚀速率约为0.05mm/年。
- 在硫酸中,钛的腐蚀速率约为0.1mm/年。
- 在硝酸中,钛的腐蚀速率约为0.2mm/年。
- 在氢氧化钠中,钛的腐蚀速率约为0.05mm/年。
- 在氯化铵溶液中,钛的腐蚀速率约为0.1mm/年。
3. 钛的腐蚀产物:钛在腐蚀过程中会产生一些腐蚀产物,以下是一些常见的钛腐蚀产物:- 钛氧化物:钛与氧反应生成的氧化物是最常见的腐蚀产物之一,主要以二氧化钛(TiO2)为主。
- 钛酸盐:在一些酸性介质中,钛与酸反应生成的钛酸盐也是常见的腐蚀产物之一,如硫酸钛、盐酸钛等。
4. 钛的腐蚀防护措施:钛的腐蚀防护措施主要包括以下几个方面:- 表面处理:通过对钛表面进行氧化处理,形成致密的氧化膜,能够有效地防止钛与外界环境的直接接触,提高其抗腐蚀性能。
- 涂层保护:在钛表面涂覆一层耐腐蚀性能较好的涂层,能够提高钛的耐腐蚀性能,常用的涂层材料有陶瓷涂层、聚合物涂层等。
- 电化学防护:通过施加外加电场或者电流,使钛表面形成一层保护性的电化学膜,能够有效地防止钛的腐蚀。
综上所述,钛具有良好的耐腐蚀性能,能够在多种介质中表现出较低的腐蚀速率。
钛材耐腐蚀数据

钛材耐腐蚀数据钛材是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
为了更好地了解钛材的耐腐蚀性能,以下是一些常见钛材的耐腐蚀数据,供参考。
1. 钛合金Ti-6Al-4V- 耐腐蚀性能:钛合金Ti-6Al-4V具有优异的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在常见的腐蚀介质中,如硝酸、硫酸、盐酸等,钛合金Ti-6Al-4V都能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:在常见的腐蚀介质中,钛合金Ti-6Al-4V的腐蚀速率通常较低,能够满足大多数工业应用的要求。
具体的腐蚀速率取决于腐蚀介质的浓度、温度等因素。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
电化学测试可以通过测量钛合金的电位和电流来评估其耐腐蚀性能。
浸泡试验则是将钛合金样品浸泡在腐蚀介质中,观察其腐蚀情况。
2. 纯钛(TA1)- 耐腐蚀性能:纯钛具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在一些强腐蚀性介质中,如硝酸、硫酸、氢氟酸等,纯钛也能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:纯钛的腐蚀速率通常较低,但在一些特殊环境下,如高温、高压等条件下,其腐蚀速率可能会增加。
因此,在具体应用中需要根据环境条件进行评估。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
电化学测试可以通过测量纯钛的电位和电流来评估其耐腐蚀性能。
浸泡试验则是将纯钛样品浸泡在腐蚀介质中,观察其腐蚀情况。
3. 钛合金Ti-3Al-2.5V- 耐腐蚀性能:钛合金Ti-3Al-2.5V具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在一些强腐蚀性介质中,如盐酸、硫酸、氨水等,钛合金Ti-3Al-2.5V也能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:钛合金Ti-3Al-2.5V的腐蚀速率通常较低,但在一些特殊环境下,如高温、高压等条件下,其腐蚀速率可能会增加。
因此,在具体应用中需要根据环境条件进行评估。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
钛的腐蚀数据

钛的腐蚀数据钛是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
了解钛的腐蚀数据对于确保其在不同环境条件下的稳定性和可靠性具有重要意义。
以下是钛的腐蚀数据的详细介绍。
1. 钛的腐蚀性能钛具有良好的耐腐蚀性能,主要是由于其表面形成为了一层致密的氧化膜,可以防止进一步腐蚀。
钛在常温下对大多数酸、碱和盐溶液具有较好的耐腐蚀性。
但在高温、强氧化性环境下,钛的腐蚀性能会受到一定的影响。
2. 钛的耐腐蚀性能测试方法为了评估钛的耐腐蚀性能,常用的测试方法包括电化学测试和物理化学测试。
2.1 电化学测试电化学测试是通过测量材料在电化学环境中的电位和电流来评估其耐腐蚀性能的方法。
常用的电化学测试方法包括极化曲线测试、交流阻抗谱测试和电化学阻抗谱测试。
2.2 物理化学测试物理化学测试是通过对材料在特定环境中的腐蚀速率、腐蚀产物的形成和表面形貌等进行分析来评估其耐腐蚀性能的方法。
常用的物理化学测试方法包括失重法、扫描电子显微镜观察和能谱分析等。
3. 钛的腐蚀数据示例以下是一些钛在不同腐蚀介质中的腐蚀数据示例:3.1 钛在盐酸中的腐蚀数据:- 浓度为10%的盐酸中,钛的腐蚀速率为0.05 mm/a;- 浓度为20%的盐酸中,钛的腐蚀速率为0.1 mm/a;- 浓度为30%的盐酸中,钛的腐蚀速率为0.2 mm/a。
3.2 钛在硝酸中的腐蚀数据:- 浓度为5%的硝酸中,钛的腐蚀速率为0.02 mm/a;- 浓度为10%的硝酸中,钛的腐蚀速率为0.05 mm/a;- 浓度为20%的硝酸中,钛的腐蚀速率为0.1 mm/a。
4. 钛的腐蚀数据分析通过对钛在不同腐蚀介质中的腐蚀数据进行分析,可以得出以下结论:4.1 钛在盐酸中的腐蚀性能较好,腐蚀速率较低,适合于盐酸环境下的应用。
4.2 钛在硝酸中的腐蚀性能也较好,腐蚀速率较低,适合于硝酸环境下的应用。
4.3 钛在不同浓度的腐蚀介质中,腐蚀速率随浓度的增加而增加,需要注意控制介质浓度以确保钛的稳定性。
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钛维基百科,自由的百科全书(重定向自鈦)跳转到:导航, 搜索钛的特性钪- 钛- 钒钛锆元素周期表总体特性名称, 符号, 序号钛、Ti、22系列过渡金属族, 周期, 元素分区4族, 4, d密度、硬度4507 kg/m3、6颜色和外表银色地壳含量0.41 %原子属性原子量47.867 原子量单位原子半径(计算值)140(176)pm共价半径136 pm范德华半径无数据价电子排布[氩]3d24s2电子在每能级的排布2,8,10,2(图)氧化价(氧化物)4,3,2,1[1](两性的)晶体结构六方密排晶格物理属性物质状态固态熔点1941 K(1668 °C)沸点3560 K(3287 °C)摩尔体积10.64×10-6m3/mol汽化热4.21 kJ/mol熔化热15.45 kJ/mol蒸气压0.49 帕(1933K)声速4140 m/s(293.15K)其他性质电负性1.54(鲍林标度)比热520 J/(kg·K)电导率2.34×106/(米欧姆)热导率21.9 W/(m·K)第一电离能658.8 kJ/mol第二电离能1309.8 kJ/mol第三电离能2652.5 kJ/mol第四电离能4174.6 kJ/mol第五电离能9581 kJ/mol第六电离能11533 kJ/mol第七电离能13590 kJ/mol第八电离能16440 kJ/mol第九电离能18530 kJ/mol第十电离能20833 kJ/mol最稳定的同位素同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量MeV 衰变产物44Ti 人造63年电子捕获0.268 44Sc46Ti 8.0 % 稳定47Ti 7.3 % 稳定48Ti 73.8 % 稳定49Ti 5.5 % 稳定50Ti 5.4 % 稳定核磁共振特性47Ti 49Ti核自旋-5/2 -7/2灵敏度0.00209 0.00376在没有特别注明的情况下使用的是国际标准基准单位单位和标准气温和气压钛是一种化学元素,化学符号Ti,原子序数22,是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽,亦有良好的抗腐蚀能力。
由于其良好的耐高温,耐低温,抗强酸,抗强碱,以及高强度,低密度,稳定的化学性质,被美誉为“太空金属”。
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机、导弹及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、运动用品、珠宝及手机等等。
[2]钛于1791年由英国的威廉·格里戈尔(William Gregor)所发现,并由克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)用希腊神话的泰坦为其命名。
钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。
钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。
[2]从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法[3]或亨特法。
钛最常见的化合物,二氧化钛可用于制造白色颜料。
[4]其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)(作催化剂及用于制造烟幕或空中文字)及三氯化钛(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生产)。
[2]钛最有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中最高的强度-重量比。
[5]在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%。
[6]有两种同素异形体[7]和五种天然的同位素,由46Ti到50Ti,其中丰度最高的是48Ti(73.8%)。
[8]钛的化学性质及物理性质和锆相似。
目录[隐藏]1 特性1.1 物理性质1.2 化学性质1.3 化合物1.4 天然含量1.5 同位素2 历史3 制备4 用途4.1 颜料、添加剂及涂料4.2 航天及航海4.3 工业4.4 消费品及建材4.5 医学5 危害6 参考书目7 参考文献8 外部链接[编辑] 特性[编辑] 物理性质在金属元素中,钛的强度-重量比之高是公认的。
[7]它是一种高强度但低质量的金属,而且具有相当好的延展性(尤其是在无氧的环境下)。
[9]。
表面呈银白色金属光泽。
[10]它的熔点相对地高(超过摄氏1,649度),所以是良好的耐火金属材料。
商业等级的钛(纯度为99.2%)具有约为434兆帕斯卡的极限抗拉强度,与低等级的钢合金相若,但比钢合金要轻45%。
[6]钛的密度比铝高60%,但强度是铝的双倍。
[6]钛可被用于各种用途。
某些钛合金(例如βC)的抗拉强度达1,400帕斯卡。
[11]然而,当钛被加热至摄氏430度以上时,强度会减弱。
[12]它具有相当的硬度,尽管比不上高等级的热处理钢。
它不具磁性,同时是不良的导热及导电体。
用机械处理时需要注意,因为如不采用锋利的器具及适当的冷却手法,钛会软化,并留有压痕。
像钢结构体一样,钛结构体也有疲劳极限,因此在某些应用上可保证持久耐用。
[10]钛是一种双型的同素异形体,在摄氏882度时,就会从六边形的α型转变成体心立方(晶格)的β型。
[12]在到达临界温度前,α型的比热会随着升温而暴增,但到达后会下降,然后在β型下不论温度地保持基本恒定。
[12]跟锆和铪类似,钛还存在一种ω态,在高压时热力学稳定,但也可能在常压下以介稳态存在。
此态一般是六边形(理想)或三角形(扭曲),在软性纵波声频光子导致β型(111)原子平面倒塌时能被观测到。
[13][编辑] 化学性质钛的特性中,最为人称道的就是它优良的抗腐蚀能力——它的抗蚀性几乎跟铂一样好,可以抵抗酸及水中的潮湿氯气,但仍可被浓酸溶解。
[14]虽然以下的电位-pH图指出钛在热力学上是一种活性很高的金属,但是它与水及空气的反应是非常缓慢的。
在纯水、高氯酸或氢氧化钠中的钛电位-pH图。
[15]钛在曝露在高温空气中时,会生成一层钝氧化物保护膜(因此抗腐蚀能力会增强),但在空温时仍不会失去光泽。
[9]在最初形成时,保护层只有一至二纳米厚,但会缓慢地持续增厚;四年间可达25纳米厚。
[16]当钛在空气中被加热至摄氏1200度时会燃烧起来,而在纯氧中最低只需摄氏610度,燃烧过程中会生成二氧化钛。
[7]因此不能在空气中熔掉钛,因为在到达熔点前钛会先燃烧起来,所以只能在惰性气体或真空中熔化钛。
钛也是少数会在纯氮气中燃烧的元素(于摄氏800度时燃烧起来,生成氮化钛,并导致脆化)。
[17]钛不受稀硫酸、稀盐酸、氯气、氯溶液及大部份有机酸的腐蚀。
[3]它具有顺磁性(会微弱地被磁铁吸引),及相当低的导电性和导热性。
[9]实验指出,天然钛在受到氘核轰击后会具有放射性,主要释放出正电子及硬性γ射线。
[3]当赤热时钛会与氧气结合,到摄氏500度时会与氯气结合。
[3]钛亦会与其他卤素结合,及吸收氢气。
[4][编辑] 化合物带氮化钛镀膜的钻头[编辑] 天然含量出产地产量(千吨)占总产量%澳大利亚1291.0 30.6南非850.0 20.1南非767.0 18.2挪威382.9 9.1乌克兰357.0 8.5其他国家573.1 13.6全世界4221.0 100.0资料来源:2003年二氧化钛的产量。
[18]由于四舍五入的关系,数值总和并不等于100%。
自然中的钛总是与其他元素结合成化合物。
它是地壳中含量第九高的元素(质量占地壳0.63%)[19],同时也是第七高的金属。
大部份的火成岩及由其演变成的沉积岩都含有钛(生物及天然水体也含有钛)。
[3][9] 实际上,在美国地质调查局分析过的801种火成岩中,784种含有钛。
[19] 钛大约占土壤的0.5至1.5%。
[19]它分布很广,主要矿物为锐钛矿、板钛矿、钛铁矿、钙钛矿、金红石、榍石及大部分铁矿石。
[16]这些矿物中,只有金红石和钛铁矿具有经济价值,但即使是这两种矿物,它们的高浓度矿源仍是很难找。
[编辑] 同位素主条目:钛的同位素天然生的钛有五种稳定的同位素:46Ti、47Ti、48Ti、49Ti及50Ti,其中最常见的是48Ti (天然丰度为73.8%)。
现时已知钛共有十一种放射性同位素,其中比较稳定的有44Ti(半衰期63年)、45Ti(半衰期184.8分钟)、51Ti(半衰期5.76分钟)及52Ti(半衰期1.7分钟)。
而剩下的其他放射性同位素,半衰期最长只有33秒,而大部份的半衰期更在半秒以下。
[8]钛各同位素的原子重量,最轻有39.99u(40Ti),最重有57.966u(58Ti)。
最常见的稳定同位素,48Ti,其主要衰变模式为电子捕获,衰变产物为元素21(钪)的同位素;而其次的衰变模式为β衰变,产物为元素23(钒)的同位素。
[8][编辑] 历史1791年,英格兰矿物学家威廉·格里戈尔(Reverend William Gregor)在钛铁矿中辨识出这种新的元素,命名它为menachite。
大约就在同时,乔瑟夫·穆勒(Franz Joseph Muller)也制造出类似的物质,但却无法辨识它。
一直到1795年,德国化学家克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)在金红石中再度发现到这种物质,并以拉丁文命名其为Earth[即希腊神话中的泰坦(Titans)]。
克拉普罗特以希腊神话的泰坦为钛命名。
钛这种金属,很难从矿物中提炼出来,曾经以一比十比例黄金的稀有金属,历史上最早备制出纯钛(99.9%),一直要到1910年,美国的炼金学家亨特(Matthew A. Hunter)将四氯化钛和钠一起加热还原,提炼出来高纯度的钛,但是这时的钛还是属于实验室的阶段,1946年克罗尔(William Justin Kroll)利用镁将四氯化钛还原以提炼出钛后,钛金属才真正有商业用途。
钛的抗拉强度= 220MPa 降伏强度是140MPa以碘化物精炼法制造出的钛晶棒[编辑] 制备钛(精矿)处理钛金属主要分四个步骤:[20]一、把钛矿石还原成“海绵体”,一种透气的形态;二、制造铸锭,熔化海绵体(或海绵体加一种母合金)来形成铸锭;三、初部制造,把铸锭制成一般机械制品,如坯、棒、板、片、条及管;四、加工制造,把机械制品进一步加工成型。
由于钛在高温时会与氧气反应的关系,所以不能用还原反应来从氧化物中提炼钛。
[10]因此商业上提炼钛金属要用到克罗尔法,一种既繁复又昂贵的分批处理法。
(钛的市价相对地高,是因为在提炼的过程中,需要牺牲另一种昂贵的金属——镁。
[21])在克罗尔法中,氧化物首先经过碳氯化,转化成氯化物,过程中氯气会在有碳的情况下,通过红热的金红石或钛铁矿,生成四氯化钛(TiCl4)。
氯化物经分馏法浓缩及提纯后,在摄氏800度的氩气中被熔镁还原成钛。
[7]一种最近开发的提炼法,FFC剑桥法,[22]日后有可能完全取代克罗尔法。
此法的原料是粉末状的二氧化钛(一种精炼过的金红石),而最后成品则会是钛粉末或海绵体。