氟化物对纯钛及钛合金的腐蚀作用
氟化物对金属腐蚀机理的影响研究
氟化物对金属腐蚀机理的影响研究氟化物对金属腐蚀机理的影响研究引言：金属腐蚀是一种不可避免的自然现象，其严重程度直接影响到材料的使用寿命和性能。
随着科技的发展，人们对金属腐蚀的研究也变得越来越重要。
氟化物是一种常见的腐蚀物质，其与金属之间的相互作用机制一直是研究的热点之一。
本文将对氟化物对金属腐蚀机理的影响进行研究和探讨。
1. 氟化物对金属腐蚀的种类氟化物可通过溶液腐蚀、干燥气体腐蚀以及高温氧化等方式引起金属腐蚀。
氟化物的腐蚀方式多种多样，下面将分别对其进行详细介绍。
1.1 溶液腐蚀当金属接触氟化物溶液时，溶液中的氟离子会与金属表面发生化学反应，进而引起金属腐蚀。
以铁为例，氟化铁形成的复合物会使得铁的表面产生腐蚀反应，形成铁离子和氟化物的化合物。
1.2 干燥气体腐蚀氟化物蒸汽或气体也可以引起金属的腐蚀。
当金属表面与氟气接触时，氟气会和金属表面形成金属氟化物。
例如，在高温下，氟气与铝反应生成铝氟化物，导致铝的腐蚀。
1.3 高温氧化氟化物对金属的腐蚀还可以通过引发高温氧化反应来发生。
氟化物与金属的氧化反应通常比单纯的氧化反应更为严重。
例如，金属钠在高温下与氟气反应，会形成钠氟化物，并产生剧烈的火焰。
2. 氟化物对金属腐蚀机理的影响因素氟化物对金属腐蚀机理的影响受多种因素的共同作用，下面将详细介绍这些影响因素。
2.1 氟化物浓度氟化物浓度是影响腐蚀剧烈程度的重要因素。
一般来说，氟化物浓度越高，金属的腐蚀速度也越快。
原因是浓度越高，氟离子在溶液中的活性也越大，更容易与金属表面的离子发生反应。
2.2 温度温度对氟化物引起金属腐蚀的影响也非常显著。
一般来说，腐蚀速度随温度的升高而加快。
原因是温度升高会加快金属与氟化物的反应速率，促进腐蚀反应的进行。
2.3 金属的种类不同的金属对氟化物的腐蚀剧烈程度也不同。
一般来说，有些金属在氟化物溶液中腐蚀速度较快，而对于其他金属则比较缓慢。
这是因为不同金属与氟离子发生反应的活性不同，导致腐蚀速度的差异。
钛的腐蚀数据
钛的腐蚀数据钛是一种具有良好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。
钛材料的耐腐蚀性能是其在各个应用领域中被广泛选择的重要原因之一。
本文将详细介绍钛的腐蚀数据，包括钛在不同环境中的腐蚀行为和性能。
1. 钛的腐蚀行为钛材料在不同环境中的腐蚀行为有所不同。
以下是钛在常见腐蚀介质中的腐蚀行为：1.1 酸性介质中的腐蚀钛在酸性介质中的腐蚀主要取决于酸性溶液的浓度和温度。
一般情况下，浓度较低的酸性溶液对钛的腐蚀影响较小，而浓度较高的酸性溶液会导致钛的腐蚀加剧。
此外，高温环境也会加速钛的腐蚀速度。
1.2 碱性介质中的腐蚀钛在碱性介质中的腐蚀性较低，碱性溶液对钛的腐蚀影响较小。
但在高温高浓度的碱性溶液中，钛仍然会发生腐蚀。
1.3 氧化性介质中的腐蚀钛材料在氧化性介质中的腐蚀性较低。
氧化性介质中的氧化剂对钛的腐蚀影响较小，钛具有良好的抗氧化性能。
1.4 氯化物介质中的腐蚀钛材料在氯化物介质中的腐蚀性取决于氯化物的浓度和温度。
一般情况下，浓度较低的氯化物溶液对钛的腐蚀影响较小，而浓度较高的氯化物溶液会导致钛的腐蚀加剧。
此外，高温环境也会加速钛的腐蚀速度。
2. 钛的腐蚀性能钛材料具有良好的耐腐蚀性能，以下是钛在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能数据：2.1 钛在硝酸溶液中的腐蚀性能钛在浓度小于10%的硝酸溶液中具有良好的耐腐蚀性能。
当硝酸浓度超过10%时，钛的腐蚀速度会增加。
2.2 钛在盐酸溶液中的腐蚀性能钛在浓度小于10%的盐酸溶液中具有良好的耐腐蚀性能。
当盐酸浓度超过10%时，钛的腐蚀速度会增加。
2.3 钛在氢氟酸溶液中的腐蚀性能钛在浓度小于10%的氢氟酸溶液中具有良好的耐腐蚀性能。
当氢氟酸浓度超过10%时，钛的腐蚀速度会增加。
2.4 钛在氯化铵溶液中的腐蚀性能钛在浓度小于10%的氯化铵溶液中具有良好的耐腐蚀性能。
当氯化铵浓度超过10%时，钛的腐蚀速度会增加。
3. 钛的腐蚀防护措施为了保护钛材料免受腐蚀的侵害，可以采取以下腐蚀防护措施：3.1 表面处理通过表面处理可以增强钛材料的耐腐蚀性能。
钛腐蚀液配方
钛腐蚀液配方
钛腐蚀液是一种用于钛合金表面处理的化学液体，它可以去除表面氧化层，使得钛合金表面更加光滑和均匀。
钛腐蚀液的配方可以根据不同的应用需求进行调整，以下是一种常见的钛腐蚀液配方：
1. 氢氟酸（HF）：30-40%
2. 硝酸（HNO3）：10-20%
3. 乙酸（CH3COOH）：5-10%
4. 水（H2O）：30-50%
以上配方中，氢氟酸是钛腐蚀液的主要成分，它可以与钛合金表面的氧化层反应，形成可溶性的氟化物，从而去除氧化层。
硝酸和乙酸则可以调节钛腐蚀液的酸度和稳定性，防止钛合金表面过度腐蚀。
水则是稀释剂，可以将钛腐蚀液的浓度降低到合适的水平。
需要注意的是，钛腐蚀液具有强腐蚀性，使用时必须严格遵守安全操作规程，避免皮肤和眼睛接触。
同时，在使用钛腐蚀液时，必须控制好腐蚀时间和温度，以免过度腐蚀导致钛合金表面质量下降。
氟与钛反应
氟与钛反应可以形成氟化钛，这种化合物具有很好的防腐性能。
适量的氟元素可以提高钛合金的抗腐蚀性能，特别是在高温高压环境中表现突出。
然而，当氟元素的含量超过一定限度时，会与钛元素发生电负性差别较大的化学反应，导致钛合金表面过度氧化，从而导致其腐蚀性能下降。
同时，氟元素的加入对钛合金的力学性能也会产生影响。
当氟元素的含量小于0.5%时，可以提高钛合金的屈服强度和抗拉强度；但是当氟元素的含量增加到1%以上时，钛合金的塑性和韧性会降低，不利于钛合金的弯曲和柔性加工。
因此，在钛合金中添加氟元素时需要控制其含量，以达到最佳的防腐和力学性能。
以上信息仅供参考，如有需要，建议您咨询专业技术人员。
不同氟化物对钛合金焊接工艺性能的影响
体， 增大熔滴的爆炸力 ， 电弧稳定 性下降． 使 ｃ组 Ｂ Ｆ 热稳定性好 ， ａ 不会分解产生气体 ， 电弧稳 故 定 性好 ． 于 Ａ组 药 芯 焊 丝 ， 芯 中 的 冰 晶石 受 对 药
热 分解 ， 成 ＡＦ 气体 ， 冰 晶石 的分 解 温 度较 生 １， 但 高 ， 熔 池 中将 继 续 分 解 ， 成 的 ＡＦ 体从 熔 在 生 １ 气
提高 ． １ 如 Ｏ年前 ， 乌克 兰 巴顿 焊 接研 究 所 与 美 军
研究 机 构合 作 ， 利用 Ｐ Ｔ Ｐ ２药 芯焊 丝 ， ４ ０Ａ 的 在 ５
焊接 电流 ， 以 实现 不 开 坡 口单 道 焊 接 熔 深 达 可
１ ． ｍｍ， 大超 过 Ａ Ｔ Ｇ的焊 接厚度 ． ３５ 大 ．Ｉ
解， 形成气泡放 出型飞溅 ， 导致焊缝成形很 差． 留于渣中的冰晶石降低 了熔渣 的流动性 ， 残 焊缝 熔渣没有 出现 中间薄而两边厚的情况．Ｂ组 由于 Ｎ ｉ ａＳＦ 分解 温度较 低 ， ａＳ Ｎ ：ｉ 分解 产生的 Ｎ Ｆ增 大了熔渣 的 Ｆ ａ 流动性 ， 导致焊缝 中间熔渣 薄而边缘较厚． 三组焊缝 中均未 出现气孑 ． Ｌ 关键 词 ： 钨极氩弧焊 ； 钛合金 ； 氟化物 ； 焊接 工艺
收 稿 日期 ：０ １１ —８ ２ １ —１１
作者简介 ： 杨庆来 （ ９ ６一） 男 ， １７ ， 工程师 ， 学士 ， 主要 从事建筑材料性能 的研究
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８ ２
大 连 交 通 大 学 学 报
不 同 氟 化 物 对 钛 合 金 焊 接 工 艺 性 能 的 影 响
杨 庆 来
（ 北京铁路局德 州站房改造指挥部 ， 山东 德州 ２ ３０ ） ５ ００
氟化物对纯钛及其合金耐腐蚀性影响
（ Ｐ＜０ ０ ） ． １ 。扫描 电镜观察实验组 纯钛全 面腐蚀后 仅见少 量孔蚀 ， 实验组 Ｔｉ Ａ —Ｖ全面腐蚀后有 散在 的点蚀 坑 ， 一 １ ６ ４ 实 验组 Ｎｉ Ｃ Ｔｉｏ全面腐蚀后呈现大量点蚀坑 ， 试样 表面 凹凸不
尹
路
未经除气 ，对照组将试 件 浸入人 工唾 液 ， 箱浸 入时 间为 各 ６ ， ０ｓ 每个 循 环周 期 为 １６ｓ 冷热 循 环次 数设 定 为 ５ ００ ２ ， ０
次， 实验 组则在 人工 唾液 加入 ０ ２ ．５ｇ含氟 凝胶 （ 照氟化 参
钛和钛基合金 的腐蚀 影 响鲜有报 道 ， 实验 旨在应 用动 电 本 位极化技术研 究钛基合金与纯钛在含有氟化物人 工唾液 中 的腐蚀行 为。
参 考 文 献
１ Ｚｉ ｅ ｔ ｒＨ．Ｐｅ ｋ Ｈ ． ｅ ｅｅｔｏ ｈ ｍ ｉ ｌｂ ｈ ｖｏ ｆｍｅａｌ ｍ— ｔ ｌｎ Ｔｈ ｌｃｒｃ ｅ ｃ ｅ ａ ｉｒｏ ｔ ｉ ｉ ａ ｌ ｃ ｐａ ｔｍａｅ ａｓ ａ ｎ ｉｄｃｔ ｒｏ ｈ ｉ ｂｏ ｏ ｐ ｔ ｉｔ ．Ｂｉｍｅ ｌｎ ｔｒ ｌ ｓ ａ ｎ ｉａｏ ｔ ｅｒ ｉｃ ｍ ａｉ ｌ ｙ ｉ ｆ ｂｉ ｏ ｄ
平。
表 １ 种 腐蚀样 本 Ｅ ｏ ＂ ｔ 数值 （ ３ ｃｎ Ｅ ｐ ±ｓ ）
３ 讨
论
复用合金存在腐蚀倾 Ｉ ｊ随着氟化 物大 量应用 于防龋 和 ￣ ９， Ｉ Ｅ
脱敏 ， 势必造成 唾液和局 部氟浓 度增高 。纯 钛及 其合金表
近年来 ， 随着 电化学腐蚀研究 的进 展 ， 合金材料 耐腐 蚀 性能 可以得到定性检测和腐蚀产物定量分 析。动电位极 化
口腔含氟环境对钛表面氧化膜特性及其腐蚀行为的影响
口腔含氟环境对钛表面氧化膜特性及其腐蚀行为的影响陈宛蜻;邱憬【摘要】目的研究口腔含氟环境对钛表面氧化膜特性及其腐蚀行为的影响.方法将纯钛试件浸泡于不同氟浓度的人工唾液中,以无氟人工唾液为对照组.收集浸泡7 d的试件与浸泡液,采用X射线光电子能谱(XPS)分析钛表面氧化膜组成;采用电化学阻抗谱(EIS)检测各组人工唾液中纯钛试件的腐蚀行为特征;采用电感耦合-等离子体发射光谱仪(ICP-OES)检测各组浸泡液中的钛离子释放量.结果 XPS广谱分析显示,钛表面的钛和氧元素含量随氟浓度的增加而逐渐降低,氟元素含量则相应增加;XPS高像素谱分析显示,钛表面的二氧化钛含量随氟浓度的增加而逐渐降低.EIS 测试获得的奈奎斯特图(Nyquist)、波特相位图以及等效电路拟合数据显示,钛表面氧化膜的腐蚀阻抗随着氟浓度的增加而逐渐减小,钛腐蚀行为逐渐增强.ICP-OES检测发现,随着氟浓度的增加,钛离子释放量显著增加.结论口腔含氟环境能破坏钛表面氧化膜,加速钛腐蚀行为,进而引发钛离子释放,且该效应随氟浓度的增加而加剧.【期刊名称】《口腔医学》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】6页(P193-198)【关键词】氟;钛;氧化膜;腐蚀【作者】陈宛蜻;邱憬【作者单位】南京医科大学附属口腔医院种植科·南京医科大学口腔疾病研究江苏省重点实验室,江苏南京 210029;南京医科大学附属口腔医院种植科·南京医科大学口腔疾病研究江苏省重点实验室,江苏南京 210029【正文语种】中文【中图分类】R783.1钛由于其良好的生物相容性、高强度以及耐腐蚀性等优点，被广泛应用于口腔种植修复领域。
钛种植修复体长期处于口腔生理环境中，可与牙膏、漱口水等口腔保健品发生接触。
而检测数据表明，这些口腔日常保健品中的氟化物浓度达200～10 000 mg/L不等[1-3]，近年来的许多研究发现，氟会加速钛金属的腐蚀[4-7]。
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。
本文将详细介绍钛材的耐腐蚀性能及相关数据。
1. 钛材的耐腐蚀性能钛材具有良好的耐腐蚀性能，主要表现在以下几个方面：1.1 耐酸性：钛材能够耐受多种浓度的无机酸，如硫酸、盐酸、硝酸等。
在浓度较低的有机酸中，如乙酸、醋酸等，钛材同样表现出良好的耐腐蚀性能。
1.2 耐碱性：钛材能够耐受多种浓度的碱性介质，如氢氧化钠、氢氧化钾等。
在高温高压下，钛材的耐碱性能更加突出。
1.3 耐盐性：钛材对氯化物、溴化物等盐类具有较好的耐腐蚀性能，适合于海水环境下的使用。
1.4 耐氧化性：钛材具有良好的耐氧化性能，能够在高温下长期稳定地工作。
2. 钛材耐腐蚀数据下面是钛材在不同腐蚀介质下的耐腐蚀数据，以供参考：2.1 钛材在硫酸中的耐腐蚀性能：浓度为10%的硫酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.1%。
浓度为30%的硫酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.5%。
浓度为50%的硫酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于1%。
2.2 钛材在盐酸中的耐腐蚀性能：浓度为10%的盐酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.1%。
浓度为30%的盐酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.5%。
浓度为50%的盐酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于1%。
2.3 钛材在氢氟酸中的耐腐蚀性能：浓度为10%的氢氟酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.1%。
浓度为30%的氢氟酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.5%。
浓度为50%的氢氟酸：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于1%。
2.4 钛材在海水中的耐腐蚀性能：海水温度为25℃：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.1%。
海水温度为50℃：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于0.5%。
海水温度为75℃：钛材表面无明显腐蚀现象，分量损失小于1%。
3. 结论综上所述，钛材具有优异的耐腐蚀性能，在不同腐蚀介质下都能够表现出良好的耐腐蚀性。
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浓 度 的增 高 也 基 本 保持 稳 定 ，而 ｐＨ值 等 于 ４时 ， 区域 在 酸 性 溶 液 中对 氢 离 子 的吸 收 而 降低 钛 的氢
溶 解 。Ｂｏｅｒｅ［￣和 Ｎａｋａｇａｗａ１６３通 过腐 蚀 试 验 和极 化 电 高其抗腐蚀性能 ，三种金属表 面氧化膜均未被破
阻实验发现在氟离子存在的情况下，当 ｐＨ值大于 坏 ，原因可能是添加 Ｐｔ和 Ｐｄ后 ，使得钛在溶液 中
７时 ，即使 氟离 子存 在 ，钛 的极 化 电 阻随着 氟 离子 形 成 阳极 而 ｎ 和 Ｐｄ成 阴极 ，导致 Ｐｌ和 Ｐｄ的 阴极
中国口腔种植学杂志 ２０１３年第 １８卷第 １期
氟化物对纯钛及钛合金 的腐蚀作 用
聂鹤鹏综述 王 国平 夏 露 审校
喃 ｜暮】 氟 离子 能和 牙体组织 中的钙结合 ，促进牙齿的再矿化 ，因此被 广泛应 用于 口腔保健 品 在 复杂的口腔环
境 中，钛材料修复体可 能由于 氟化物存在 而发生各种腐蚀行 为，长期存 留的腐蚀产 物和持 续的腐蚀会 引起钛材料
金 的腐 蚀 行 为受 到 氟化 物 本 身浓 度 、环 境 酸碱 度 、 使 用 这 些 保 健 产 品 会 导 致 口腔 局 部 氟 离 子 浓 度 增
口腔 中 蛋 白质 和 钛 合 金 的 成 分 以及 种 植 体 材 料 表 高 。有 研 究发 现 在 酸 性 溶 液 中 ，氟 离 子 浓 度 达 到
是 最 常用 的 口腔 材 料 之 一 。钛 由于 与 氧 具 有 很 高 致钛 材料 修 复 失败 。
的亲 和 力 ，并 在 其 表 面 形 成 了一 层 致 密 而 稳 定 的
氧 化 膜 而 具 有 出色 的耐 腐 蚀 性 。 有研 究 表 明氟 离 ２ 氟 化物腐 蚀 影 响因 素
化 物 和 氢 离 子 结 合 形 成 氟 化 氢 。 氟 化 氢 能 优 先 吸 能 力 ，这 可 能和 随着 氟 离子浓 度 增加 引起 钛表 面氧
附 于 钛 表 面 氧 化 膜 的 某 些 点 上 ，排 挤 掉 氧 原 子 ， 化 膜 的 多孔 性改变 有 关 。
然 后和 氧 化 膜 中 的钛离 子 结 合 形成 可 溶 性 氟 化 物 ， ２．２ ｐＨ值
子 在 酸 性 环 境 下 能 破 坏 这 层 氧 化 膜 ， 从而 削 弱 钛
的抗 腐 蚀 能力 。 目前 ，含 氟 牙 膏 、 正 畸 凝 胶 等 含 ２．１ 氟化 物 的浓度
氟牙科产 品大量应用于 口腔 。钛及钛合金暴 露于
口腔 中氟化物主要来源 于含氟牙膏和漱 口水等
含 氟 的复 杂 口腔 环 境 中 。在 此 情 况 下 ，钛 及 其 合 口腔 保 健 品 ，其 浓 度 范 围 １０００～１００００ｐｐｍ 不 等 ，
面 微 形貌 等方 面 的影 响 。
３０ｐｐｍ 时 ，钛表 面 的氧化 膜 即可 出现 破坏 ，说 明低 浓 度 的 氟 离 子 就 减 弱 了 钛 材 料 的 抗 腐 蚀 性 能 ［１］。
１ 氟 化物 腐蚀 原 理
高 浓度 氟溶 液对 钛表 面 的腐 蚀作 用 在弱 酸环 境 中就
能 进 行 。Ｈｅｒ－Ｈｓｉｕｎｇ Ｈｕａｎｇ［２１发 现 当 ＮａＦ浓 度 高
或析氢腐蚀环境 中会续吸收氢 ，在钛 晶面生成
作者单位：２１００００ 江苏省 １：３腔 医院种植科 。
中国口腔种植学杂志 ２０１３年第 ｌ８卷第 １期
条 件 下 ，金 属 表 面 氧 化 膜 生 成速 度减 慢 ，更 易 于 而在 三种 钛金 属 中添加 超过 ０．５％的 Ｐｔ和 Ｐｄ，可 提
修 复的失败 。本文就 氟化物对钛 和钛合金 的腐蚀行 为及其其影响 因素进行 综述 。
【关键词Ｉ 氟化物；钛 ；腐蚀
中 图分 类 号 ：Ｒ７８２
文 章标 识码 ：Ａ 文章编号：１００７—３９５７（２０１３）０１—５１—３
近 年 来 ， 钛 和 钛 合 金 广 泛 应 用 于 口腔 领 域 ， ＴｉＨ ，促 进 腐蚀 的进 程 ，甚至 形 成微 裂 纹 ，最 终 导
复 ｆ再钝 化）维 持在 一个 稳 定 的状态 ，保 护 内部 的钛 升而 表现 出相应 增加 的趋 势 ，最 后 点状 凹 陷互 相 融
元 素 不 被 继 续 氧 化 。但 有 报 道 发现 ， 钛 表 面 氧 化 合 ，样本 表 面粗 糙度 上 升 ，高浓 度氟 离子 提 高 了钛
膜 在 氢 氟 酸 溶 液 中会 出现 溶 解 。 目前普 遍 认 为 氟 的腐 蚀速 率 ，并 完全 破坏 钛材 料表 面 的钝 化膜 ，发 化 物 对 钛 及 钛 合 金 的腐 蚀 原 理 是 口腔 中 溶 解 的氟 生腐 蚀 反应 。溶 液 中氟离 子浓 度 决定 了钛 的抗 腐蚀
钛 材 料 良好 的 抗 腐 蚀 性 主 要 是 由表 面 薄 而 致 于 ０．１％时 ，在 ＰＨ 为 ６的溶 液 中 极 化 电 阻 下 降 明
密 稳 定 的氧 化 膜 产 生 ，这 层 氧 化 膜 在 破 坏 后 能 在 显，抗腐蚀性能下 降。马长柏等 ［３１发现腐蚀产生
含 氧 环 境 中迅 速 形成 。这 使 得 氧 化 膜 的破 坏 和 修 的点状 凹 陷的分 布 范 围和深 度均 随 氟离 子 的浓度 上
使钛 发 生点 蚀 。反应 方程 式如 下 ：
Ｔｉ２０３＋６ＨＦ＝２ＴｉＦ３＋３Ｈ２０，
人 体 体液 的 正 常 值 是 ７．２—７．４，但 种 植 体 周 围 唾液 的 ｐＨ 值可 能 会发 生 变 化 ，外 科手 术 和 局 部感
ＴｉＯ２＋４ＨＦ＝ＴｉＦ４＋２Ｈ２０，
染都会造成环境 酸化 ，使得 ｐＨ值 降低 至 ５．２，外
ＴｉＯ２＋２ＨＦ＝Ｈ２０＋ＴｉＯＦ２。
源 物 质和 饮食 过后 细 菌发 酵也 会 引起 口腔 内酸 碱度
表 面 氧 化 膜 破 坏 发 生 多 孔 性 改变 后 ， 导 致 深 短时间内下降嗍。 目前 已有大量的文献证实在酸性
部 钛 的暴 露 。钛 是 一 种 活 性 很 高 的金 属 ， 在 含 氢