锆、铪 —— 钛的兄弟们
钛锆的基本知识
钛的基本性质原子结构钛位于元素周期表中ⅣB族，原子序数为22，原子核由22个质子和20-32个中子组成，核外电子结构排列为1S22S22P63S23D24S2。
原子核半径5x10-13厘米。
物理性质钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔点1668±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。
钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为0.38-0.4K。
在25℃时，钛的热容为0.126卡/克原子·度，热焓1149卡/克原子，熵为7.33卡/克原子·度，金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004。
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。
钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。
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。
化学性质钛在较高的温度下，可与许多元素和化合物发生反应。
各种元素，按其与钛发生不同反应可分为四类：第一类：卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物；第二类：过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体；第三类：锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体；第四类：惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素（除钪外），锕、钍等不与钛发生反应或基本上不发生反应。
与化合物的反应：◇HF和氟化物氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成TiF4，反应式为（1）；不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜，可防止HF浸入钛的内部。
氢氟酸是钛的最强熔剂。
即使是浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应，见式（2）；无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应，仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。
锆离子印迹聚合物分离锆和铪的研究
将溶 剂萃取分 离锆铪 的常用萃 取剂磷酸三 丁酯（Ｂ ） Ｔ Ｐ 与金属离 子印迹技术 相结合 制备分 离锆 分离锆和铪时会 出现 第三相 问题 ，一直没 能很好地解
决 ，为 了解 决这 个 问题 ，有研 究者将其吸附于苯 乙烯． 二乙烯基苯等交联共聚物 上 ，即制备成 萃淋树脂 ， 但分离效果一般【 。本文首次采 用本体 聚合法 ，以磷酸三丁 酯为络 合剂制备 了锆离 子印迹聚合物 ，并对 其进行了 Ｉ Ｒ、Ｘ Ｄ分析表征并用于钛 、锆 、铪 的分离 。 Ｒ
ｆｎｔ ｎｌ ｎ ｍｅｓ ｎ ｉｉ ｌ ｎｅ ｅａ ｔｅ ｒｓｌ ｋｎ ｇｎ ｈ ｒｉ ｅ ｉ ｏ ｉｍ （ ｉ ｅｐ砒 ｕ ｃ ｏ ａ ｍｏ ｏ ｒ ｄｄｖｎ ｂ ｚｎ ｏｓ ｎ ｉ ａｅｔ ｅｅｎｔ ｒ ｎ ｉ ａ ｙ ｅ ｓ ｈｃ ｉ ｇ ｗ ｈ ｚ ｃ ｕ Ⅳ）ｏ ｉｔ ｒ ｎ ｓｈ
（ ｅ ａ ｍｅｔ ｆ ｐ ｌ ｄＣ ｅ ｓｙ Ｓ ｕｈ ｈ ａ ｎｖｒｉ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ Ｇ ａｇ ｈ ｕ ６ ０ Ｃ ｉ ） Ｄ ｐｒ ｎ Ａ ｐｉ ｈｍｉｒ， ｏ ｔ ｉ ｉｅｓｙｏ ｅｈ ｏｏ ， ｕｎ ｚ ｏ １ ４ ， ｈ ａ ｔ ｏ ｅ ｔ Ｃ ｎＵ ｔ ｆ ｇ ５０ ｎ Ａｂｔａｔ Ｚｒｏ ｉｍ （ ）ｉ — ｐｉ ｅ ｏ ｍ ｒ （ ｒＩ ｓ ｎ ｏ ｔ ｌ ｏｙ ｒ Ｃ ｓ ｅｅｐｅａｅ ｙ ｓ ｃ： ｉ ｎｕ ｒ ｃ Ｉ ｏ ｉ ｒ ｔｄｐ ｌ ｅｓ Ｚ － Ｐ）ａｄ ｃｎｒ ｌｍｅｓ（ Ｐ）ｗ ｒ ｒｐｒｄｂ Ｖ ｎｍ ｎ ｙ Ｉ ｏｐ
联剂，采用本体聚合法制各 了锆 离子印迹聚合物（ｒＩｓ Ｚ－Ｐ） Ｉ 和控制聚合物 （ｐ） ｃｓ 。用 ｌ ： ｌ盐酸将锆离子 印迹聚合 物中的锆 离子洗 脱，释 放出 印迹空腔 。对 Ｚ－Ｐ 和 Ｃ ｓ ｒｌｓ ｌ Ｐ 进行了 Ｆ ． Ｔ【 Ｒ和 Ｘ Ｄ分析表征 。研 究了 ｐ Ｒ Ｈ及吸 附平 衡时间对锆离子
锆铪原料的处理方式和对应产品
锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议审核：编制部门：钛冶金项目组编制时间：二OO六年三月二十一日锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议1世界锆铪资源情况1.1世界锆铪资源概况世界各地的锆铪主要贮存于海滨砂矿床中,只有少部分赋存于积砂矿和原生矿中,工业价值不大。
锆铪资源中有工业价值的矿物主要是锆英石及斜锆矿，它们多与钛铁矿、独居石、金红石、磷钇矿、锡石等矿物共生，呈综合性砂矿床产出。
关于世界锆铪储量有许多不同的数据，但多数报告中总储量倾向于表1中的数据。
世界上主要锆石资源产于澳大利亚和南非。
澳大利亚东海岸锆石砂矿为太古代基岩风化形成的中——新生代沉积砂矿。
矿床中主要矿物为石英砂，几乎不含长石和云母；重矿物以锆石、金红石、钛铁矿为主，局部矿砂中的重矿物含量多达70%。
重矿物中锆石含量约30%，金红石含量较锆石更高一些。
含矿石英砂分布面积达200余Km2。
最厚之处约200m。
1.2 国内锆铪资源情况据资料报道，中国锆矿储量居世界第9位。
滨海砂矿是目前我国生产锆石及其它有用矿物，如钛铁矿、独居石、金红石等的主要矿床类型之一。
其中，锆砂矿主要集中在广东、海南、广西和山东，而四川、云南主要是岩矿。
其他省份如湖南、湖北、安徽、福建、江西、辽宁等省也有一些锆资源。
见表2中的数据。
表2 中国广东等省的锆铪储量（1980-1981年）目前，锆矿已发现的矿床分岩矿和砂矿两大类，分别占总储量的30%和70%。
岩矿储量几乎全部集中在孔鲁特801矿，该矿床为碱性花岗岩矿床，含锆铪矿物主要为锆石，有铌、铍、金、稀土多种有用元素伴生。
但此矿由于选矿困难，暂未开采和利用。
中国锆英石三大矿区的具体情况见表3。
表3 中国锆英石三大矿区矿床特征具有工业意义的锆矿床为分布在东南沿海的砂矿，包括滨海沉积砂矿、河流冲积砂矿、沉积砂矿和风化壳砂矿，锆矿多作为钛铁矿、金红石、铌铁矿、独居石和磷钇矿的共（伴）生矿物。
矿石的品位在0.04%与7.094kg/m3之间。
锆材的特点
13800
15700
17500
溶沸点
熔点：1852℃
沸点：4377℃
密度
密度：6.49克/立方厘米
编辑本段元素描述
元素英文名称：Zirconium
相对原子质量：91.22
核内质子数：40
核外电子数：40
核电核数：40
质子质量：6.692E-26
硫酸锆
质子相对质量：40.28
所属周期：5
所属族数：IVB
锆的特点：
锆是一种稀有金属，具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。本次"神六"上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品，其抗腐蚀性能远不如锆，其熔点1600度左右，而锆的熔点则在1800度以上，二氧化锆的熔点更是高达2700度以上，所以锆作为航空航天材料，其各方面的性能大大优越于钛。
工业规模生产的锆合金有锆锡系和锆铌系两类。前者合金牌号有Zr-2、Zr-4，后者的典型代表是Zr-2.5Nb。在锆锡系合金中，合金元素锡、铁、铬、镍可提高材料的强度、耐蚀性和耐蚀膜的导热性，降低表面状态对腐蚀的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆，Zr-4合金用于压水堆。在锆铌系合金中，铌的添加量达到使用温度下锆的晶体结构的固溶极限时，合金的耐蚀性最好。锆合金有同质异晶转变，高温下的晶体结构为体心立方，低温下为密排六方。锆合金塑性好，可通过塑性加工制成管材、板材、棒材和丝材；其焊接性也好，可用以进行焊接加工。
含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石（zircon）或风信子石（hyacinth），广泛分布在自然界中。它们颜色美丽，被称为宝石。而目前生产锆的原料主要是锆英砂。
编辑本段锆合金
锆管头以锆为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有锡、铌、铁等。锆合金在300～400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面，对核燃料有良好的相容性，多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料。此外，锆对多种酸、碱和盐有优良的抗蚀性，与氧、氮等气体有强烈的亲和力，因此锆合金也用于制造耐蚀部件和制药机械部件，在电真空和灯泡工业中被广泛用作非蒸散型消气剂。
锆
锆Zirconium锆(Zirconium)是一种化学元素，它的化学符号是Zr，它的原子序数是40，是一种银白色的高熔点金属，呈浅灰色。
密度6.49克/立方厘米。
熔点1852±2℃，沸点4377℃。
化合价+2、+3和+4。
第一电离能6.84电子伏特。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性，可溶于氢氟酸和王水;高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。
简介锆，原子序数40，原子量91.224。
1789年德国化学家克拉普罗斯在锆石中发现锆的氧化物，并根据锆石的英文名命名；1824年瑞典化学家贝采利乌斯首次制的不纯的金属锆；1925年荷兰科学家阿克尔和德博尔制得有延展性的块状金属锆。
锆在地壳中的含量为0.025%，但分布非常分散。
主要矿物有锆石和二氧化锆矿。
天然锆有6种稳定同位素：锆90、91、92、94、96，其中锆90含量最大。
锆为银灰色金属，外观似钢，有光泽；熔点1852°C，沸点4377°C，密度6.49克/厘米³。
锆容易吸收氢、氮和氧气；锆对氧的亲和力很强，1000°C氧气溶于锆中能使其体积显著增加。
锆一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。
锆合金可以耐很高的温度，用作制作核反应的第一层保护壳。
过渡金属rl]。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性，但是溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固溶体。
锆的可塑性好，易于加工成板、丝等。
锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料。
锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。
锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属，且含有放射性物质。
地壳中锆的含量居第19位，几乎与铬相等。
自然界中具有工业价值的含锆矿物，主要有锆英石及斜锆石。
历史含锆的天然硅酸盐ZrSiO₄称为锆石（Zircon）或风信子石（hyacinth）广泛分布于自然界中，具有从橙到红的各种美丽的颜色，自古以来被认为是宝石，据说Zircon一词来自阿拉伯文Zarqūn，是朱砂，又说是来自波斯文Zargun，是金色，hyacinth则来自希腊文的“百合花”一词，印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。
无机化学 锆和铪 PPT课件
元素 Zr 发现后的大约 30 年， 元素 Hf 被人们发现。
人们也同时发现，30 年来对 Zr 进行的所有研究，全是在含 2％ Hf 的 Zr 样品基础上进行和完成的。
Zr 和 Hf 的单质与 Ti 相似，在 高温下很活泼，可以与多种非金属化 合生成二元化合物， 如 MO2 ，MC， MN，MB，MB2，MX4 等。
ZrSiO4 + K2 [SiF6] —— K2[ZrF6] + 2 SiO2
锆英石中的杂质 Hf 在这一过程 中也将转化成 K2[HfF6]。
K2[HfF6] 在氢氟酸中的溶解度略 大于K2[ZrF6] 。
利用这一微小差异在氢氟酸中进 行反复多次的溶解－结晶操作，可பைடு நூலகம் 达到分离锆、铪的目的。
19. 5 锆与铪
锆 Zr
锆石
ZrSiO4
二氧化锆矿 ZrO2
锆在地壳中的质量分数
为 0.0190 % 列第 18 位
铪 Hf 与 Zr 混生
铪在地壳中的质量分数 为 3.3 10－4 %
Zr 和 Hf，无论在物理 性质上，还是在化学性质上 均与 Ti 相似。
由于镧系收缩的影响，Zr 与 Hf 极为相似，均为银白色金属。
Zr 可以与熔碱反应 Zr + 4 KOH —熔—融— K4ZrO4 + 2 H2
Zr 和 Hf 的磷酸盐 M（3 PO4）4 很特殊，它们几乎不溶于酸，所以 可以从强酸介质中沉淀出来，从而 使 Zr 和 Hf 与其他金属分离。
将锆英石（ZrSiO4）与K2 [SiF6] 烧结，有 K2[ZrF6] 生成。
ZrO2 为白色粉末，硬度高。
钛镍锆简介
锆为银灰色金属，外观似钢，有光泽。锆容易 吸收氢、氮和氧气；锆对氧的亲和力很强，表面易 形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。锆 有优秀的耐腐蚀性，不溶于氢氟酸和王水；高温时， 可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶 液化合物。 锆在空气中比较稳定；粉末状的锆容易燃烧， 细的锆丝可用火柴点燃；高温时能与溶入的氧、氮、 氢直接化合。 锆制品不仅广泛运用于民用领域，而且还是新 能源、军工和核反应堆必不可少的材料，因此锆产 业在我国工业发展中处在鼓励发展的阶段，在政策 上是得到大力支持的，发展前景明朗。
钛在高温下具有极强的化学活性，可以 与氧、碳、氮以及其它许多元素化合，需要 在真空状态或惰性气体保护下才能熔炼。因 为钛难于提炼，所以，人们曾把钛当作“稀 有金属”。其实，钛的含量约占地壳重量的 6.1‰，比铜、锡、锰、锌的总和还要多十 几倍。我国已探明的钛储藏量最多，占世界 已探明钛储量的64%。其中四川的攀枝花， 钛的储藏量占全国的90%以上，是世界上罕 见的大钛矿。
△蒙耐尔合金（Monel）
镍合金中的蒙耐尔合金（Monel）对氢氟酸的 耐蚀性非常好。对热浓碱液也有优良的耐蚀性，但 不及纯镍的耐蚀性好。此外蒙耐尔还耐中性溶液、 高温卤素、各类食品、水、海水、大气、多种有机 化合物的腐蚀。但不耐氧化性酸和其它强氧化性溶 液、熔盐、熔金属、熔硫和高温含硫气体的腐蚀。 蒙耐尔的机械、加工和高温性能都很好。加入 铝（3%）的合金（K-Monel）具有高的抗拉强度， 含硅（4%）的铸材则有较高的耐磨性。 各种蒙乃尔合金常用于化学、食品、动力、海 水等工业中，如作烧碱蒸发器、盐水设备、海水泵、 离心机等。
锆最值得注意的性质之一是抗腐蚀性。在这方 面，它甚至超过铌和钛这些抗腐蚀性很强的金属。 如果把不锈钢浸在 5％的盐酸中浸泡一年的话，它 的厚度要损失2．6毫米；在同样条件下钛的损失约 为l毫米；而锆的损失仅为千分之一毫米。锆的抗 碱性能更是出类拔萃，在这方面它超过了钽。由于 锆有惊人的抗腐蚀性能，且不与人的血液、骨骼和 各种组织发生作用，已被用作外科、牙科等医疗器 械。如在神经外科这个极其敏感的医学领域中已有 了用武之地。有时在进行脑外科手术中用锆丝进行 缝合。 钢里只要加进千分之一的锆，硬度和强度就会 惊人地捉高，被用于制造防弹合金钢。含锆的装甲 钢、大炮锻件钢、不锈钢和耐热钢等是制造装甲车、 坦克、大炮和防弹板等武器的重要材料。
锆材加工及应用
2011-10-22
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锆的机械加工 普通方法 基本原则 速度缓慢 进刀量大 冷却系统里加大量溶于水的润滑剂 锆有咬合和加工硬化的倾向 如果切割不光滑，表面会粘上杂质形成氧化物
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锆、钛和钢及镍基合金比较 弹性模量低 熔点高 膨胀系数高 导热系数好 密度高 表面张力好
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锆的焊后热处理 锆702 一般不需要，除非有高度热应力存在，为了增加抗疲 劳能力，或在大量冷加工后恢复延展性 如果材料是用于超过55％浓度，接近沸点的硫酸，就 需要经过高温处理 锆705 因易受延迟氢化物影响，所有焊接都需要作应力释放 处理，无论材料用于何处 如果材料是用于超过55％浓度，接近沸点的硫酸，就 需要经过高温处理
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锆的萃取 克罗尔工艺 ZrCl4+2Mg=Zr+2MgCl2 在钢制坩埚里分批操作 从氯化镁团块除去多余的镁 所得的锆成烧结多孔“海绵”状 海绵锆经真空蒸馏净化
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冶金 机械，物理和热力学特性 材料规格 常规产品
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冶金和特性 锆的晶体结构 锆702在865℃相变，从α相（密排六方晶格）到β 相 （体心立方晶格） 锆705在854 ℃相变，从α 锆＋β 鈮相（密排六方＋体 心立方晶格） 到β相（体心立方晶格） 各向异性 锆和钛显示出强烈的各向异性，这是由它们在室温时 六方密排的晶格结构造成的 机械性能根据方向变化
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锆的核应用 反应堆内组件 槽管 隔离 棒材 热中子吸收截面低 高温蒸汽下防腐强
2011-10-22
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锆、铪 —— 钛的兄弟们王凌宇陈阵徐传明邱然关键字钛锆铪世纪金属生物陶瓷原子能领域芯片工艺革命神奇金属摘要本文以人们熟悉的钛为引入，以生物陶瓷、电子集成芯片等为例详细讨论了钛的同族金属——锆和铪的优良性质及其在社会生活中的巨大贡献，强调了化学学科与社会的紧密联系性。
一研究的缘起和概要我们时常惊叹于自然界的神奇。
自然界就像是一本人类永远也无法读完、读透的书，总是有意无意地给予走进她的人以意料之内或者意料之外的惊喜。
人类作为她的崇拜者，从来没有停止过对她的奥秘的探寻。
作为回报，一系列重要的发明和发现，大大改变了人类社会的面貌。
我们的生活因此而方便，我们的文明也同时因此而进步。
本论文仅以对第四副族的三个元素的讨论做为切入点，简要论述它们的化学物理性质及其在社会生活的诸方面的重要应用，突出了该副族元素独特的优良性质所能给人类社会带来的巨大财富。
我们在做资料收集和撰写论文的时候，本着阐述化学原理深入浅出、明细可靠和分析化学与社会关系时着眼长远和关注实际应用并重的原则，以经常被人们忽略的锆（Zirconium）和铪（Hafnium）为重点，并附带简略介绍钛（Titanium），以我们独特的视角观察、分析和讨论第四副族的这些元素的性质与应用，希望能在其中有所收获，有所发现，有所创新。
1 钛钛是地壳中含量最丰富的元素之一，在所有元素中丰度占第9位。
钛及其合金因有比重轻，强度高，耐腐蚀，耐高温等优良性能，广泛应用于航天、航空、航海设施、化工、冶金、发电、医药等领域。
钛被誉为“21世纪的世纪金属”。
2 锆锆及其化合物曾经被许多人认为是几乎没有工业价值的。
但实际上锆及其化合物今天被广泛应用于工业生产和高新技术领域。
R. Thompson曾在Specially Inorganic Chemicals 中对锆的今昔巨大变迁有过精彩的描述。
One of the most abundant minerals of the earth, ranking twentieth in order of abundance in the earth’s crust.In ancient time, zirconium minerals were regarded as gemstones which only aristocates had the privilege to own. Now since the technology of extacting pure zirconium from its compounds is highly developed comparatively, it is not a kind of jewellery any more. Instead, the ceramic industry widely uses zirconium silica and oxide to make requisites, facilitaing our way of living.First used as a wax emulsion for waterproofing of texile, it experienced a legengary prcocess from a nobody of the elements’ kingdom to a hero in our indusrialized world.作为有如此传奇般经历的元素，锆今天在社会的许多方面发挥着开拓者般的重要作用。
本论文将在概述锆的基本物理及化学性质之后，以其在生物陶瓷领域和原子能领域的为例，展现锆的优良特性及其在社会发展和文明进步中所能够扮演的重要角色。
3 铪铪的单质是重要的战略金属，它有良好的可塑性和强的抗腐蚀性，抗蚀性超过钛。
铪还具有特殊的核性能。
铪已经成为原子能、电子、化工、冶金国防等部门需用的重要材料。
铪的发现过程是很有趣的，它和锆的性质是如此的相似，以至于其实人们早就应该发现它了，甚至事实上已经发现它了，但是由于种种原因，总是误认为是“另一种的锆”，它就因此而沉默了几个世纪c。
本论文将结合近几年的最新科技成就，较为详细地讨论铪在电子领域的巨大实际应用价值和广阔的实际应用前景，从中体现铪元素对社会造福的无限潜力。
随着电脑技术的发展，电脑芯片变得越来越薄。
传统的主体芯片材料二氧化硅已经越来越不能适应摩尔定律的要求。
铪元素的化合物以其合适的介电常数及其他方面优良的性质，历史地承担了新一代芯片制造主材料的重任，为开发更高性能的计算机做出了具有历史意义的贡献，成为计算机科学史上里程碑式的重要材料。
二．钛的介绍什么是钛？钛，学术的解释是：一种金属元素，灰色，可以在氮气中燃烧，熔点高。
22号元素。
金属钛的特点及应用：1.钛没有磁性，用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。
2.钛的耐热性很好，熔点高达1725℃。
3.在常温下，钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。
就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。
4.钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。
钛的实际应用：5.钛的储量非常大：地理表面十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多61倍。
随便从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕。
6. 钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的硬度却比铝大2倍。
所以钛在某些领域，已经替代了钢铁，如宇宙火箭和导弹中。
7.钛非常结实，能承受很高的压力，所以现在有些国家用钛来制造潜艇。
8.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9.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10. 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。
钛的化合物：世界上最白的东西？二氧化钛! 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。
它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。
世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。
二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。
人造烟雾剂？四氯化钛！它在湿空气中便会大冒白烟——水解了，变成白色的二氧化钛的水凝胶。
在海洋上，水气多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住了敌人的视线（四氯化钛泄露图）钛，量多，而且能力强，太完美了！它有缺点吗？有——难于提炼！主要是因为钛在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。
因此，不论在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。
在冶炼钛的时候，空气与水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化铝里夺取氧。
现在，人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用，来提炼钛。
价格成本自然相当高。
这个问题就有待于大家继续探索呢！三．锆的物化性质及其应用自从钛元素作为功能轻金属的代表元素广受关注以来，钛族元素开始渐渐成为材料科学研究的新兴领域。
其中，锆以其优良的物理化学性质，在各方面开始拥有独特应用，其上升势头已开始逐渐逼近钛这个龙头老大。
锆是高熔点金属之一，呈浅灰色。
密度 6.49克/厘米3。
熔点1852±2℃，沸点4377℃。
化合价+2、+3和+4。
第一电离能6.84电子伏特。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性，不溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。
锆粉在空气中易燃烧，可作引爆雷管及无烟火药。
锆可用于优质钢脱氧去硫的添加剂，也是装甲钢、大炮用钢、不锈钢及耐热钢的组元。
锆是镁合金的重要合金元素，能提高镁合抗拉强度和加工性能。
锆还是铝镁合金的变质剂，能细化晶粒。
二氧化锆和锆英石是耐火材料中最有价值的化合物。
二氧化锆是新型陶瓷的主要材料，不可用作抗高温氧化的加热材料。
二氧化锆可作耐酸搪瓷、玻璃的添加剂，能显著提高玻璃的弹性、化学稳定性及耐热性。
锆英石的光反射性能强、热稳定性好，在陶瓷和玻璃中可作遮光剂使用。
锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氨等气体，是理想的吸气剂，如电子管中用锆粉作除气剂，用锆丝锆片作栅极支架、阳极支架等。
粉末状铁与硝酸锆混合，可作闪光粉。
金属锆也用来制造照相用的闪光灯，以及耐腐蚀的容器和管道，特别是能耐盐酸和硫酸。
锆的化学药品可作聚合物的交联剂。
以下主要以锆在两个主要领域的最新应用为例：锆在生物陶瓷领域的应用生物陶瓷指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。
包括精细陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和单晶。
在化学成分上，生物陶瓷通常由存在于生理环境中的离子(钙、磷、钾、镁、钠等)或对人体组织仅有极小毒性的离子(铝、钛、锆等)所组成，因此具有良好的生物相容性。
根据使用情况，生物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学相关的生物工艺学陶瓷。
前者植入体内以恢复和增强生物体的机能，是直接与生物体接触使用的生物陶瓷。
后者用于固定酶、分离细菌和病毒以及作为生物化学反应的催化剂，是使用时不直接与生物体接触的生物陶瓷。
氧化锆生物陶瓷不仅具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性和生物相容性，而且其断裂韧性和强度均优于氧化铝陶瓷，用其制作的髋关节头比氧化铝陶瓷的小20%左右，从而具有更好的耐磨性和更长的寿命，主要用于关节、牙等硬组织的修复和替换，其中氧化锆生物陶瓷应用于牙科全瓷牙的制造已成为近期生物非金属材料的重要话题。
其相对于金属及其他材料的主要优点是：1、最佳美学效果因为它对光线通透性良好，与真牙接近。
由于二氧化锆全瓷牙的基底冠颜色是牙白色，镶入后颈部不会变黑变暗发青。
2、最佳生物相容性二氧化锆全瓷牙是一种很优秀的高科技生物材料，生物相容性好，优于各种金属合金，包括黄金。
并对牙龈无刺激、无过敏反应、无腐蚀作用很适合应用于口腔。
导热性能极低，仅为黄金的十七分之一，更有利于牙髓的保护。
3、最具可靠性二氧化锆不会发生氧化作用，不仅避免金属腐蚀，更能防止金属异味的产生。
另外，非金属的二氧化锆对X线无阻射，只要镶入二氧化锆烤瓷牙，日后需头颅x线、CT、核磁共振检查时都不需要拆掉假牙，省去很多麻烦。