純鈦是銀白色的金屬,它具有許多優(yōu)良性能。鈦螺絲的密度為4.54g/cm3,比鋼輕43% ,比久負(fù)盛名的輕金屬鎂稍重一些。機(jī)械強(qiáng)度卻與鋼相差不多,比鋁大兩倍,比鎂大五倍。鈦制品耐高溫,熔點(diǎn)1942K,比黃金高近1000K ,比鋼高近500K。鈦屬于化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬。加熱時(shí)能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬作用。但在常溫下,鈦表面易生成一層極薄的致密的氧化物保護(hù)膜,可以抵抗強(qiáng)酸甚至王水的作用,表現(xiàn)出強(qiáng)的抗腐蝕性。因此,一般金屬在酸的溶液中變得千瘡百孔而鈦卻安然無(wú)恙。液態(tài)鈦幾乎能溶解所有的金屬,因此可以和多種金屬形成合金。鈦加入鋼中制得的鈦鋼堅(jiān)韌而富有彈性。鈦與金屬Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金屬間化合物。鈦合金制成飛機(jī)比其它金屬制成同樣重的飛機(jī)多載旅客100多人。制成的潛艇,既能抗海水腐蝕,又能抗深層壓力,其下潛深度比不銹鋼潛艇增加80% 。同時(shí),鈦無(wú)磁性,不會(huì)被水雷發(fā)現(xiàn),具有很好的反監(jiān)護(hù)作用。鈦具有“親生物“’性。在人體內(nèi),能抵抗分泌物的腐蝕且無(wú)毒,對(duì)任何殺菌方法都適應(yīng)。因此被廣泛用于制醫(yī)療器械,制人造髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、脅關(guān)節(jié)、頭蓋骨,主動(dòng)心瓣、骨骼固定夾。當(dāng)新的肌肉纖維環(huán)包在這些“鈦骨”上時(shí),這些鈦骨就開(kāi)始維系著人體的正常活動(dòng)。鈦在人體中分布廣泛,正常人體中的含量為每70kg體重不超過(guò)15mg,其作用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細(xì)胞,使免疫力增強(qiáng)這一作用已被證實(shí)。
鈦的化合物及用途
重要的鈦化合物有:二氧化鈦(TiO2)、四氯化鈦(TiCl4)、偏鈦酸鋇(BaTiO3)。
二氧化鈦
純凈的二氧化鈦是白色粉末,是優(yōu)良的白色顏料,商品名稱“鈦白”。它兼有鉛白(PbCO3)的遮蓋性能和鋅白(ZnO)的持久性能。因此,人們常把鈦白加在油漆中,制成高級(jí)白色油漆;在造紙工業(yè)中作為填充劑加在紙槳中;紡織工業(yè) 中作為人造纖維的消光劑;在玻璃、陶瓷、搪瓷工業(yè)上作為添加劑,改善其性能;在許多化學(xué)反應(yīng)中用作催化劑。在化學(xué)工業(yè)日益發(fā)展的今天,二氧化鈦及鈦系化合物作為精細(xì)化工產(chǎn)品,有著很高的附加價(jià)值,前景十分誘人。
四氯化鈦
四氯化鈦是一種無(wú)色液體;熔點(diǎn)250K、沸點(diǎn)409K,有制激性氣味。它在水中或潮濕的空氣中都極易水解,冒出大量的白煙。 TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl 因此TiCl4在軍事上作為人造煙霧劑,猶其是用在海洋戰(zhàn)爭(zhēng)中。在農(nóng)業(yè)上,人們用TiCl4形成的濃霧地面,減少夜間地面熱量的散失,保護(hù)蔬菜和農(nóng)作物不受嚴(yán)寒、霜凍的危害