彭洋 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1705770517405791082&wfr=spider&for=pc
很久以来，人们曾认为钛极其稀少，一直把它称为“稀有金属”。其实，钛占地壳元素组成的千分之六，是第四位大量存在的金属。不但地球上有钛，从月球上采集的岩石标本中也含有丰富的钛。钛比铝密度大一点，但硬度却比铝高2倍。如制成合金，则强度可提高2～4倍。因此，它非常适于制作飞机、航天器的外壳及有关部件等。目前，世界上每年用于宇航工业的钛已达到吨以上。在美国“阿波罗”宇宙飞船中，使用的钛材料占整个材料的5%。因此钛常被称为“空间金属”。钛不但能帮助人类上天，还能帮助人类下海。由于它既能抗腐蚀，又具有高强度，还可避免磁性水雷的攻击，因此钛成了造军舰和潜艇的好材料。年，原苏联用多吨钛建造当时世界上速度最快的核潜艇；美国海军用铁合金制成深海潜艇，能在米的深海中航行。钛和一些金属制成合金在低温下会出现几乎没有电阻、通电也不发热的“超导现象”。这在电信工业上是极为宝贵的。如铁和钛制成的合金，是目前使用最广、研究也最多的一种超导材料。钛有这样一种非常难得的性质：如果把它植人人体，能和人体的各种生理组织及具有酸、碱性的各种体液“友好相处”，不会引起任何副作用。这种高度稳定性和与人类骨骼差不多的比重，使它成为外科医生最理想的人造骨骼的材料。钛还有许多非凡的本领。例如，有的钛合金居然具有“吸气”的能耐，能大量吸收氢气，成为储存氢气的好材料，为氢气的利用创造了条件；有的钛合金具有“超塑性”，可以很容易地加工成任何形状等。空间金属的应用由于钛在提炼方法和应用加工上还有许多问题需要解决，世界上成千上万的科学家仍在努力探索这位“大地女神之子”的奥秘。随着科技水平的提高，钛的冶炼提纯方法将会得到改进，在不久的将来，钛的产量也会迅速增加，成为仅次于铁和铝的“第三金属”；钛的应用也会更加广泛，成为名副其实的“21世纪金属”，“大地女神之子”将更加光彩夺目。钛元素发现于年，年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白，年在试验室中第一次用钠法制的海绵钛，年美国杜邦公司用镁法成吨生产海绵钛——这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。中国钛工业起步于20世纪50年代。年北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究，年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划，年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验，成立了中国第一个海绵钛生产车间。先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位，建设了以宝鸡有色金属加工厂为代表的数家钛材加工单位，同时也形成了以北京有色金属研究总院为代表的科研力量，成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。钛的最大缺点是难于提炼，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，人们都要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互相作用来提炼钛。人们利用钛在高温下化合能力极强的特点，在炼钢的时候，氮很容易溶解在钢水里，当钢锭冷却的时候，钢锭中就形成气泡，影响钢的质量。所以炼钢工人往钢水里加进金属钛，使它与氮化合，变成炉渣一—氮化钛，浮在钢水表面，这样钢锭就比较纯净了。当超音速飞机飞行时，它的机翼的温度可以达到℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼，一到两三百度也会吃不消，必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金，而钛恰好能够满足这些要求。钛还能经得住-℃的考验，在这种低温下，钛仍旧有很好的韧性而不发脆。利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气造成真空。比方，利用钛制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十万亿分之一。钛的氧化物二氧化钛是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了获得二氧化钛。钛白的黏附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。二氧化钛是世界上最白的东西，1克二氧化钛可以把多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料锌钡白还要白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。此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。钛分子结构图钛晶手镯四氯化钛是一种有趣的液体，它有股刺鼻的气味，在潮湿空气中便会冒大量白烟——它水解了，变成白色的二氧化钛的水凝胶。在军事上，人们便利用四氯化钛的这股怪脾气，作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水汽多，一放四氯化钛，浓烟就像一道白色的长城，挡住了敌人的视线。在农业上，人们利用四氟化钛来防霜。钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不仅能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。冶炼钛时，要经过复杂的步骤。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到海绵钛。这种多孔的海绵钛是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。


转载请注明地址:http://www.duyiweia.com/dywxw/11861.html