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钛
Ti 22

Titanium

钛是一种化学元素,符号为 Ti,原子序数为 22。它是银白色轻金属,密度仅 4.5 g/cm³,但其强度与不锈钢相当,具有极高的比强度。工业上,钛合金最大宗用于航天工业(飞机结构、发动机叶片),减重带来的燃油节省使钛成本可接受。钛对人体完全无毒且不与体液反应,是骨科关节、牙科种植体等医用水金的首选材料。

过渡金属 USGS 2025 银灰白色
原子序数 22Z
原子量 47.867u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
密度
4.51g/cm³
熔点
1668°C
地壳丰度
5650.0ppm
年产量
8320000metric tons unless otherwise specified
回收利用率
10%(

为什么用它

钛的比强度居常用金属之首,熔点高达 1668 ℃ 且表面氧化膜极耐蚀、与人体组织相容,因而成为航空发动机压气机、飞机结构件与骨科植入物不可替代的材料;化工换热设备也利用其优异的抗氯离子腐蚀能力。

应用

航空航天医用植入物钛合金化工

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

钛是二十世纪后半叶崛起的太空金属和海洋金属,密度约为钢的六成,强度却与普通钢相当,而且几乎不锈,是综合性能最优异的结构金属之一。航空航天是它的传统主战场:飞机的机身蒙皮、起落架、发动机压气机盘和叶片、火箭和导弹的高压气瓶与结构件大量使用钛合金,因为在高温下它比铝合金强、比重比钢轻。在医疗领域,钛与人体组织亲和性好、不排异,是髋关节、膝关节、骨板骨钉和牙种植体的首选材料。化工与海洋装备利用它优异的耐腐蚀性:海水淡化装置、石化反应器、烟气脱硫管道和海上钻井平台的换热设备,在海水和酸碱环境中可长期不锈。日常生活中,钛合金眼镜架、高尔夫球头、自行车车架和高端手表外壳也越来越常见。它之所以贵得有道理,是因为提炼和加工能耗高、工艺复杂,但在减重、耐蚀和生物相容这些无可替代的场合,代价是值得的。

常见化合物及其用途

二氧化钛(TiO2)俗称钛白粉,是世界上最白的物质,遮盖力强、无毒耐候,涂料、塑料、纸张、油墨和化纤的白色颜料几乎全靠它,防晒霜和牙膏里也大量使用,纳米级二氧化钛还用于光触媒自清洁涂层和锂电池负极。四氯化钛(TiCl4)是氯化法生产海绵钛和钛白粉的关键中间体,它遇潮湿空气冒白烟的特性曾被用于制作烟幕弹,现在也是生产有机钛催化剂和钛酸酯偶联剂的原料。钛铁矿(FeTiO3)是钛最主要的原生矿石之一,与金红石(TiO2)并列,主要分布在澳大利亚、南非和中国攀枝花等地,经电炉熔炼或硫酸法、氯化法处理后提取二氧化钛和金属钛,是整个钛工业的原料基础。中国攀枝花西昌地区的钒钛磁铁矿同时伴生大量钛和钒,经高炉电炉分离后实现两种战略金属的综合回收,是国内钛资源的主力基地。

元素小史

1791 年 Gregor 在钛铁矿中发现,1910 年 Hunter 制得纯金属

基于该元素的合金 (32)

查看全部合金 → TC4 TA1 NiTi TA2 TA15 TC2 TC6 TC11

相关元素

Sc · V · Cr · Mn · Fe · Co · Ni · Cu ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

钛的熔点是多少?
1668 °C
钛的沸点是多少?
3287 °C
钛的密度是多少?
4.51 g/cm³
钛的原子序数和元素分类是什么?
22 · 过渡金属
钛主要从哪种矿石中提取?
钛铁矿,金红石
钛的全球储量是多少?
9800000 metric tons unless otherwise specified
钛的年产量是多少?
8320000 metric tons unless otherwise specified
钛主要用在哪些领域?
钛的比强度居常用金属之首,熔点高达 1668 ℃ 且表面氧化膜极耐蚀、与人体组织相容,因而成为航空发动机压气机、飞机结构件与骨科植入物不可替代的材料;化工换热设备也利用其优异的抗氯离子腐蚀能力。
钛是谁在什么时候发现的?
William Gregor · 1791