钛 (Ti)
| 原子序数 | 22 |
|---|---|
| 原子质量 | 47.8671 u |
| 类别 | 过渡金属 |
| 电子排布 | [Ar] 3d² 4s² |
| 外观 | 银灰白色金属光泽 |
| 密度(STP) | 4507 g/L |
| 熔点 | 1941 K |
| 沸点 | 3560 K |
| 电负性 | 1.54 (鲍林标度) |
| 电离能 | 658.8 kJ/mol |
| 原子半径 | 140 pm |
| 晶体结构 | 简单六方 |
| 发现者 | 威廉·格雷戈尔 (1791) |
简介
钛(Ti)是一种有光泽、强度高、质量轻的过渡金属,具有卓越的耐腐蚀性。它是地壳中含量第九多的元素,是所有金属元素中强度密度比最高的。以下是关于钛(Ti)的主要信息:
用途:广泛用于航空航天(喷气发动机、机身)、军事、医用植入物(生物相容且无磁性)、化工设备、体育用品,并以二氧化钛(TiO₂)白色颜料的形式用于油漆、塑料、纸张和防晒霜。
生产/提取:从钛铁矿和金红石矿石中提取。通过克罗尔法(用镁还原四氯化钛)或FFC剑桥法等新方法生产。生产能耗高且成本昂贵。
历史:1791年由威廉·格雷戈尔在英格兰康沃尔发现。1795年马丁·海因里希·克拉普罗特独立地再次发现了它,并以希腊神话中的泰坦神族命名。直到1910年马修·A·亨特才分离出纯金属钛。
健康影响与安全:生物惰性且无毒,是医用植入物(关节置换、牙科种植体、心脏起搏器)的理想材料。钛粉和细小颗粒易燃。尚无已知的生物学作用,但生物相容性极好。
价格/市场:由于提取工艺复杂,价格比钢和铝昂贵。价格受航空航天和医疗需求驱动。用钛合金进行增材制造(3D打印)日益受到关注。
性质:强度重量比优异,耐腐蚀性突出(尤其耐海水和氯),熔点高(1668°C),热膨胀低,呈顺磁性,可与多种元素形成合金以增强性能。