金屬后起之秀

最近我國地質(zhì)礦產(chǎn)部宣布：我國鈦鐵礦的儲藏量，比世界已查明的鈦鐵礦儲量的總和還要多一倍，遙居世界首位。這是多么令人鼓舞的消息!

鈦到底是一種有什么樣特性金屬?有何重要用途?

不平凡的特性

“多才多藝”的鈦，是元素周期表中第四副族元素，化學符號為Ti，純鈦是銀白色金屬，它的密度是每立方厘米為4.51克，僅相當于鋼的一半，按單位重量強度計算，它是鋼的2倍，比鋁大4倍，比鎂大10倍，在所有金屬中名列前茅。鈦的熔點為1675℃，比鋁的熔點660℃高出1000℃，比黃金還要高600℃。

鈦雖然是化學性質(zhì)比較活潑的金屬，但在它的表面，很容易生成一層極薄的致密氧化物保護膜，使它在常溫下不與強酸(鹽酸、硫酸、硝酸)，甚至也不與王水起化學變化，因此表現(xiàn)出超越不銹鋼的抗蝕性，并且長期在海水中也安然無恙。

鈦受到人們的重視是理所當然的。自從20世紀五十年代初開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，鈦的產(chǎn)量與日俱增。如果我們把銅、鐵、鋁稱作金屬的第一代、第二代和第三代的話，那么鈦就是超越前輩光榮的第四代。在1950～1957年的7年中，鈦的產(chǎn)量從10噸猛增至17萬噸，到1980年產(chǎn)量超過了40萬噸。

“神話中地球的兒子”

鈦在地殼的含量十分豐富，在所有元素中位居第九位，比常見的鋅、銅、鎳、鉻的存儲量高出數(shù)十倍。1790年，英國科學家格萊谷爾就由鈦鐵礦中首次發(fā)現(xiàn)了鈦，1795年克拉普羅特再加以研究命名為鈦，意思是“神話中地球的兒子”，不過他僅得到二氧化鈦。

由于鈦在高溫下性質(zhì)十分活潑，很容易跟氧、氮、碳等元素化合，要提煉純的金屬鈦，十分困難。因此，在鈦被發(fā)現(xiàn)150年后的1910年，亨脫爾用鈉還原氧化鈦，才首先制得金屬鈦。純的鈦是1924年7月范阿克爾和德波爾用碘化物法制備的。

“才能超群”的空間金屬

眾所周知，不銹鋼具有抗腐蝕的特性，用途廣泛，才能超群，然而鈦的抗腐蝕性超越不銹鋼，并具有密度小、強度高、耐高溫等優(yōu)點，已成為金屬的后起之秀，廣泛地應(yīng)用于宇宙飛船、航天飛機、火箭導彈、造船等國防工業(yè)。此外，冶金工業(yè)、化工、石油工業(yè)也越來越廣泛地應(yīng)用鈦及其合金。

飛機制造上應(yīng)用鈦合金代替鋁合金，揭開了飛機制造史的新紀元。超音速飛機要求強度大、耐高溫的金屬，鈦是最理想的金屬材料。用鈦合金制造的超音速飛機，不論飛行速度，還是飛行高度，都遠遠地超過用其他金屬制造的超音速飛機，因此鈦有“空間金屬”之稱。

“深海金屬”

國防中軍艦、潛水艇也已經(jīng)采用了鈦合金，由于鈦既能抗海水腐蝕，又能抗深水壓力，所以鈦潛艇能在深達4500米的海水里航行，這是一般潛艇望塵莫及的。因此，鈦又被冠有“深海金屬”的美譽。

隨著電化學工業(yè)的發(fā)展，電解工業(yè)中的電解槽過去一般使用石墨陽極，因石墨受酸堿侵蝕，渣屑脫落，壽命有限，致使電解析出的氣體在石墨陽極表面上形成較高的超電壓，槽電壓升高，耗電大，自從1960年前后出現(xiàn)了以鈦表面鍍上貴金屬的鈦陽極代替石墨陽極后，電解槽的面貌煥然一新。由于鈦的強度大，表面又易形成致密的二氧化鈦絕緣層，耐腐蝕，壽命長，是一種理想的陽極材料。

此外，鈦鋼(鋼中含鈦約0.1％)堅韌而富有彈性。鈦粉在電子管中可用作除氧劑，鈦的用途真是不勝枚舉。

鈦是金屬的后起之秀，它正在大顯身手。隨著我國冶金工業(yè)的發(fā)展，鈦的產(chǎn)量突飛猛進，為我國宇宙航行、飛機、潛艇制造提供了豐富的原料。