小知识: 记忆性合金 记忆性合金(镍钛合金,NT,加工成甲形状,在高温下处 理数分钟至半小时,于是NT合金对甲形状产生了记忆。在 室温下,对合金的形状改变,形成乙形状,以后遇到高温 加热,则自动恢复甲形状。如:固定接头: 学电國 将有记忆的金属套 加温,恢复记忆,成 扩大插入管子 为原来的形状,紧固 钛产量一览表 时间194819521957196819781990 2000 年产量T3 9602000 45053104005210000420000
(镍钛合金, NT)，加工成甲形状，在高温下处 理数分钟至半小时，于是NT合金对甲形状产生了记忆。在 室温下，对合金的形状改变，形成乙形状，以后遇到高温 加热, 则自动恢复甲形状。如: 固定接头: 时 间 1948 1952 1957 1968 1978 1990 2000 年产量/T 3 960 2000 45053 104005 210000 420000
2化学性质 a.与非金属反应: 钛族金属在常温下不活泼,但在高温条件下它们可以直 接和大多数非金属反应: Ii+O2=TiO2(红热);3Ti+2N2=Ti3N4(点燃) Ti+4Cl2=TCl4(300)所以钛是冶金中的消气剂。 b.与酸反应: 不与稀酸反应。钛能与热浓盐酸或热硝酸中,但Zr和 川H则不溶,它们的最好溶剂是氢氟酸。 学电國 2Ti+6HCl=2TiCl3(紫色)+3H2↑ Ti+ 6HNO3=[TIO(NO3)2+4NO21+3H,O Ti+ 6HF=[TiF612-+2H++ 2H,T Zr+ 6HF=[ZrF612-+ 2H*++ 2H21 钛族金属抗腐蚀能力很强,主要是生成了致密的,有附着力的, 图‖能自行修补裂缝的氧化物膜
钛族金属在常温下不活泼，但在高温条件下它们可以直 接和大多数非金属反应： Ti + O2 ＝ TiO2 (红热) ； 3Ti + 2N2 ＝ Ti3N4 (点燃) Ti + 4Cl2＝TiCl4 (300oC) 所以钛是冶金中的消气剂。 不与稀酸反应。钛能与热浓盐酸或热硝酸中， 但Zr和 Hf则不溶，它们的最好溶剂是氢氟酸。 2Ti＋6HCl＝2TiCl3 (紫色) ＋3H2↑ Ti + 6HNO3＝[TiO(NO3)2]+4NO2 ↑+3H2O Ti + 6HF ＝[TiF6] 2- + 2H+ + 2H2↑ Zr + 6HF＝[ZrF6] 2- + 2H+ + 2H2↑
3.用途: >基于上述性质,钛及其合金广泛地用于制造喷气发动机、 超音速飞机和潜水艇(防雷达、防磁性水雷)以及海军化 工设备。 此外,钛与生物体组织相容性好,结合牢固,用于接 骨和制造人工关节;钛具有隔热、高度稳定、质轻、坚 固等特性,由纯钛制造的假牙是任何金属材料无法比拟 的,所以钛又被称为“生物金属”。因此,继Fe、AL之 学电國 后,预计T将成为应用广泛的第三金属。 钛
Ø 基于上述性质，钛及其合金广泛地用于制造喷气发动机、 超音速飞机和潜水艇(防雷达、防磁性水雷)以及海军化 工设备。 Ø 此外，钛与生物体组织相容性好，结合牢固，用于接 骨和制造人工关节；钛具有隔热、高度稳定、质轻、坚 固等特性，由纯钛制造的假牙是任何金属材料无法比拟 的，所以钛又被称为“生物金属” 。因此，继Fe、Al之 后，预计Ti将成为应用广泛的第三金属。 钛合金
4.单质提取 2FeTiO3+7Cl2+6C=2TiC4+ 2Fe Cl3+ 6CO 800900℃ TiO2+2 C+2 Cl2 TiCL +2 CO TiCl4在950℃真空分馏纯化 TICI4 在充氩气的密封炉中用 熔融Mg(Na)还原 800%C TiCL +2 Mg Ti+2 MgCl2 学电國 g 赛、海绑欲 MgO- 1000℃下真空蒸馏除去Mg、MgCl2, MgCl 电弧熔化铸锭 制备海绵钛反应器示意图
TiCl4 在 950℃ 真空分馏纯化 1000℃下真空蒸馏除去 Mg、MgCl2， 电弧熔化铸锭 TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2 800 ℃ Ar TICl4 海绵钛 Mg(l) MgCl2(l) 制备海绵钛反应器示意图 Ar TiO2 + 2 C +2 Cl2 TiCl4 + 2 CO 800~900 ℃ 2FeTiO3+ 7Cl2 + 6C＝2TiCl4+ 2FeCl3+ 6CO 在充氩气的密封炉中用 熔融Mg（Na）还原
1923钛的重要化合物 二氧化钛(TiO2) TiO2:金红石( rutile、锐钛矿( anatase)、板钛矿( brookite)。 其中最重要的金红石属四 titanium(Iv) oxide 方晶系,Ti的配位数6, T 氧的配位数3。自然界中 是红色或桃红色晶体,有 川时因含Fe,Nb,Ta,Sn,Cr 金红石的晶胞 ‖等杂质而呈黑色。 压电材料,用于 川性质: 超声波发生装 ‖(1)Tio2不溶于水或酸,但溶于热浓硫酸熔化的KHSO中 TiO+ hso=TiosO+ho 圆(2)To+ BacO3=BaTio偏钛酸钡)+CQ
TiO2: 金红石(rutile)、锐钛矿(anatase)、板钛矿(brookite)。 其中最重要的金红石属四 方晶系，Ti的配位数 6， 氧的配位数3。自然界中 是红色或桃红色晶体，有 时因含Fe, Nb, Ta, Sn , Cr 等杂质而呈黑色。 (1) TiO2不溶于水或酸，但溶于热浓硫酸或熔化的KHSO4中 TiO2 + H2SO4＝TiOSO4 + H2O (2) TiO2 + BaCO3=BaTiO3(偏钛酸钡) + CO2↑ 压电材料，用于 超声波发生装 置