鈦及鈦合金新工藝、新技術、新用途（1）

1、鈦及鈦合金性質簡介

1.1 鈦簡介：

鈦是一種新型材料，具有密度小、比強度高、耐熱和抗腐蝕等優點。它的重量僅有鐵的一半，但是其力學性能例如錘擊、拉延等卻和銅不分上下。一般來講隨著溫度的降低，金屬的抗擊打性能會下降，但是鈦卻恰恰相反，溫度越低，鈦會變得越來越堅硬，并且在達到臨界溫度時會出現超導的現象。

1.2 鈦合金簡介：

鈦合金和鈦在某種程度上性質類似，具有密度小強度高的特點，此外其機械性能十分優異，抗腐蝕能力較強。而且其熱強度高，明顯優于鋁合金，同時在低溫和超低溫下其力學性能變化不大。

2、鈦的新工藝、新技術及新用途

2.1 鈦的制備方法

雖然鈦在自然界中含量相對豐富，但是因為其存在分散，且難以提取，所以鈦也是一種稀有金屬。目前來說鈦的制備一共分為兩大類 ：熱還原法和熔鹽電解法。

（1）熱還原法制備鈦

熱還原法是在一定溫度下，利用Li、Na、Mg、Ca及其氫化物等強還原劑，把鈦從鈦的化合物如TiCl 4 、TiO 2 、K 2 TiF 6 等中還原出來。根據鈦化合物的不同，可將熱還原法制備鈦的技術分為三大類 ：

①鈦的氯化物的氧化還原法，如Kroll法、Hunter法、Armstrong法和EMR法等 ;

②鈦的氧化物的氧化還原法，如OS法、PRP工藝、MHR法等 ;

③鈦酸鹽的氧化還原法。

目前只有Kroll法和Hunter法能夠成功應用在工業生產中。Kroll法是利用金屬鎂將氯化物中的鈦置換出來，Hunter法是利用金屬鈉將氯化物中的鈦置換出來。此外，美國芝加哥國際鈦粉公司開發的Armstrong法，其制備方法類似于Hunter法，也是利用還原劑鈉對金屬鈦進行提純。美國已經開始利用這一方法進行工廠里面的預生產。

（2）熔鹽電解法制備鈦

1959年，Kroll預言在未來5-10年內熔鹽電解將會取代Kroll法成為生產鈦的主流方法。多年來國內外的科研機構和實驗室總共開發了十幾種熔鹽電解法制備鈦的新技術，它們按原料可分為以下三類 ：

①鈦酸鹽的電解法 ;

②鈦的氯化物的電解法 ;

③鈦的氧化物的電解法，包括有FFC劍橋法、MER工藝、USTB法、QIT工藝、SOM法和離子液體電解法等。

2.2 鈦的新用途

從20世紀40年代以來，鈦的用途發展很快，被廣泛應用于飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫療以及石油化工等領域。最新的研究中發現，人體中含有一定的鈦元素，鈦元素會刺激吞噬細胞，可以加強免疫作用，因此不少實驗室正致力于生物鈦的開發和應用。

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