神马作文网急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”急问：钛
来源：学生作业帮 编辑：神马作文网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/11/10 13:03:15
急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”急问：钛以及钛金属为什么被誉为“太空金属”和“深海金属”
1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛.当年,产量只有2吨.1955年产量激增到2万吨.1972年,年产量达到了 20万吨.钛的硬度与钢铁差不多,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的硬度却比铝大2倍.现在,在宇宙火箭和导弹中,就大量用钛代替钢铁.据统计, 目前世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上.极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属.
钛的耐热性很好,熔点高达1725℃.在常温下,钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中.就连最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它.钛不怕海水,有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来一看,上面粘了许多小动物与海底植物,却一点也没有生锈,依旧亮闪闪的.
现在,人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇.由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行.
钛耐腐蚀,所以在化学工业上常常要用到它.过去,化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢.不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸,每隔半年,这种部件就要统统换掉.现在,用钛来制造这些部件,虽然成本比不锈钢部件贵一些,但是它可以连续不断地使用五年,计算起来反而合算得多.
钛的最大缺点是难于提炼.主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合.因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛.在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧.现在,人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛.
人们利用钛在高温下化合能力极强的特点,在炼钢的时候,氮很容易溶解在钢水里, 当钢锭冷却的时候,钢锭中就形成气泡,影响钢的质量.所以炼钢工人往钢水里加进金属钛,使它与氮化合,变成炉渣一—氮化钛,浮在钢水表面,这样钢锭就比较纯净了.
当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃.如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三百度也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金乙钛恰好能够满足这些要求.钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍旧有很好的韧性而不发脆.
利用钛和锆对空气的强大吸收力,可以除去空气,造成真空.比方,利用钛制成的真空泵,可以把空气抽到只剩下十万万万分之一.
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白.以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛.钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的.特别可贵的是钛白无毒.它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等.
二氧化钛是世界上最白的东西, 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白.它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料.世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨.二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛.此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛.在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料.
四氯化钛是种有趣的液体,它有股刺鼻的气味,在湿空气中便会大冒白烟——它水解了,变成白色的二氧化钛的水凝胶.在军事上,人们便利用四氯化钛的这股怪脾气,作为人造烟雾剂.特别是在海洋上,水气多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线.在农业上,人们利用四氟化钛来防霜.
钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候,会产生电流,一通电又会改变形状.于是,人们把钛酸钡放在超声波中,它受压便产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱.相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波.现在,几乎所有的超声波仪器中,都要用到钛酸钡.除此之外,钛酸钡还有许多用途.例如：铁路工人把它放在铁轨下面,来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器.用钛酸钡做的水底探测器,是锐利的水下眼睛,它不只能够看到鱼群,而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等.
冶炼钛时,要经过复杂的步骤.把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”.这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭.但制造这种电炉又谈何容易!除了电炉的空气必须抽干净外,更伤脑筋的是,简直找不到盛装液态钛的坩埚,因为一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就会被液态钛夺走.后来,人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉.这种电炉只有中央一部分区域很热,其余部分都是冷的,钛在电炉中熔化后,流到用水冷却的铜坩埚壁上,马上凝成钛锭.用这种方法已经能够生产几吨重的钛块,但它的成本就可想而知了.
钛属于化学性质比较活泼的金属.加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用.但在常温下,钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜,可以抵抗强酸甚至王水的作用,表现出强的抗腐蚀性.因此,一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙.
液态钛几乎能溶解所有的金属,因此可以和多种金属形成合金.钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性.钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物.
钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人.制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% .同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用.
钛具有“亲生物“’性.在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应.因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹.当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动.
钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚.但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实.
钛的化合物及用途
重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3).
纯净的二氧化钛是白色粉末,是优良的白色颜料,商品名称“钛白”.它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白（ZnO）的持久性能.因此,人们常把钛白加在油漆中,制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业
中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂,改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂.在化学工业日益发展的今天,二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品,有着很高的附加价值,前景十分诱人.
四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K,有制激性气味.它在水中或潮湿的空气中都极易水解,冒出大量的白烟.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂,犹其是用在海洋战争中.在农业上,人们用TiCl4形成的浓雾地面,减少夜间地面热量的散失,保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害.
将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡：
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
人工制得的BaTiO3具有高的介电常数,由它制成的电容器有较大的容量,更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”,其晶体受压会产生电流,一通电,又会改变形状.人们把它置于超声波中,它受压便产生电流,通过测量电流强弱可测出超声波强弱.几乎所有的超声波仪器中都要用到它.随着钛酸盐的开发利用,它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等.
钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们.然而,生产成本之高,使应用受到限制.我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展.
钛的耐热性很好,熔点高达1725℃.在常温下,钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中.就连最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它.钛不怕海水,有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来一看,上面粘了许多小动物与海底植物,却一点也没有生锈,依旧亮闪闪的.
现在,人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇.由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行.
钛耐腐蚀,所以在化学工业上常常要用到它.过去,化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢.不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸,每隔半年,这种部件就要统统换掉.现在,用钛来制造这些部件,虽然成本比不锈钢部件贵一些,但是它可以连续不断地使用五年,计算起来反而合算得多.
钛的最大缺点是难于提炼.主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合.因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛.在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧.现在,人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛.
人们利用钛在高温下化合能力极强的特点,在炼钢的时候,氮很容易溶解在钢水里, 当钢锭冷却的时候,钢锭中就形成气泡,影响钢的质量.所以炼钢工人往钢水里加进金属钛,使它与氮化合,变成炉渣一—氮化钛,浮在钢水表面,这样钢锭就比较纯净了.
当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃.如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三百度也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金乙钛恰好能够满足这些要求.钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍旧有很好的韧性而不发脆.
利用钛和锆对空气的强大吸收力,可以除去空气,造成真空.比方,利用钛制成的真空泵,可以把空气抽到只剩下十万万万分之一.
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白.以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛.钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的.特别可贵的是钛白无毒.它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等.
二氧化钛是世界上最白的东西, 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白.它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料.世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨.二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛.此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛.在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料.
四氯化钛是种有趣的液体,它有股刺鼻的气味,在湿空气中便会大冒白烟——它水解了,变成白色的二氧化钛的水凝胶.在军事上,人们便利用四氯化钛的这股怪脾气,作为人造烟雾剂.特别是在海洋上,水气多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线.在农业上,人们利用四氟化钛来防霜.
钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候,会产生电流,一通电又会改变形状.于是,人们把钛酸钡放在超声波中,它受压便产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱.相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波.现在,几乎所有的超声波仪器中,都要用到钛酸钡.除此之外,钛酸钡还有许多用途.例如：铁路工人把它放在铁轨下面,来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器.用钛酸钡做的水底探测器,是锐利的水下眼睛,它不只能够看到鱼群,而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等.
冶炼钛时,要经过复杂的步骤.把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”.这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭.但制造这种电炉又谈何容易!除了电炉的空气必须抽干净外,更伤脑筋的是,简直找不到盛装液态钛的坩埚,因为一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就会被液态钛夺走.后来,人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉.这种电炉只有中央一部分区域很热,其余部分都是冷的,钛在电炉中熔化后,流到用水冷却的铜坩埚壁上,马上凝成钛锭.用这种方法已经能够生产几吨重的钛块,但它的成本就可想而知了.
钛属于化学性质比较活泼的金属.加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用.但在常温下,钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜,可以抵抗强酸甚至王水的作用,表现出强的抗腐蚀性.因此,一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙.
液态钛几乎能溶解所有的金属,因此可以和多种金属形成合金.钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性.钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物.
钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人.制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% .同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用.
钛具有“亲生物“’性.在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应.因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹.当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动.
钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚.但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实.
钛的化合物及用途
重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3).
纯净的二氧化钛是白色粉末,是优良的白色颜料,商品名称“钛白”.它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白（ZnO）的持久性能.因此,人们常把钛白加在油漆中,制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业
中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂,改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂.在化学工业日益发展的今天,二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品,有着很高的附加价值,前景十分诱人.
四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K,有制激性气味.它在水中或潮湿的空气中都极易水解,冒出大量的白烟.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂,犹其是用在海洋战争中.在农业上,人们用TiCl4形成的浓雾地面,减少夜间地面热量的散失,保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害.
将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡：
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
人工制得的BaTiO3具有高的介电常数,由它制成的电容器有较大的容量,更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”,其晶体受压会产生电流,一通电,又会改变形状.人们把它置于超声波中,它受压便产生电流,通过测量电流强弱可测出超声波强弱.几乎所有的超声波仪器中都要用到它.随着钛酸盐的开发利用,它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等.
钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们.然而,生产成本之高,使应用受到限制.我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展.