21世紀(jì)的金屬

21世紀(jì)的金屬純凈的鈦是銀白色的金屬。鈦的礦物在自然界中分布很廣，約占地殼重的0.6，僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂，而比銅、錫、錳、鋅等在地殼中的含量要多幾倍甚至幾十倍。鈦的熔點(diǎn)為1725 ，它的主要特點(diǎn)是密度小而強(qiáng)度大。和鋼相比，它的密度只相當(dāng)于鋼的57，而強(qiáng)度和硬度與鋼相近。和鋁相比，鋁的密度雖較鈦小，但機(jī)械強(qiáng)度卻很差。因此，鈦同時兼有鋼（強(qiáng)度高）和鋁（質(zhì)地輕）的優(yōu)點(diǎn)。純凈的鈦有良好的可塑性，它的韌性超過純鐵的倍，耐熱和抗腐蝕性能也很好。 由于鈦有這些優(yōu)點(diǎn)，所以20世紀(jì)50年代以來，一躍成為突出的稀有金屬。鈦及其合金，首先用在制造飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、艦艇等方面，目前開始推廣用于化工和石油部門。例如，在超音速飛機(jī)制造方面，由于這類飛機(jī)在高速飛行時，表面溫度較高，用鋁合金或不銹鋼，在這種溫度下已失去原有性能而鈦合金在的550 以上仍保持良好的機(jī)械性能，因此可用于制造超過音速倍的高速飛機(jī)。這種飛機(jī)的用鈦量要占其結(jié)構(gòu)總重量的95，故有“鈦飛機(jī)”之稱，目前，全世界約有一半以上的鈦，用來制造飛機(jī)機(jī)體和噴氣發(fā)動機(jī)的重要零件。鈦在原子能工業(yè)中，用于制造核反應(yīng)堆的主要零件，在化學(xué)工業(yè)中，鈦主要用于制造各種容器、反應(yīng)器、熱交換器、管道、泵和閥等。若把鈦加到不銹鋼中，只加百分之一左右，就大大提高抗銹本領(lǐng)。 鈦還能形成許多化合物，它們也有各種各樣特殊的性能和用途，如二氧化鈦，是雪白的粉末，它是最好的白色顏料，俗稱“鈦白”，1克二氧化鈦就可以把450多平方厘米的面積涂得雪白。世界上用做白色顏料的二氧化鈦，一年多到幾十萬噸。如把二氧化鈦加在紙里，可使紙變白并且不透明，因此制造鈔票和美術(shù)品用的紙，有時就要添加二氧化鈦，此外，為使塑料的顏色變淺，使人造絲光澤柔和，有時也要添加二氧化鈦。二氧化鈦被譽(yù)為世界上最白的東西。 自然界中的鈦大部分處于分散狀態(tài)，主要形成礦物鈦鐵礦TeTiO3和金紅石TiO2，及釩鈦鐵礦等。我國四川攀枝花地區(qū)有極豐富的釩鈦鐵礦，儲量約15億噸。 另外鈦在醫(yī)學(xué)上有著獨(dú)特的用途，可用它代替損壞的骨頭，而被稱為“親生物金屬”。 那么，鈦是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢？1791年，英國科學(xué)家格里戈爾在密那漢郊區(qū)找到一種礦石黑色磁性砂，通過對這種礦石的研究，他認(rèn)為礦石中有一種新的化學(xué)元素。并用發(fā)現(xiàn)礦石的地點(diǎn)“密那漢”命名這種新元素。僅僅過了四年，德國化學(xué)家克拉普洛特從匈牙利布伊尼克的一種紅色礦石中，發(fā)現(xiàn)了這種新元素，他用希臘神話中“太旦”族的名字來命名（中文按它原文名稱的譯音，定名為鈦），克拉普洛特還特地指出，格里戈爾所發(fā)現(xiàn)的新元素“密那漢”就是鈦，但在當(dāng)時找到的，實際上都是粉未狀的二氧化鈦而不是金屬鈦。直到1910年，美國化學(xué)家罕德爾才第一次制得純度達(dá)99.9的金屬鈦，但總共不到克。從發(fā)現(xiàn)鈦到制得金屬鈦，前后經(jīng)歷了120年，到1947年，人們才開始在工廠里煉鈦，當(dāng)時的年產(chǎn)量只有2噸。到了1955年，產(chǎn)量激增到2萬