鈦-的綜合作用
化學先生 / 2019-05-18
1791年英國分析化學家格列高爾在鐵礦砂中發(fā)現(xiàn)一種新的金屬,這種金屬具有當時已知的任何金屬都不具備的奇特性質(zhì)。1795年德國的化學家馬丁·克拉普特對這種金屬又進行了深入的研究,并根據(jù)希臘神話中大地女神之子的名字“泰坦”,給這種金屬起了個名字叫鈦。他堅信鐵這位“大地女神之子”一定不會辜負它“母親”的愿望,為人類做出新的貢獻。很久以來人們曾認為鈦極其稀少一直把它稱為“稀有金屬”。
其實,占地売元素組成的千分之六,是第四位大量存在的金屬。不但地球上有鈦,從月球上采集的巖石標本中也含有豐富的鈦。從礦石中提煉不是一件簡單容易的事,目前一般采用的方法是:利用鎂對氯的化合力比強的特點,在高溫下用熔融狀態(tài)的鎂從氣態(tài)的四氯化鈦中將氯奪出來,這樣就得到單質(zhì)。用這種方法制得的鈦硫松多孔,呈海綿狀,人稱“海編鐵將“海鈦”在真空下或惰性氣體中熔化提煉,便可獲得較純凈和致密的鐵比鋁密度大一點,但硬度卻比鋁高2倍,如制成合金,則強度可提高2~4倍。因此,它非常適于制作飛機、航天器的外売及有關部件等。目前,世界上每年用于字航工業(yè)的鈦已達到1000噸以上。在美國“阿波羅”宇宙飛船中,使用的鈦材料占整個材料的5%。因此鈦常被稱為“空間金屬”。鈦不但能幫助人類上天,還能幫助人類下海。
由于它既能抗腐蝕,又具有高強度,還可避免磁性水雷的攻擊,因此鈦成了造軍艦和潛艇的好材料。1977年,原蘇聯(lián)用3500多噸鈦建造當時世界上速度最快的核潛艇;美國海軍用鈦合金制成深海潛艇,能在4500米的深海中航行。鈦和一些金屬制成合金在低溫下會出現(xiàn)幾乎沒有電阻、通電也不發(fā)熱的“超導現(xiàn)象”。這在電訊工業(yè)上是極為寶貴的。如鈦和鈮制成的合金,是目前使用最廣、研究也最多的一種超導材料。美國目前生產(chǎn)的超導材料,有90%是用鈦鈮合金做的。鈦有這樣一種非常難得的性質(zhì):如果把它植入人體,能和人體的各種生理組織及具有酸、堿性的各種體液“友好相處”,不會引起各種副作用。這種高度穩(wěn)定性和與人類骨骼差不多的比重,使它成為外科醫(yī)生最理想的人造骨骼的材料。鈦還有許多非凡的本領。
例如,有的鈦合金居然具有“吸氣”的能耐,能大量吸收氫氣,成為貯存氫氣的好材料,為氫氣的利用創(chuàng)造了條件;有的鈦合金具有“超塑性”,可以很容易地加工成任何形狀,等等。由于鈦在提煉方法和應用加工上還有許多問題需要解決,世界上成千上萬的科學家仍在努力探索這位“大地女神之子”的奧秘。隨著科技水平的提高,鈦的治煉提純方法將會得到改進,在不久的將來,鈦的產(chǎn)量會迅速增加,成為僅次于鐵和鋁的“第三大金屬”;鈦的應用也會更加廣泛,成為名副其實的“21世紀金屬”。“大地女神之子”將更加光彩奪目!