钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿氯气腐蚀。但钛不能应用于干氯气中，即使是温度0℃以下的干氯气，也会发生剧烈的化学反应，生成四氯化钛，再分解生成二氯化钛，甚至燃烧。只有当氯气中的含水量高于0.5%的时候，钛在其中才能保持可靠的稳定性。
钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及三氯化钛（TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。
中文名钛
原子量47.
元素类型金属元素
发现人格雷戈尔、克拉普罗特
外文名Titanium
元素符号Ti
原子序数22
发现时间年
目录1发展历史
2信息介绍
3钛的用途
4历史简介
5物理性质
6化学性质
发现过程
元素描述
7元素来源
8元素用途
9地理分布
10辅助资料
11总体状况
12主要特性
13冶炼方法
14设备制造
15应急处置
基本处置
管理信息库
毒理学资料库
应急医疗库
16十大性能
耐腐蚀性能
耐热性能好
耐低温性能好
抗阻尼性能强
无磁性无毒
换热性能好
弹性模量低
吸气性能
17超高纯钛
18中国钛谷
19产能过剩
20词条图册
1发展历史编辑
从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。而钛真正得到利用，认识其本来的真面目，则是20世纪40年代以后的事情了。
地球表面十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多61倍，在地壳中的含量排第十位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛），随便从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕。
地球上有成亿吨的砂石，钛和锆这两种比砂石重的矿物，就混杂在砂石中，经过海水千百万年昼夜不停地淘洗，把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起，在漫长的海岸边，形成了一片一片的钛矿层和锆矿层。这种矿层是一种黑色的砂子，通常有几厘米到几十厘米厚。钛没有磁性，用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。
年，人们才开始在工厂里冶炼钛。当年，产量只有2吨。年产量激增到2万吨。年，年产量达到了20万吨。钛的屈服强度比钢铁要高，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，它的屈服强度却比铝大2倍。钛的比强度高于铝和钢，比模量与铝、钢十分接近。在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。据统计，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。
钛在高温下极易和空气发生反应，但熔点高达℃。在常温下，钛不怕王水和稀硝酸腐蚀，但不耐5%以上硫酸腐蚀和7%盐酸腐蚀。钛不怕常温海水，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。
人们开始用钛来制造潜艇——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米的深海中航行。
2信息介绍编辑
CASNo.：-32-6
EINECS号：--9
元素在海水中的含量：（ppm)
0.
元素在太阳中的含量：（ppm)
4
元素类型：金属
核内质子数：22
核外电子数：22
核电荷数：22
外围电子层排布：3d24s2
电子层：K-L-M-N
质子质量：3.E-26
质子相对质量：22.
原子体积：（立方厘米/摩尔)
10．64
地壳中含量：（ppm）
以下为增加内容：
氧化态：
MainTi+4
OtherTi-1,Ti0,Ti+2,Ti+3
所属周期：4
所属族数：ⅣB
摩尔质量：48
氢化物：TiH4
氧化物：TiO
最高价氧化物化学式：TiO2
密度：4.54g/立方厘米
熔点：.0℃
沸点：.0℃
电离能(kJ/mol)
M-M+
M+-M2+
M2+-M3+
M3+-M4+
M4+-M5+
M5+-M6+
M6+-M7+
M7+-M8+
M8+-M9+
M9+-M10+
外围电子排布：
核外电子排布：2,8,10,2
晶体结构：晶胞为六方晶胞。
晶胞参数：
a=.08pm
b=.08pm
c=.55pm
α=90°
β=90°
γ=°
莫氏硬度：6
声音在其中的传播速率：（m/S）
颜色和状态：银灰色金属
原子半径：2
常见化合价：+2,+3,+4
发现人：格雷戈尔发现年代：年
已知的钛的同位素有13种，包括钛-41至钛-53。其中钛的稳定同位素有钛-46，钛-47，钛-48，钛-49，钛-50共五种，其余的同位素均有放射性。
3钛的用途编辑
钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气）。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”[2]。钛于年由格雷戈尔（WilliamGregor）于英国康沃尔郡发现，并由克拉普罗特（MartinHeinrichKlaproth）用希腊神话的泰坦为其命名。
钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰度在所有元素中居第十位。[3]钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中[4]。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法[5]或亨特法。钛最常见的化合物，二氧化钛可用于制造白色颜料[6]。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl）（作催化剂及用于制造烟幕或空中文字）及三氯化钛（TiCl）（用于催化聚丙烯的生产）[4]。
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金，造出高强度的轻合金，在各方面有着广泛的应用，包括航天（喷气发动机、导弹及航天器）、军事、工业程序（化工与石油制品、海水淡化及造纸）、汽车、农产食品、医学（义肢、骨科移植及牙科器械与填充物）、运动用品、珠宝及手机等等。[4]。
钛最有用的两个特性是，抗腐蚀性，及金属中最高的强度－重量比[7]。在非合金的状态下，钛的强度跟某些钢相若，但却还要轻45%[8]。有两种同素异形体[9]和五种天然的同位素，由Ti到Ti，其中丰度最高的是Ti(73.8%)[10]。钛的化学性质及物理性质和锆相似，这是因为两者的价电子数目相同，并于元素周期表中同属一族。
在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。
衡量一个国家钛工业规模有两个重要指标：海绵钛产量和钛材产量，其中海绵钛产量反映原料生产能力，钛材产量反映的是深加工能力。钛工业已形成中国、美国、独联体、日本和欧洲五大生产和消费主体。
中国钛工业于年起步，经过试验研究、工业化生产的定点布局、应用推广和不断的技术进步逐步发展起来。特别是21世纪以来，在国家需求的拉动下，在改革开放政策的推动下，中国钛工业更是突飞猛进。
年是我国“十二五”规划的第一年，在这一年里，我国海绵钛和钛加工材的产量继续惯性增长。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会统计，国内14家海绵钛生产企业年总产量为t，同比增加了12.4%。根据30家企业的统计，年中国共生产钛加工材t，同比增长33.0%。
4历史简介编辑
第一种发现的钛矿石是一种黑色沙子叫做钛铁砂，是由ReverendWilliamGregor在康沃尔于年发现的。他分析了它并推断其是由铁和一种未知金属的氧化物组成，并报告给了康沃尔的皇家地质学会。
在年，德国柏林的科学家MartinHeinrichKlaproth研究了一种来自匈牙利的叫做Sch?rl的红色矿石。这是金红石（TiO）的一种形式，而且Klaproth意识到它一种以前未知元素的氧化物，他命名为titanium（钛）。当他被告知Gregor的发现时，他研究了钛铁砂并确认了它也包含钛。
直到年，工作于美国通用电气的M.A.Hunter才制造出了纯净的钛金属，由加热四氯化钛和钠金属实现。
5物理性质编辑
钛是钢与合金中重要的合金元素，钛的密度为4.-4.克/立方厘米（20℃），高于铝而低于铁、铜、镍。但比强度位于金属之首。熔点±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点±20℃，汽化潜热.5-.5千卡/克原子，临界温度℃，临界压力大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为0.38-0.4K。在25℃时，钛的热容为0.卡/克原子·度，热焓卡/克原子，熵为7.33卡/克原子·度，金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.。
钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但收缩强度低（即收缩时产生的力度），不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。
6化学性质编辑
钛在较高的温度下，可与许多元素和化合物发生反应。各种元素，按其与钛发生不同反应可分为四类：
第一类：卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物；
第二类：过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体；
第三类：锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体；
第四类：惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素（除钪外），锕、钍等不与钛发生反应或基本上不发生反应。与化合物HF和氟化物氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成TiF，反应式为⑴；不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜，可防止HF浸入钛的内部。氢氟酸是钛的最强溶剂。即使是浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应，见式⑵；无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应，仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。 Ti+4HF=TiF+2H+.0千卡⑴2Ti+6HF=2TiF+3H⑵HCl和氯化物氯化氢气体能腐蚀金属钛，干燥的氯化氢在℃时与钛反应生成TiCl，见式⑶；浓度5%的盐酸在室温下不与钛反应，20%的盐酸在常温下与钛发生瓜在生成紫色的TiCl，见式⑷；当温度长高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛。各种无水的氯化物，如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠、钡和NH离子及其水溶液，都不与钛发生反应，钛在这些氯化物中具有很好的稳定性。 Ti+4HCl=TiCl+2H+94.75千卡⑶2Ti+6HCl=2TiCl+3H⑷硫酸和硫化氢钛与5%的硫酸有明显的反应，在常温下，约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达到60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达到最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛，见式⑸、⑹，加热的浓硫酸可被钛还原，生成SO2，见式⑺。常温下钛与硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢与钛的进一步反应。但在高温下，硫化氢与钛反应析出氢，见式⑻，粉末钛在℃开始与硫化氢反应生成钛的硫化物，在℃时反应产物主要为TiS，0℃时为TiS。 Ti+HSO=TiSO+H⑸2Ti+3HSO=Ti(SO)+3H⑹ 2Ti+6HSO=Ti(SO)+3SO+6HO+千卡⑺Ti+HS=TiS+H+70千卡⑻硝酸和王水致密的表面光滑的钛对硝酸具有很好的稳定性，这是由于硝酸能快速在钛表面生成一层牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特别是海绵钛或粉末钛，可与次、热稀硝酸发生反应，见式⑼、⑽，高于70℃的浓硝酸也可与钛发生反应，见式⑾；常温下，钛不与王水反应。温度高时，钛可与王水反应生成TiCl。 3Ti+4HNO+4HO=3HTiO+4NO⑼3Ti+4HNO+HO=3HTiO+4NO⑽ Ti+8HNO=Ti(NO)+4NO+4HO⑾综上所述，钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但是，粉末钛在空气中可引起自燃。钛中杂质的存在，显著的影响钛的物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙杂质，它们可以使钛晶格发生畸变，而影响钛的的各种性能。常温下钛的化学活性很小，能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛的活性迅速增加，特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应。钛的冶炼过程一般都在℃以上的高温下进行，因此必须在真空中或在惰性气氛保护下操作。金属钛的物理性质金属钛（Ti），灰色金属。原子序数为22，相对原子质量47.87。核外电子在亚层中的排布情况为1S22S22P63S23P63d24S2。金属活动性在镁、铝之间，常温下并不稳定，因此在自然界中只以化合态存在，常见的钛的化合物有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）等。钛在地壳中含量较高，排行第九，达ppm，换算成百分比为0.56%。纯钛密度为4.54×kg/m3，摩尔体积为10.54cm3/mol，硬度较差，莫氏硬度只有4左右，因此延展性好。钛的热稳定性很好，熔点为±10℃，沸点为℃。金属钛的化学性质 金属钛在高温环境中的还原能力极强，能与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，还能从部分金属氧化物（比如氧化铝）中夺取氧。常温下钛与氧气化合生成一层极薄致密的氧化膜，这层氧化膜常温下不与硝酸，稀硫酸，稀盐酸反应，以及酸中之王——王水。它与氢氟酸、浓盐酸、浓硫酸反应。
发展历程：
钛元素发现于年，年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白，年在试验室中第一次用钠法制得海绵钛，年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛---这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。
中国钛工业起步于20世纪50年代。，北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究，年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划，年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验，成立了中国第一个海绵钛生产车间，同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第一个钛加工材生产试验车间。
20世纪60-70年代，在国家的统一规划下，先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位，建设了以宝鸡有色金属加工厂为代表的数家钛材加工单位，同时也形成了以北京有色金属研究总院为代表的科研力量，成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。
年前后，中国海绵钛产量达到2吨，然而由于当时大多数人对钛金属认识不足，钛材的高价格也限制了钛的应用，钛加工材的产量仅吨左右，中国钛工业陷入困境。在这种情况下，由当时国务院副总理方毅同志倡导，朱镕基和袁宝华同志支持，于年7月成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组，专门协调钛工业的发展事宜，促成了20世纪80年代至90年代初期中国海绵钛和钛加工材产销两旺、钛工业快速平稳发展的良好局面。
综上所述，中国钛工业大致经历了三个发展期：即20世纪50年代的开创期，60-70年代的建设期和80-90年代的初步发展期。在新世纪，得益于国民经济的持续、快速发展，中国钛工业也进入了一个快速成长期。
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。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。
在电化学中，钛是单向阀型金属，电位很负，通常无法用钛作为阳极进行分解。
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。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℃。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而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十万亿分之一。
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。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融化成液体，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，因为一般耐火材料都含有氧化物，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。
发现过程钛是英国化学家格雷戈尔（GregorRW，—。）在年研究钛铁矿和金红石时发现的。四年后，年，德国化学家克拉普罗特(KlaprothMH，—。）在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀（年由克拉普罗特发现的）命名的方法，引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”。中文按其译音定名为钛。
格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定，而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合，所以单质钛很难制取。直到年才被美国化学家亨特(HunterMA）第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
元素描述具有金属光泽，有延展性。密度为4.5克/立方厘米。熔点±10℃。沸点℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小，机械强度大，容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯，塑性越大。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被7%以下盐酸、5%以下硫酸、硝酸、王水或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。
7元素来源编辑
钛属于稀有金属，实际上钛并不稀有，其在地壳中的丰度占第七位，占0.45%，远远高于许多常见的金属。但由于钛的性质活泼，对冶炼工艺要求高，使得人们长期无法制得大量的钛，从而被归类为“稀有”的金属。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO）、金红石（TiO）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。
8元素用途编辑
钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金，但钛合金的比强度（抗拉强度和密度之比）却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。已有用钛合金制造自动步枪，迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛，氢化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。
钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。
此外，由于钛合金还与人体有很好的相容性，所以钛合金还可以作人造骨。
钛的抗腐蚀性锆是一种应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料，但在溶液中其活泼性仅次于钠。
那么，在氢氧化钛溶液里加入活波的硝酸锆溶液，会发现钛把硝酸锆拒之门外（如图）。
可以看到，图中有明显的分层，上面是硝酸锆，下面是氢氧化钛。
我们知道，氢氧化钛的密度小于硝酸锆，但依然能保持明显的分层，并把硝酸锆停留在上层，这证明了钛的抗腐蚀性。
根据实验，钛放入海底20~50年均不会被腐蚀。
9地理分布编辑
中国钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的38.85%，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中攀西（攀枝花西昌）地区是中国最大的钛资源基地，钛资源量为8．7亿吨。
中国探明的钛资源分布在21个省（自治区、直辖市）共个矿区（图3.5.1及表3.5.4）。主要产区为四川，次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省（区）。
钛磁铁矿岩矿：主要矿床分布在四川省攀枝花的盐边红格和米易白马，西昌的太和；河北省承德的大庙、黑山，丰宁的招兵沟，崇礼的南天门；山西省左权的桐峪；陕西省洋县的毕机沟；新疆的尾亚；河南省舞阳的赵案庄；广东省兴宁的霞岚；黑龙江省的呼玛；北京市昌平的上庄和怀柔的新地。其中四川省表内储量（TiO.32万t）占全国同类储量（TiO.83万t）的95.1%，河北省（TiO4.46万t）占3.3%，陕西省占0.46%，山西省占0.35%。
金红石岩矿主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲；山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石（TiO）表内储量（.43万t）占全国同类储量（.86万t）的71.2%，山西省（.79万t）占20.6%，陕西省（44.4万t）占5.9%。
10辅助资料编辑
钛的主要矿石是金红石TiO和钛铁矿FeTiO，它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在年英国英格兰西南端康沃尔（Cornwall）郡门拉陈（Menacan）教区的牧师格累高尔，也是一位科学家，分析出产在他教区内的一种黑色矿砂，也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后，年，克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地区出产的金红石，认识到它是一种新金属的氧化物，具有抵抗酸、碱溶液的特性，借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族Titans，命名这个金属为titanium，元素符号定为Ti。两年后，克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。
钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性，已成为化工生产中重要的材料。
钛一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大，甚至比氯、磷都大。
11总体状况编辑
截至年底，世界金红石（包括锐钛矿）储量和储量基础分别为万t和万t，资源总量约2.3亿t（TiO含量，下同），主要集中在南非、印度、斯里兰卡、澳大利亚。世界钛铁矿（TiO）储量和储量基础分别为2.亿t和4.亿t，资源总量约10亿t；主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。
截至年底中国保有原生钛（磁）铁矿（折TiO）储量.09万t（其中A+B+C级.50万t）；钛铁矿（砂矿）矿物储量.19万t（其中A+B+C级.17万t）；金红石矿物储量.86万t（其中A+B+C级73.73万t）；金红石TiO储量.86万t（其中A+B+C级.43万t）。
若将中国年保有钛铁矿砂矿的A+B+C级矿物储量.17万t，按含TiO48%折算，则其TiO储量为0.64万t，仅占同年世界钛铁矿（TiO)万t的3.83%；若再将其与原生钛磁铁矿岩矿（TiO）的A+B+C级储量（.50万t）中可利用的约占50%以粒状钛铁矿产出的（TiO）储量.75万t相加，其TiO总储量为26.4万t，则占世界钛铁矿（TiO）储量万t的47.76%，从这个意义上说，中国可称为世界钛铁矿资源最丰富的国家。
若将中国年保有金红石矿物的A+B+C级储量73.73万t按含TiO94%折算成TiO储量为69.31万t，再加上同年金红石（TiO）的A+B+C级储量.43万t，合计为.74万t，则占同年世界金红石（TiO）储量万t的9.36%，由此可见中国金红石资源并不丰富。
12主要特性编辑
工业纯钛：工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多，因此其强度、硬度也稍高，其力学性能及化学性能与不锈钢相近，比起钛合金纯钛强度较好，在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢，但耐热性较差，TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高，机械强度、硬度依次增强，但塑性韧性依次下降。
β型钛：β型钛合金属可热处理强化，合金强度高、焊接性、压力加工性良好，但性能不稳定，且熔炼工艺复杂。
A、β钛板：0.5-4.0mm
B、眼镜板（纯钛）：0.8-8.0mm
C、标板（纯钛）：1x2m厚度：0.5-20mm
D、电镀及其它行业用板（纯钛）：0.1-50mm
用途：电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。
钛管规格：φ6-φmm壁厚：0.3-3.0mm
钛管用途：环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。
A、β钛丝规格：φ0.8-φ6.0mm
B、眼镜钛丝规格：φ1.0-φ6.0mm专用钛丝
C、钛丝规格：φ0.2-φ8.0mm挂具专用
钛丝用途：军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
A、方棒规格：方条：8-12mm
B、磨光圆棒：φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒：φ6-φmm
钛棒用途：主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。
13冶炼方法编辑
制取金属钛的原料主要为金红石，其中含TiO大于96%。缺少金红石矿的国家，例如苏联，则采用钛铁矿制成的"高钛渣"，其中含TiO90%左右。因天然金红石涨价和储量日减，各国都趋向于用钛铁矿制成富钛料，即高钛渣和人造金红石。钛在年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。
工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿（精矿），发生下面的化学反应：
FeTiO+3HSO==Ti(SO)+FeSO+3HO
FeTiO+2HSO4==TiOSO+FeSO+2HO
FeO+HSO==FeSO+HO
FeO+3HSO==Fe(SO)+3HO
为了除去杂质Fe(SO)，加入铁屑，Fe还原为Fe，然后将溶液冷却至K以下，使得FeSO·7HO（绿矾）作为副产品结晶析出。
Ti(SO)和TiOSO水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是：
Ti(SO)+HO==TiOSO+HSO
TiOSO+2HO==HTiO+HSO
锻烧偏钛酸即制得二氧化钛：
HTiO==TiO+HO
工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO（或天然的金红石）和炭粉混合加热至～K，进行氯化处理，并使生成的TiCl，蒸气冷凝。
TiO+2C+2Cl=TiCl+2CO
在K用熔融的镁在氩气中还原TiCl可得多孔的海绵钛：
TiCl+2Mg=2MgCl+Ti
这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。
也可以通过反应：Ti+2CI=TiCI
得到的TiCI经过高温（℃左右）情况下分解：
TiCI=Ti+2CI
由此得到纯钛棒。
钛及钛合金的特性、用途
纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/立方厘米，比钢轻43%，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点K，比黄金高近K，比钢高近K。
钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O、N、H、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（TiO）、四氯化钛（TiCl）、偏钛酸钡（BaTiO）。
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K、沸点K，有刺激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。
TiCl+3HO==HTiO+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TiO和BaCO一起熔融制得偏钛酸钡：
TiO+BaCO==BaTiO十CO
人工制得的BaTiO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BaTiO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。
钛产品：
钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料，在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。
类型：碘化钛，工业纯钛，α型钛，β型钛，α+β型钛
14设备制造编辑
1．反应釜：由于用户因生产工艺、操作条件不尽相同，夹套加热型式分为电热棒加热、蒸汽加热、导热油循环加热；轴封装置分为填料密封和机械密封；搅拌型式有锚式、浆式、锅轮式、推进式或框式。开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。
2.冷凝器：列管冷凝器，按材质分为复合钛列管冷凝、钛列管式冷凝器和碳钢与钛混合列管式冷凝三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程。传热面积0.5-m，可根据用户不同需要定制。
3.罐：我厂设计的发酵罐为标准式罐型，这种罐型当公称容积在6m以下时罐采用夹套式。发酵气的冷却或加热，均由夹套来完成。公称容积为6m以上时，发酵气的冷却由立式排管来担负，在罐内排管的连接方面我们作了改进。这主要避免在罐体上多开孔，开成死角。这种连续方式在实际使用中得到满意的效果。发酵设备罐型可分为两大类：一类是嫌气发酵的锥型（如酒精发酵），另一类是为气发酵的罐型（如标准式、伍式、自吸式等）。这类设备尤以标准式罐型使用最为普遍。我厂设计的发酵罐系列图纸资料属于标准式罐型。在设计各种规格的发酵设备时，做到设计结构严密，有足够的强度和使用寿命，力求设备内部附件少，表面光滑，注意到要有良好的气枣汽接触和汽刺固混和性能，使物质传递，气体交换有效地进行。有足够的热交换面积，以保证发酵能在最适宜的温度下进行。重视设备的密封性能以保证灭菌操作。
4.冷却器：
主要用途：主要适用于制药、食品、化工等工业部门对液料的浓缩，并且亦能回收酒精和简单的回流提取。结构：本设备主要包括浓缩罐、第一冷凝器、汽液分离器、第二冷凝器、冷却器、受液桶六个部件组成，全部有钛制造。浓缩罐为夹套结构，冷凝器为列管式，冷却器为蛇管式。
15应急处置编辑
基本处置皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐。就医。
呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。
眼睛防护：戴安全防护眼镜。
身体防护：穿透气型防毒服。
手防护：戴防毒物渗透手套。
其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
泄漏应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具转移回收。
有害燃烧产物：氧化钛。
灭火方法：采用干粉、干砂灭火。严禁用水、泡沫、二氧化碳扑救。高热或剧烈燃烧时，用水扑救可能会引起爆炸。
管理信息库操作的管理：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴安全防护眼镜，穿透气型防毒服，戴防毒物渗透手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在氩气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存的管理：为安全起见，储存时常以不少于25%的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80%。保持容器密封，严禁与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
运输的管理：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运该品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。
废弃的管理：恢复材料的原状态，以便重新使用。
毒理学资料库急性毒性：金属钛、氧化钛和碳化钛属低毒类。大鼠一次气管内注入20－50mg二氧化钛和兔注入mg后肺部无特异反应。
亚急性和慢性毒性：大鼠气管内注入氢化钛后6和12个月，只见肺纤维化效应。大鼠吸入二氧化钛尘每天4次，每周5d，历时13个月，停止吸入后7个月，肺无任何病理反应；但豚鼠反复吸入二氧化钛观察到纤维化效应和嗜酸性自细胞浸润。气管内注入金属钛无肺纤维化发生。大鼠气管内一次注入氢化钛、碳化钛、硼化钛和一氮化钛后观察到肺部轻度纤维化。大鼠吸入氢化钛16个月亦见轻度纤维化。
代谢：人体一般饮食中每日约摄入μg钛，大部分从粪排出，其中约3%吸收入血液。进入体内的钛蓄积于脾、肾上腺、横纹肌、肺、皮肤及肝脏等部位。吸收入体内的钛主要由尿排出。正常人血浆中钛浓度约3μg/dl，尿钛浓度为10μg/L左右。
中毒机理：金属钛，氧化钛，碳化钛（titaniumcarbonide）等不溶性钛毒性低，口服吸收量少，不显示毒性反应。金属钛植入机体未见有病理反应。吸入钛的不溶性化合物，未见肺部有严重损害，其致纤维化作用甚微。用含钛饮水长期饲养动物未见对生长发育有影响，也未见肿瘤发生。
致癌性：大鼠肌肉注射溶于三辛素的钛金属粉，引起纤维肉瘤和淋巴肉瘤增加。注射有机钛，注射部位出现纤维肉瘤，发生肝细胞瘤和脾的恶性淋巴瘤。
燃爆危险：该品易燃，具刺激性。
应急医疗库主要用途及接触机会：钛用于制造特种钢、合金、钛陶瓷及玻璃纤维。金属钛也用于飞机、导弹制造及原子反应堆。还用于生产耐火材料、焊条、建筑材料和塑料等。上述工业中可接触金属钛，二氧化钛的粉尘和烟尘。四氯化钛及其部分水解物，还常夹杂氯及其氧化物。在机械处理金属钛过程中也接触钛氧化物的烟尘。
侵入途径：吸入、食入。
人体危害：吸入后对上呼吸道有刺激性，引起咳嗽、胸部紧束感或疼痛。长期吸入TiO粉尘的工人，肺部无任何变化。在生产钛金属过程，接触四氯化钛及其水解产物对眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。长期作用可形成慢性支气管炎。TiO2曾用作闪光灼伤的皮肤防护剂，未见产生接触性皮炎、变态反应和经皮吸收。℃氯氮化钛的飞溅和吸入钛酸及氯氮化钛烟引起皮肤烧伤并致疤痕形成和咽、声带、气管粘膜充血，由于形成瘢痕引起喉狭窄。眼短期接触氯氮化钛引起结膜炎和角膜炎。此外，四氯化钛吸入可引起弥散性支气管内息肉。
处理原则：皮肤接触四氯化钛后应尽快用软纸或布擦掉，然后用水冲洗，防止四氯化钛遇水放出大量热及盐酸，加重及扩大灼伤范围。吸入四氯化钛应立即雾化吸入5%碳酸氢钠溶液，以中和四氯化钛水解产生的盐酸；吸氧、保持呼吸进通畅．安静休息，减少氧的消耗；早期给予足量糖皮质激素，并给抗生素预防继发感染及抗支气管痉挛药物、祛痰药对症治疗。严密观察，防治肺水肿。
预防措施：接触四氯化钛及其水解产物的工种，应注意皮肤、粘膜和呼吸道的防护。产生钛及其化合物粉尘的工作地点，亦须加强防尘措施。大量微小钛粉尘可着火爆炸，因此钛的生产、浇铸、加工应有良好通风防尘设施，及应有防火防爆设备。四氯化钛生产过程应尽量密闭，防止其烟气逸出及“跑、冒、滴、漏”。加强个人防护，四氯化钛生产设备开盖、清洗、维修时应截防毒面其、防护眼镜。穿防酸防护衣帽。定期对接触四氯化钛的生产工人进行休检，有慢性呼吸道疾病患者不能从事接触四氯化钛的工作。
16十大性能编辑
密度小，比强度高
金属钛的密度为4.51g/立方厘米，高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。
耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。
为了提高钛的耐蚀性，研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术，对钛的氧化膜起到了增强保护性作用，获得了所希望的耐腐蚀效果。针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要，开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金。钛铸件使用了钛-32钼合金，对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金，均获得了很好的使用效果。
耐热性能好新型钛合金可在℃或更高的温度下长期使用。
耐低温性能好钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn），TC4(Ti-6Al-4V）和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金，其强度随温度的降低而提高，但塑性变化却不大。在--℃低温下保持较好的延性及韧性，避免了金属冷脆性，是低温容器，贮箱等设备的理想材料。
抗阻尼性能强金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。
无磁性无毒钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相溶性，所以被医疗界采用。
抗拉强度与其屈服强度接近
钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力大。
换热性能好金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低，但由于钛优异的耐腐蚀性能，所以壁厚可以大大减薄，而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝，减少了热组，钛表面不结垢也可减少热阻，使钛的换热性能显著提高。
弹性模量低钛的弹性模量在常温时为.4GPa，为钢的57%。
吸气性能钛是一种化学性质非常活泼的金属，在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。
17超高纯钛编辑
年9月，中国第一炉“电子级低氧超高纯钛”已在浙江省余姚市成功研发投产，一举打破了国外的垄断。低氧超高纯钛主要应用在半导体用溅射靶材、航空航天、海洋石油等核心工业领域，战略意义重大。特别值得一提的是，超高纯钛是中国自主大飞机项目的重要原材料保证。
在此之前，从国外进口的超高纯钛价格为万元/吨左右，受到提纯工艺技术限制，全世界只有美国和日本的三家公司能够生产超高纯钛。作为高端战略性金属材料，美日政府严格限制对中国的出口。中国在超高纯钛领域经常要看美日的“脸色”。
宁波创润新材料有限公司"年产吨电子级低氧超高纯钛项目"的投产，填补了中国高端钛材的技术空白，意味着中国已具备低氧超高纯钛的自主生产能力，实现了这一战略金属的独立自给，彻底摆脱了对国外的依赖。垄断打破后，直接受益的就是航空航天领域。
18中国钛谷编辑
据芒钛了解宝鸡钛材加工装备、技术水平及生产能力均居全国第一，生产能力占全国的60%左右，市场份额占国内钛加工材市场85%，占世界产量的22%，承担着中国90%以上高端钛材产品的生产任务，号称中国钛谷。
19产能过剩编辑
钛(3)我国钛工业在这10多年的高速发展过程中，严重失控，许多地方在地方保护主义的“轰轰烈烈”抢滩中发展钛项目，致使钛市场严重供大于求，尽管钛及钛材使用量连年递增，但也改变不了实际产能远远大于需求的现状。比如，年尽管钛材总量6万吨以上比上年明显增长，但钛锭出口大幅增加，宝钢、宝钛等多家钛材加工企业钛锭库存总量累计在0吨以上，另外国家还收储了0吨钛锭。由此可见，国内钛材产量大幅增长，需求并没有同步增长，相反，可以看出国外钛工业发展是比较理性的，不像国内发展在失控中“高歌猛进”。
年，经济开始出现复苏，我国钛工业市场依然低迷不振，但我们千万不要去责怪这是金融危机、欧债危机导致的，而要在自身失控的发展中找原因，不然，各种经济危机结束了，我国钛工业各地拼命上项目的发展危机依然存
钛(3)
在。纵观我国10多年钛工业的发展路线，看到的是这样一个伴随阵痛的轮回：第一次扩产→第一次洗牌→第二次扩产→第二次洗牌……我国钛工业从上世纪六十年代发展到4年，不管是钛及钛材加工产能都很小，比如0年末我国的海绵钛产量0吨，但随着4年末期钛需求量逐步增加，到5年海绵钛价格已从5、6万元1吨涨到20万~30万元1吨，开始出现有价无市的暴利现象，钛领域悄然之中出现第一次大规模扩张，短短几年产能很快翻了60倍以上。扩张，调整，阵痛，整合后的年我国海绵钛实际产量在0年基础增加40倍以上。
据中国国土资源年2月19日报，铜、铝、铅、锌、镍、镁、钛、锡、锑、汞属常用有色金属,是经济发展重要原材料。在年我国10种有色金属产量中，精炼铜、电解铝、锌产量分别为万吨、万吨、万吨，同比分别增长4.8%、8.4%、4.9%。
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铌铌(niobium)是一种化学元素。化学符号Nb，原子序数41，原子量92.，属周期系ⅤB族。1年英国C.哈切特从铌铁矿中分离出一种新元素的氧化物，并命名该元素为columbium(中译名钶)。铌能吸收气体，用作除气剂，也是一种良好的超导体。
中文名铌
原子序数41
相对原子质量92.
元素类型金属元素
所属族数VB
外文名niobium
CAS号3-50-5
化学符号Nb
所属周期5
目录1元素简介
元素信息
字体信息
2历史简介
3元素命名
4元素性质
5相关资料
6相关性质
物理性质
化学性质
同位素
存量
7制取方法
8化合物
概况
氧化物及硫化物
卤化物
氮化物及碳化物
9相关种类
10应用领域
超导应用
高温合金
铌基合金
医疗应用
钢铁应用
电瓷
钱币
其他
11安全性能
12网络新含义
1元素简介编辑
元素信息一种金属元素。铌能吸收气体，用作除气剂，也是一种良好的超导体。旧称“钶”。化学符号Nb，原子序数41，原子量92.，属周期系ⅤB族。1年英国查尔斯·哈切特（Charles·Hatchett）在研究伦敦大英博物馆中收藏的铌铁矿中分离出一种新元素的氧化物，并命名该元素为columbium（中译名钶）。2年瑞典A.G.厄克贝里在钽铁矿中发现另一种新元素tantalum。由于这两种元素性质上非常相似，不少人认为它们是同一种元素。由于它与钽非常相似，起初他竟搞混了。年德意志H.罗泽详细研究了许多铌铁矿和钽铁矿，分离出两种元素，才澄清了事实真相。最后查尔斯·哈切特用神话中的女神尼俄伯（Niobe）的名字命名了该元素。在历史上，最初人们用铌所在的铌铁矿的名字“columbium”来称呼铌。铌[1]在地壳中的含量为0.%，铌在地壳中的自然储量为万吨，可开采储量万吨，[2]主要矿物有铌铁矿〔（Fe，Mn）（Nb，Ta）2Ob〕、烧绿石〔（Ca，Na）2（Nb，Ta，Ti）2O6（OH，F）〕和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿。
CAS号：3-50-5[3]
字体信息拼音：nǐ ní 繁体字:铌
部首：钅，部外笔画:5,总笔画：10;繁体部首:金，部外笔画：5,总笔画:13
五笔:QNXN 仓颉:XCSP
笔顺编号：1551335 四角号码: UniCode:CJK统一汉字U+94CC
2历史简介编辑
当于1年考察在大英博物馆的矿石时，CharlesHatchett被一个标签为columbite（钶铁矿）的样本激起了兴趣。他推测其包含一种新的金属，他是对的。他加热一块样本与碳酸钾，溶解产物到水中，添加了酸后获得了沉淀物。然而，进一步的处理也没能生产出元素本身，他命名其为columbium（钶——铌元素的旧译），被人们已知多年。
其他人对则对钶持怀疑态度，尤其是在接下来的一年发现了钽之后。这些金属在大自然中一起出现，而且很难分离。在年德国化学家HeinrichRose证明了钶铁矿包含了这两种元素，他把columbium（钶）命名为niobium（铌）。
当时，科学家未能有效地把钶（铌）和性质极为相似的钽区分开来。9年，英国化学家威廉·海德·沃拉斯顿（WilliamHydeWollaston）对钶和钽的氧化物进行比较，得出两者的密度分别为5.g/cm及超过8g/cm。虽然密度值相差巨大，但他仍认为两者是完全相同的物质。另一德国化学家海因里希·罗泽（HeinrichRose）在年驳斥这一结论，并称原先的钽铁矿样本中还存在着另外两种元素。他以希腊神话中坦塔洛斯的女儿尼俄伯（Niobe，泪水女神）和儿子珀罗普斯（Pelops）把这两种元素分别命名为“Niobium”（铌）和“Pelopium”。钽和铌的差别细微，而因此得出的新“元素”Pelopium、Ilmenium和Dianium实际上都只是铌或者铌钽混合物。
年，克利斯蒂安·威廉·布隆斯特兰（ChristianWilhelmBlomstrand）、亨利·爱丁·圣克莱尔·德维尔和路易·约瑟夫·特罗斯特（LouisJosephTroost）明确证明了钽和铌是两种不同的化学元素，并确定了一些相关化合物的化学公式。瑞士化学家让-夏尔·加利萨·德马里尼亚（JeanCharlesGalissarddeMarignac）在年进一步证实除钽和铌以外别无其他元素。然而直到年还有科学家发表有关Ilmenium的文章。
年，德马里尼亚在氢气中对氯化铌进行还原反应，首次制成铌金属。虽然他在年已能够制备不含钽的铌金属，但要直到20世纪初，铌才开始有商业上的应用：电灯泡灯丝。铌很快就被钨淘汰了，因为钨的熔点比铌更高，更适合作灯丝材料。年代，人们发现铌可以加强钢材，这成为铌一直以来的主要用途。贝尔实验室的尤金·昆兹勒（EugeneKunzler）等人发现，铌锡在强电场、磁场环境下仍能保持超导性，这使铌锡成为第一种能承受高电流和磁场的物质，可用于大功率磁铁和电动机械。这一发现促使了20年后多股长电缆的生产。这种电缆在绕成线圈后可形成大型强电磁铁，用在旋转机械、粒子加速器和粒子探测器当中。
纯净的金属样本在年由ChristianBlomstrand制取，他用氢气加热还原氯化铌实现。
3元素命名编辑
“Columbium”（钶，符号Cb）是哈契特对新元素所给的最早命名。这一名称在美国一直有广泛的使用，美国化学学会在年出版了最后一篇标题含有“钶”的论文；“铌”则在欧洲通用。年在阿姆斯特丹举办的化学联合会第15届会议最终决定以“铌”作为第41号元素的正式命名。翌年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）也采纳了这一命名，结束了一个世纪来的命名分歧，尽管“钶”的使用时间更早。这可算是一种妥协：IUPAC依北美的用法选择“Tungsten”而非欧洲所用的“Wolfram”作为钨的命名，并在铌的命名上以欧洲的用法为先。具权威性的化学学会和政府机构都一般以IUPAC正式命名称之，但美国地质调查局以及冶金业、金属学会等组织至今仍使用旧名“钶”。
4元素性质编辑
铌是灰白色金属，熔点2℃，沸点℃，密度8.57克/立方厘米。室温下铌在空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨形成合金。不与无机酸或碱作用，也不溶于王水，但可溶于氢氟酸。铌的氧化态为－1、+2、+3、+4和+5，其中以+5价化合物最稳定。
5相关资料编辑
元素符号：Nb
元素英文名称：niobium
元素类型：金属元素
原子体积：10.87(立方厘米/摩尔)
元素在太阳中的含量:0.(ppm)
元素在海水中的含量：0.(ppm)
地壳中含量：20（ppm）
相对原子质量：92.
原子序数：41
所属周期：5
所属族数：VB
电子层排布：2-8-18-12-1
晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。
晶胞参数：a=.04pm，b=.04pm，c=.04pm，α=90°，β=90°，γ=90°
氧化态：MainNb+5，OtherNb-3,Nb-1,Nb+1,Nb+2,Nb+3,Nb+4
莫氏硬度：6
声音在其中的传播速率：（m/S）
电离能(kJ/mol)
M-M+
M+-M2+
M2+-M3+6
M3+-M4+
M4+-M5+
M5+-M6+
M6+-M7+12
6相关性质编辑
物理性质铌是一种带光泽的灰色金属，具有顺磁性，属于元素周期表上的5族。高纯度铌金属的延展性较高，但会随杂质含量的增加而变硬。它的最外电子层排布和其他的5族元素非常不同。同样的现象也出现在前后的钌（44）、铑（45）和钯（46）元素上。
Z元素每层电子数23钒2,8,11,铌2,8,18,12,钽2,8,18,32,11,,8,18,32,32,11,2（预测）铌在低温状态下会呈现超导体性质。在标准大气压力下，它的临界温度为9.2K，是所有单质超导体中最高的。其磁穿透深度也是所有元素中最高的。铌是三种单质第II类超导体之一，其他两种分别为钒和锝。铌金属的纯度会大大影响其超导性质。
铌对于热中子的捕获截面很低，因此在核工业上有相当的用处。
化学性质铌金属在室温下长时间存留后，会变为蓝色。虽然它在单质状态下的熔点较高（2,°C），但其密度却比其他难熔金属低。铌还能抵御各种侵蚀，并能形成介电氧化层。
铌的电正性比位于其左边的锆元素低。其原子大小和位于其下方的钽元素原子几乎相同，这是镧系收缩效应所造成的。这使得铌的化学性质与钽非常相近。虽然它的抗腐蚀性没有钽这么高，但是它价格更低，也更为常见，所以在要求较低的情况下常用以代替钽，例如作化工厂化学物槽内涂层物料。
同位素主条目：铌的同位素。
自然产生的铌由一种稳定同位素组成：Nb。截至3年，已合成的放射性同位素共有至少32种，原子量在81和之间。其中最稳定的是Nb，半衰期有万年；Nb是最不稳定的同位素之一，其半衰期估计只有30毫秒。比Nb更轻的同位素一般进行β衰变，比它重的则会进行β衰变。例外包括：Nb、Nb和Nb会进行少量β缓发质子发射，Nb会进行电子捕获和正电子发射，而Nb会同时进行正电子（β）和电子（β）发射。
已知的同核异构体共有25种，质量数介乎84至。这个质量区间内的同位素中，只有Nb、Nb和Nb不具有同核异构体。最稳定的铌同核异构体是Nb，半衰期为16.13年；最不稳定的是Nb，半衰期为纳秒。除Nb进行少量电子捕获之外，所有同核异构体的衰变方式都是同核异构体转换或β衰变。
存量根据估算，铌在地球地壳中的丰度为百万分之20，在所有元素中排列第33位。部份科学家认为，铌在整个地球中的含量更高，但因密度高而主要聚集在地核中。铌在自然界中不以纯态出现，而是和其他元素结合形成矿物。这些矿物一般也含有钽元素，例如钶铁矿（即铌铁矿，(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6）和钶钽铁矿（(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6）。含铌、钽的矿物通常是伟晶岩和碱性侵入岩中的副矿物。其他矿物还有钙、铀和钍以及稀土元素的铌酸盐，例如烧绿石（(Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)）和黑稀金矿（(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6）等。这些大型铌矿藏出现在碳酸盐岩（一种碳酸盐、硅酸盐火成岩）附近，亦是烧绿石的组成成份。
巴西和加拿大拥有最大的烧绿石矿藏。两国在年代发现这些矿藏，至今仍是铌精矿的最大产国。世界最大矿藏位于巴西米纳斯吉拉斯州阿拉沙的一处碳酸盐侵入岩地带，属于CBMM（巴西矿物冶金公司）；另一矿藏位于戈亚斯，属于英美资源，同样是碳酸盐侵入岩。以上两个矿场的产量占世界总产量的75%。第三大矿场位于加拿大魁北克省萨格奈附近，产量占世界7%。
7制取方法编辑
金属铌可用电解熔融的七氟铌酸钾制取，也可用金属钠还原七氟铌酸钾或金属铝还原五氧化二铌制取。纯铌在电子管中用于除去残留气体，钢中掺铌能提高钢在高温时的抗氧化性，改善钢的焊接性能。铌还用于制造高温金属陶瓷。
开采所得的矿石要经过分离过程，使五氧化二钽（Ta2O5）和五氧化二铌（Nb2O5）从其他矿物中脱离出来。
Ta2O5+14HF→2H2[TaF7]+5H2O
Nb2O5+10HF→2H2[NbOF5]+3H2O
让-夏尔·加利萨·德马里尼亚发明了产业规模的分离方法，利用了铌和钽的氟化物配合物所拥有的水溶性差异。新的方法则使用类似环己酮的有机溶剂把氟化物从水溶液中萃取出来，再用水将铌和钽的配合物从有机溶剂中分别提取。加入氟化钾能使铌沉淀成氟化钾配合物，
H2[NbOF5]+2KF→K2[NbOF5]↓+2HF
然后：
2H2[NbOF5]+10NH4OH→Nb2O5↓+10NH4F+7H2O
从化合物到金属态的还原方法有几种。一是对K2[NbOF5]和氯化钠的熔融混合物进行电解，二是用钠对氟化铌进行还原。这种方法所得出的铌金属具有较高的纯度。在大规模生产中，则一般使用氢或碳对Nb2O5进行还原。另一种方法利用铝热反应，
3Nb2O5+Fe2O3+12Al→6Nb+2Fe+6Al2O3
少量类似硝酸钠的氧化添加剂可以加强以上反应。这样会产生氧化铝和铌铁合金，后者可用于钢铁生产。铌铁一般含有60%至70%的铌。如不加入氧化铁，铝热反应会产生铌金属，不过要经纯化过程才可制成具超导性质的高纯度铌合金。世界最大的两家铌经销商所用的方法是真空电子束熔炼。
截至年，巴西冶金及矿业有限公司（葡萄牙语：Cia.BrasileiradeMetalurgiaMinera??o）控制了世界85%的铌生产。美国地质调查局估计，铌产量从5年的38,吨升至6年的44,吨。全球铌资源存量估计有万吨。在至5年间，产量从17,吨上升至双倍以上。9年至年，产量维持在每年63,吨的稳定状态。
矿产（吨）（美国地质调查局估值）国家34567892010澳大利亚?????巴西30,02,06,09,09,35,00,57,58,58,58,58,加拿大2,,3,4,,3,3,,,,4,,刚果民主共和国?5050225??????莫桑比克??3429?????尼日利亚030190170?????卢旺达287622636?????全球32,25,29,32,34,38,74,60,62,62,62,63,8化合物编辑
概况铌在很多方面都与钽及锆十分相似。它会在室温下与氟反应，在°C下与氯和氢反应，以及在°C下与氮反应，产物一般都是间隙非整比化合物。铌金属在°C下会在空气中氧化，且能抵御熔融碱和各种酸的侵蚀，包括王水、氢氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。不过氢氟酸以及氢氟酸和硝酸的混合物则可以侵蚀铌。
虽然铌可以形成氧化态为+5至?1的各种化合物，但它最常见的还是处于+5氧化态。氧化态低于+5的铌化合物中都含有铌﹣铌键。
氧化物及硫化物铌的氧化物可以有以下的氧化态：+5（Nb2O5）、+4（NbO2）和+3（Nb2O3），另外较罕见的有+2态（NbO）。五氧化二铌是最常见的铌氧化物，铌金属及所有铌化合物的制备都需从其开始。要制成铌酸盐，可将五氧化二铌溶于碱性氢氧化物溶液中，或熔化于碱金属氧化物中。铌酸锂（LiNbO3）具有钙钛矿型偏三方晶系结构，
4离子。其他已知化合物还包括硫化铌（NbS2），它会形成层状结构。
利用化学气相沉积法或原子层沉积法可以在物料表面加上五氧化二铌薄层，两种方法均用到乙醇铌(V)在°C以上会热分解的原理。
卤化物铌可以形成拥有+5和+4氧化态的卤化物，以及各种亚化学计量化合物。五卤化铌（NbX5）含有八面体型铌中心原子。五氟化铌（NbF5）是一种白色固体，熔点为79.0°C，而五氯化铌（NbCl5则呈黄色（见左图），熔点为.4°C。两者均可经水解形成氧化物和卤氧化物，例如NbOCl3。五氯化铌也是一种具挥发性的试剂，可用于合成包括二氯二茂铌（(C5H5)2NbCl2）在内的各种有机金属化合物。铌的四卤化物（NbX4）都是深色的聚合物，内含铌﹣铌键，如呈黑色、具吸湿性的四氟化铌（NbF4）和棕色的四氯化铌（NbCl4）。
铌的卤化物负离子也存在，这是因为铌的五卤化物都是路易斯酸。最重要的一种为[NbF7]，它是铌和钽的矿物分离过程中的一个中间化合物。它比对应的钽化合物更易转换为氧五氟化物。
Nb2Cl10+2Cl→2[NbCl6]
铌还会形成多种还原卤化物原子簇，如[Nb6Cl18]。
氮化物及碳化物氮化铌（NbN）在低温下会变成超导体，被用在红外线探测器中。最主要的碳化铌是NbC，其硬度极高，是一种耐火的陶瓷材料，可用作切割工具刀头材料。
9相关种类编辑
冶金用铌粉
铌粉一般用粉未冶金法制取，外观呈深灰色，供加工原料和生产电焊条等用。根据产品使用要求不同，铌粉分为FNb-1、FNb-2和FNb-3三个牌号。FNb-1和FNb-2铌粉应通过um（目）筛孔，FNb-3铌粉应通过um（80目）筛孔。
铌锆合金
在金属铌中加入金属锆所组成的合金。锆在铌合金中主要以固溶体状态存在，当存微量及碳或添加微量碳时，则有少量碳化物及氧化物弥散析出，所以铌锆使合金具有较高的强度和良好的塑性加工性能，抗氧性和抗碱金属腐蚀性能好。
五氧化二铌
用液-液萃取法制得的铌的氧化物，呈白色或浅黄色粉未状，供生产铌粉、铌条和陶瓷电容器等用。根据使用要求及化学成分不同，产品划分为FNb2O5-1、FNb2O5-2、和
FNb2O5-3三个牌号。
钽和铌
把它们放到一起来介绍是有道理的，因为它们在元素周期表里是同族，物理、化学性质很相似，而且常常“形影不离”，在自然界伴生在一起，真称得上是一对惟妙惟肖的“孪生兄弟”。事实上，当人们在十九世纪初首次发现铌和钽的时候，还以为它们是同一种元素呢。以后大约过了四十二年，人们用化学方法第一次把它们分开，这才弄清楚它们原来是两种不同的金属。铌、钽和钨、钼一样都是稀有高熔点金属，它们的性质和用途也有不少相似之处。
既然被称为稀有高熔点金属，铌、钽最主要的特点当然是耐热。它们的熔点分别高达摄氏二千四百多度和将近三千度，不要说一般的火势烧不化它们，就是炼钢炉里烈焰翻腾的火海也奈何它们不得。难怪在一些高温高热的部门里，特别是制造一千六百度以上的真空加热炉，钽金属是十分适合的材料。
一种金属的优良性能往往可以“移植”到另一种金属里。用铌作合金元素添加到钢里，能使钢的高温强度增加，加工性能改善。铌、钽与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属合作，得到的“热强合金”，可以用作超音速喷气式飞机和火箭、导弹等的结构材料。科学家们在研制新型的高温结构材料时，已开始把注意力转向铌、钽；许多高温、高强度合金都有这一对孪生兄弟参加。
铌、钽本身很顽强，它们的碳化物更有能耐，这个特点与钨、钼也毫无二致。用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀本领。在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。用碳化钽硬质合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高温，硬度可以与金刚石匹敌，使用寿命比碳化钨更长。
10应用领域编辑
超导应用人们很早以前就发现，当温度降低到接近绝对零度的时俟，有些物质的化学性质会发生突然的改变，变成一种几乎没有电阻的“超导体”。物质开始具有这种奇异的“超导”性能的温度叫临界温度。不用说，各种物质的临界温度是不一样的。
要知道，超低温度是很不容易得到的，人们为此而付出了巨大的代价；越向绝对零度接近，需要付出的代价越大。所以我们对超导物质的要求，当然是临界温度越高越好。
具有超导性能的元素不少，铌是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度，是目前最重要的超导材料。
人们曾经做过这样一个实验：把一个冷到超导状态的金属铌环，通上电流然后再断开电流，然后，把整套仪器封闭起来，保持低温。过了两年半后，人们把仪器打开，发现铌环里的电流仍在流动，而且电流强弱跟刚通电时几乎完全相同！
从这个实验可以看出，超导材料几乎不会损失电流。如果使用超导电缆输电，因为它没有电阻，电流通过时不会有能量损耗，所以输电效率将大大提高。
有人设计了一种高速磁悬浮列车，它的车轮部位安装有超导磁体，使整个列车可以浮起在轨道上约十厘米。这样一来，列车和轨道之间就不会再有摩擦，减少了前进的阻力。一列乘载百人的磁悬浮列车，只消一百马力的推动力，就能使速度达到每小时五百公里以上。
用一条长达二十公里的铌锡带，缠绕在直径为一点五米的轮缘上，绕组能够产生强烈而稳定的磁场，足以举起一百二十二公斤的重物，并使它悬浮在磁场空间里。如果把这种磁场用到热核聚变反应中，把强大的热核聚变反应控制起来，那就有可能给我们提供大量的几乎是无穷无尽的廉价电力。
不久前，人们曾用铌钛超导材料制成了一台直流发电机。它的优点很多，比如说体积小，重量轻，成本低，与同样大小的普通发电机相比，它发的电量要大一百倍。[4]
高温合金世界上很大一部份铌以纯金属态或以高纯度铌铁和铌镍合金的形态，用于生产镍、铬和铁基高温合金。这些合金可用于喷射引擎、燃气涡轮发动机、火箭组件、涡轮增压器和耐热燃烧器材。铌在高温合金的晶粒结构中会形成γ相态。这类合金一般含有最高6.5%的铌。Inconel合金是其中一种含铌镍基合金，各元素含量分别为：镍50%、铬18.6%、铁18.5%、铌5%、钼3.1%、钛0.9%以及铝0.4%。应用包括作为高端机体材料，如曾用于双子座计划。
C-是一种铌合金，它含有89%的铌、10%的铪和1%的钛，可用于液态火箭推进器喷管，例如阿波罗登月舱的主引擎。阿波罗服务舱则使用另一种铌合金。由于铌在°C以上会开始氧化，所以为了防止它变得易碎，须在其表面涂上保护涂层。
铌基合金C-合金是0年代初由华昌公司和波音公司共同研发的铌合金。由于冷战和太空竞赛的缘故，杜邦、美国联合碳化物、通用电气等多个美国公司都在同时研发铌基合金。铌和氧容易反应，所以生产过程需在真空或惰性气体环境下进行，这大大增加了成本和难度。真空电弧重熔（VAR）和电子束熔炼（EBM）是当时最先进的生产过程，促使了各种铌合金的发展。年起，研究项目在测试了“C系”（可能取了旧名钶“Columbium”的首字母）中共种铌合金后，终于制得了C-。这些合金都可熔化成颗粒状或片状。华昌当时拥有从核级锆合金提炼而成的铪元素，并希望发展它的商业应用。C系中拥有所谓成份比例的Nb-10Hf-1Ti合金在可模锻性和高温属性之间有着最佳的平衡，因此华昌于1年利用VAR和EBM方法生产了首批磅C-合金，应用于涡轮引擎部件和液态金属换热器。同期的其他铌合金还有：芬斯蒂尔冶金公司的FS85（Nb-10W-28Ta-1Zr）、华昌和波音的CbY（Nb-10W-10Hf-0.2Y）、联合碳化物的Cb（Nb-10W-2.5Zr）及苏必利尔管道公司的Nb1Zr。
医疗应用钽在外科医疗上也占有重要地位，它不仅可以用来制造医疗器械，而且是很好的“生物适应性材料”。
比如说吧，用钽片可以弥补头盖骨的损伤，钽丝可以用来缝合神经和肌腱，钽条可以代替折断了的骨头和关节，钽丝制成的钽纱或钽网，可以用来补偿肌肉组织……
在医院里，还会有这样的情况：用钽条代替人体里折断了的骨头之后，经过一段时间，肌肉居然会在钽条上生长起来，就像在真正的骨头上生长一样。怪不得人们把钽叫作“亲生物金属”哩。
为什么钽在外科手术中能有这样奇特的作用呢？
关键还是因为它有极好的抗蚀性，不会与人体里的各种液体物质发生作用，并且几乎完全不损伤生物的机体组织，对于任何杀菌方法都能适应，所以可以同有机组织长期结合而无害地留在人体里。
除了在外科手术中有这样好的用途外，利用铌、钽的仆学稳定性，还可以用它们来制造电解电容器、整流器等等。
特别是钽，约有一半以上用来生产大容量，小体积，高稳定性的固体电解电容器。全世界每年都要生产几亿只。
钽电解电容器没有“辜负”人们的厚望，它具有很多其他材料比不上的优点。
它比跟它一般大小的其他电容器“兄弟”的电容量大五倍，而且非常可靠、耐震，工作温度范围大，使用寿命长，已经大量地用在电子计算机、雷达、导弹、超音速飞机、自动控制装置以及彩色电视、立体电视等的电子线路中。
钢铁应用在钢的各种微合金化元素中，废铌是最有效的微合金化元素，铌的作用如此之大，以至于铁原子中含有丰富的铌原子，就能达到改善钢性能的目的。实际上钢中加入0.%—0.1%的铌，就足以改变钢的力学性能。例如：当加入0.1%的合金化元素时，提高钢的屈服强度依次为：铌MPa;钒71.5MPa;钼40MPa;锰17.6MPa;钛为零。实际上钢中只需加入0.03%—0.05%Nb，钢的屈服强度便可提高30%以上。而钢的成本每吨仅增1美元。例如：普通中碳钢的屈服强度一般为MPa，加入微量铌可使强度提高到—MPa。
铌作为微合金化元素加入钢中并不改变铁的结构，而是与钢中的碳#氮#硫结合，改变钢的显微结构。铌对钢的强化作用主要是的是细晶强化和弥散强化，铌能和钢中的碳氮生成稳定的碳化物和碳氮化物。而且还可以使碳化物分散并形成具有细晶化的钢。
铌还可以通过诱导析出和控制冷却速度，实现析出物弥散分布。在较宽的范围内调整钢的韧性水平。因此，加入铌不仅可以提高钢的强度，还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐蚀性!降低钢脆性转变温度，获得好的焊接性能和成型性能[5]
该成分被广泛的应用到连续油管的管材材料中
电瓷铌酸锂是一种电铁性物质，在手提电话和光调变器中以及表面声波设备的制造上有广泛的应用。它的晶体结构属于ABO3型，与钽酸锂和钛酸钡相同。铌可以代替钽电容器中的钽，降低成本，但钽电容器仍较为优胜。
钱币在钱币上，铌有时会与金和银一起用在纪念币上作贵重金属。例如，奥地利自3年起，生产了一系列银铌欧罗币，其颜色是阳极化过程形成的氧化物表层衍射所产生的。年，共有十种中心颜色不同的钱币，共包括蓝、绿、棕、紫和黄。另外含有铌的钱币还有4年的奥地利赛梅林铁路周年纪念币，以及6年欧洲卫星导航纪念币。年，加拿大皇家造币厂开始铸造称为“狩猎月”（HuntersMoon）的5加元纯银和铌币。其中的铌经过特殊的氧化过程，所以没有两件成品是完全一样的。
其他铌（或掺有1%锆）是高压钠灯电弧管的密封材料，因为铌的热膨胀系数与经烧结的矾土弧光灯陶瓷材料非常相近。这种用于钠灯的陶瓷可以抵御化学侵蚀，也不会与灯内的高温钠液体和气体产生还原反应。铌也被用在电弧焊条上，用来焊接某些稳定化不锈钢。一些大型水箱的阴极保护系统中以铌作为阳极的材料，阳极一般再镀上一层铂。
11安全性能编辑
铌元素没有已知的生物用途。铌粉末会刺激眼部和皮肤，并有可能引发火灾；但成块铌金属则完全不影响生物体（低过敏性），因此是无害物质。铌常见于首饰中，而一些医学植入物也含有铌。
某一些铌化合物具有毒性，但一般人很难接触到这些物质。铌酸盐和氯化铌都可溶于水，科学家已在老鼠身上进行了实验，观察短期和长期接触这些化合物所带来的效果。对于老鼠，单次注入五氯化铌或铌酸盐的半数致死量（LD50）为10至mg/kg之间。经口服的毒性较低，对于老鼠的LD50值在七天后为mg/kg。
12网络新含义编辑
铌因为元素符号是Nb而可以表示“牛气”的意思，对他人表示赞赏、崇拜时可用，与“锑”的含义相反。
钽钽（Tantalum）是一种化学元素，符号为Ta，原子序为73。其名称“Tantalum”取自希腊神话中的坦塔洛斯。钽是一种坚硬蓝灰色的稀有过渡金属，抗腐蚀能力极强。钽属于难熔金属，常作为合金的次要成份。钽的化学活性低，适宜代替铂作实验器材的材料。钽的最主要应用为钽电容，在手提电话、DVD播放机、电子游戏机和电脑等电子器材中都有用到。钽在自然中一定与化学性质相近的铌一齐出现，一般在钽铁矿、铌铁矿和钶钽铁矿中可以找到。
中文名钽
元素符号Ta
颜色蓝灰色
系列过渡金属
物理性质质地坚硬、富有延展性
外文名Tantalum
原子序数73
原子量.
CAS号-25-7[1]
目录1物理性质
2元素信息
3元素概述
4化学性质
5资源简介
6元素用途
7性质用途
8制备方法
1物理性质编辑
一种金属元素。质地十分坚硬、富有延展性。
2元素信息编辑
钽.Tantalum(Ta)
元素符号：Ta钽的性质
CAS号：-25-7[1]
原子序数：73
原子量：.
系列：过渡金属
相对原子质量：.(12C=12.0)密度kg/m硬度6.5
元素分区5族,6,d
颜色：蓝灰色
价电子排布：[氙]4f5d6s
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.90
元素在海水中的含量:(ppm)0.
地壳中含量：（ppm）
2
氧化态：
MainTa+5
OtherTa-3,Ta-1,Ta+1,Ta+2,Ta+3,Ta+6
钽
晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。
晶胞参数：
a=.13pm
b=.13pm
c=.13pm
α=90°
β=90°
γ=90°
莫氏硬度：6.5
熔点：℃
声音在其中的传播速率：（m/S）3
电离能(kJ/mol)
M-M+
M+-M2+1
M2+-M3+2 M3+-M4+3
M4+-M5+4钽电容
发现人：2年由瑞典化学家安德斯·古斯塔法·埃克博格发现。
元素命名：埃克博格根据古希腊神话中中第比斯城皇后尼奥比的父亲坦塔罗斯的名字命名了该元素。
来源：主要存在于钽铁矿中，同铌共生。
还可以用做电子元件的电容。
3元素概述编辑
钽的质地十分坚硬，硬度可以达到6-6.5。它的熔点高达℃，仅次于碳，钨，铼和锇，位居第五。钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。
4化学性质编辑
钽还有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反
钽铁矿
应。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀，在℃以下，钽不会被浓硫酸腐蚀，只有在高于此温度才会有反应，在度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为0.0毫米，将钽放入℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.毫米。在度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为SDS毫米，在度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀1.毫米。在发烟硫酸（含15%的SO3）腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在度的该溶液里浸泡1年，表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在度以上才发生，在度的85%的磷酸中，浸泡1年SS，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱，在度40%浓度的烧碱溶液里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的氢氧化钾溶液中，只要度就会被迅速溶解。除上面所述情况外，一般的无机盐在度以下一般不能腐蚀钽。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比F较罕见的。
GFGG元素应用
G主要吸收线及其主要参数：
λ/nm
f
W
F
S*
CL
G
.5
0.
0.2
N-A
30
1.0
.9(D)
0.2
N-A
23
2.1
.7
0.2
N-A
2.5
.4
0.2
N-A
2.5
.9
0.2
N-A
2.5
.8
0.2
N-A
x
.3
0.2
N-A
2.7
.8
0.2
N-A
2.7
.8
0.2
N-A
3.1
.6
0.2
N-A
58
λ：波长
f：振子强度
W：单色器光谱通带
N-A（氧化亚氮-乙炔焰）
S*：元素的特征浓度（1%吸收灵敏度）
CL：元素的检测极限
R·S：同一元素主要吸收线间的相对灵敏度
F：火焰类型
化学符号Ta，钢灰色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数73，原子量.，体心立方晶体，常见化合价为+5。
钽是由瑞典化学家埃克贝里(A.G.Ekeberg)在2年发现的，按希腊神话人物Tantalus（坦塔罗斯）的名字命名为tantalum。年德国化学家博尔顿（W.vonBolton)首次制备了塑性金属钽用作灯丝材料。1年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。
5资源简介编辑
钽 钽是稀有金属矿产资源之一，是电子工业和空间技术发展不可缺少的战略原料。
[2]钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量，铌含量高时称为铌矿，钽含量高时则称为钽矿。铌主要用于制造碳钢、超级合金、高强度低合金钢、不锈钢、抗热钢及合金钢；钽则主要用于电子原器件及合金的生产。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有：钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为短吨，扎伊尔占首位。年世界钽矿物的产量(以钽计)为短吨(1短吨=.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺，取得了成就。
电容器是钽的主要最终消费领域，约占总消费量的60%。美国是钽消费量最大的国家，年消费量达吨，其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国，消费量为吨。21世纪初，随着电容器生产的发展迅速，市场供不应求。世界钽电容器的生产量达2.50亿件，需消费钽吨。据美国地质调查局的统计，钽在地壳中的自然储量为15万吨，可开采储量超过4.3万吨。4年，世界钽开采量为吨，其中，澳大利亚吨，莫桑比克吨，巴西吨，加拿大69吨，刚果60吨。[3]中国资源量，主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看，电容器仍是钽的主要应用领域。如果按储量基础20吨计算，也只能保证24年的需求。尽管如此，钽资源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分丰富的铌矿床中，伴生有大量的钽资源。其中，格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达万吨。其次，西方已开始利用含Ta2O53%以下的大量锡炉渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的发展，如铝和陶瓷在电容器领域代替钽；硅、锗、铯可在电子仪器用途上，代替钽制造整流器等。
6元素用途编辑
钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%，交通运输6%，其他2%。
7性质用途编辑
钽的线胀系数在0～℃之间为6.5×10-6K-1，超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。
在低于℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应，并且溶于熔融碱中。致密的钽在℃开始轻微氧化，在℃时明显氧化。钽有多种氧化物，最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在～0℃的真空下，氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物；在高于0℃和高真空下，被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于℃时能与其他卤素反应，生成卤化物。
8制备方法编辑
冶炼方法：钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的主要步骤是分解精矿，净化和分离钽、铌，以制取钽、铌的纯化合物，最后制取金属。
矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基铜(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。
分离：首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中，同时铁、锰、钛、钨、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质，得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素，是强酸性溶液，可综合回收。纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶，也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。钽或铌的氢氧化物在～℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。
钽的制取：
①金属钽粉可采用金属热还原（钠热还原）法制取。在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾：K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行，温度加热到℃时,还原反应迅速完成。此法制取的钽粉，粒形不规则，粒度细，适用于制作钽电容器。金属钽粉亦可用熔盐电解法制取：用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的熔盐做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中，在℃下电解,可得到纯度为99.8～99.9%的钽粉。
②用碳热还原Ta2O5亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1～0℃下制成碳化钽(TaC)，然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用热分解或氢还原钽的氯化物的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、电子束、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。
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