第1.2章.ppt

钛金属及应用 钛的发现和命名 钛的存在 钛的冶炼 钛的性质 钛的重要化合物 钛的应用 人类从石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、铝合金时代，走向了钛金属时代，钛将为人类社会创造出新的奇迹。 钛的发现与命名 钛的命名 795年，奥地利科学家克拉普罗特在研究匈牙利出产的金红石时，也发现了格雷戈尔发现的那种奇特物质。便给它起了新名——钛。意思是说，这种金属像古希腊神话中的大力士神“泰坦”那样力大无比。 钛的存在 钛在地壳中的丰度为0.6%,是仅次于Al、Fe、Mg的第四种金属元素。 钛总量约为铁的110，含钛1%以上的矿物质在80种上。 钛存在极为分散,主要的矿物有金红石(TiO2)和钛铁矿(FeTiO3)。 ——钛的性质 钛元素的性质 钛是ⅣB族过渡元素，属于活泼金属。 其价电子构型3d24s2，因此钛以失去4个电子为特征。 主要氧化态有+4,+3及少量+2价的化合物 钛单质的物理性质 金属钛呈银白色,外观似钢 熔点1668±4℃ 沸点3260±20℃ 临界温度4350℃，临界压力1130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 钛单质的物理性质（续） 在25℃时，钛的热容为0.126卡/克原子·度 热焓1149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1.00004 钛具有可塑性，强度比较低 钛单质的化学性质 钛单质的化学性质 钛是具有强烈钝化倾向的金属 常温下钛在许多介质中很稳定。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持其特性 钛的重要化合物 二氧化钛(TiO2) 四氯化钛（TiCl4） 四氯化钛是一种无色液体，密度为1.726g/cm3(20℃时)，熔点为250K，沸点为409K 它有刺激性气味, 暴露在空气中会发烟(即TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl) 航空航天 钛是航空工业和宇宙航空工业中最有前途的结构材料之一。 当飞机、导弹、火箭高速飞行时，其发动机和表面温度相当高，铝合金已不能胜任，应用钛合金是十分合适的。当飞机、导弹、火箭高速飞行时，其发动机和表面温度相当高，铝合金已不能胜任，应用钛合金是十分合适的。钛及其合金在航空工业中主要用于制造飞机发动机和机身。用于制造高压容器，如高压气瓶低温液态燃料箱等。 钛的应用 钛的应用 ——航空部门的应用 钛的应用 　——化工部门的应用（1） 钛的应用 ——化工部门的应用（2） 医药领域 医疗器械 心脏瓣膜 牙科 整形外科 骨折手术 钛及钛合金用作生物材料的主要驱动力 ⑴抗蚀性 ⑵生物相容性 ⑶生物黏附性 ⑷力学性能、加工性能和适用性 医疗器械 矩形钛质颈椎椎间融合器 旋转镍钛器械 体外取结石钛镍记忆合金医疗器械 钛镍记忆合金医用缝合线 钛镍记忆合金肠道吻合器 心脏瓣膜 薄型超轻钛碳心脏瓣膜 钛制作心脏起搏器 镍－钛合金人工心脏瓣膜、心室 牙科 Ni-Cr-Ti合金烤瓷牙 锤造超薄钛支架基托 纯钛人工牙种植体 人造牙根、牙列矫正丝及牙套 可摘局部义齿 整形外科 引用钛金变频超导波直接作用各类色斑 钛合金腿 人造关节 骨折手术 镍钛-聚髌器治疗粉碎性髌骨骨折 钛网融合器治疗胸腰段爆裂骨折 钛合金夹板治疗颌骨骨折的手术配合 钛合金表面氧化铝涂层组合式可调节下肢内假体 车辆工程 在汽车底板上的应用 在动力系统上的应用 常用汽车零件材料在性能上的比较 汽车底板 底板除了单纯减重外还直接影响驾驶舒适性。许多底板零件特别适合用钛。但价格依旧是它们应用的主要障碍 动力系统 钛在轻工业的应用 1.日用品 眼镜架：目前市场出售的眼镜架有纯钛制品、TiNi超弹性合金制品以及和其它材料并用的不等 　其优点是耐腐蚀、不变色、质轻 手表：用钛制作的手表在国外市场已早有出售，目前世界上已有十多家表厂生产这种手表，其中有全钛表壳，也有部分用钛或用氮化钛，碳化氮的等等。此外，还有供运动员和潜水员使用的特制手表 用钛制作的日用品还有照相机、手提箱、保温瓶、耳环、手镯、戒指、项链、胸针等 2.体育器材 3.文化用品 4.钛工艺品 钛的比重高，耐腐蚀、特别是可氧化发色，因此可用于工艺美术的制作，工艺美术类，其产品有雕塑工艺品、版画、奖杯、牌匾等； 钛金镀层陶瓷工艺制品 钛质彩色芳香纪念牌 它是采用粉末冶金方法制造的，通过氧化着色和浸香处理，不仅具有金、红、黄、绿、蓝、青、褐等各种颜色，而且还因添加各种香料散发出不同的香味，还可以制成有立体感的各种套色纪念牌。 由于钛的氧化膜硬度高、化学稳定性好，所以耐腐蚀、耐磨损、耐水洗，色彩可永远保持如新。 纳米钛白应用 纳米钛白应用 纳米钛白应用（1） 光