钛 Ti

发现历史

1791年，英国牧师兼业余矿物学家 威廉·格雷戈尔 研究了康沃尔郡马纳坎教区一条小溪中的黑色磁性砂，发现其中含有铁和一种未知金属的氧化物，他把这种矿物命名为menachanite，即今天所说的钛铁矿。

几年后的 1795年，德国化学家 马丁·海因里希·克拉普罗特 在匈牙利出产的金红石中独立发现了同一种氧化物。他认识到这是一种新元素，将其命名为titanium，后来又证实格雷戈尔发现的金属与之相同。

纯钛极难制备，因为高温下的钛会与氧、氮和碳结合。1910年，美国的马修·亨特用钠与四氯化钛共热，制得了近乎纯净的钛。威廉·克罗尔在20世纪三四十年代开发了改用镁作还原剂的 克罗尔法，使大规模生产成为可能，至今仍是主要的生产方法。

名称由来

克拉普罗特仿照他以天王星命名铀（uranium）的先例，用希腊神话中大地女神的强大儿子们 泰坦（Titans）为这种元素命名。元素符号为 Ti。中文“钛”以金字旁加“太”字，取英文名首音节的读音。

主要用途

• 颜料：大部分钛矿被加工成二氧化钛（钛白粉），这是一种用于涂料、纸张、塑料和化妆品的亮白色颜料。
• 航空航天：Ti-6Al-4V等钛合金用于喷气发动机、机身和航天器。
• 医疗：钛具有生物相容性，能与骨骼结合，因此用于髋关节和膝关节置换、牙种植体和接骨板。
• 化工与海水环境：钛的耐腐蚀性使它适用于换热器、海水淡化厂和海上设备。
• 消费品：自行车车架、高尔夫球杆、手表、眼镜架和首饰。

同位素

钛有五种稳定同位素，从钛-46到钛-50，其中最常见的是 钛-48，约占74%。放射性的 钛-44 半衰期约60年，产生于超新星爆发；天文学家在仙后座A超新星遗迹中探测到了它衰变时发出的伽马射线，这为此类爆发如何锻造新元素提供了直接证据。

日常生活中

金属钛无毒，因此被广泛用于人体内部，也用于为金属过敏者制作首饰。白色涂料、防晒霜和牙膏中都含有二氧化钛。出于预防考虑，欧盟于2022年禁止将其用作食用色素，但在其他一些国家仍然允许使用。

细钛粉可以燃烧，但块状的钛处理起来非常安全。