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引言钛（Titanium），元素周期表第4周期第四族（钛分族）过渡金属元素，元素符号Ti，原子序数22，相对原子质量47.867。钛是一种具有独特物理和化...

引言钛（Titanium），元素周期表第4周期第四族（钛分族）过渡金属元素，元素符号Ti，原子序数22，相对原子质量47.867。钛是一种具有独特物理和化学性质的金属元素，广泛应用于航空航天、舰船制造、化工石化、交通运输、兵器、海洋、电力、建筑、冶金、医疗、运动器械、生活用品和轻工业等领域。物理性质灰色金属的外观钛是一种银白色的金属，具有坚硬和有光泽的特性。它有两种同素异构体：α-Ti和β-Ti。α-Ti是六方晶系，原子堆积方式为六方密堆积，原子空间利用率为74%。β-Ti为立方晶格，原子堆积方式为体心立方密堆积，原子空间利用率为68%。高熔点和高密度钛的熔点高达1668℃，密度为4.506g/cm³。这使得钛在高温环境下仍能保持其结构稳定性。良好的塑性纯净的钛具有良好的塑性，钛越纯，塑性越强。高纯钛的延伸率可达50—60%，断面收缩率可达70—80%。这使得钛在制造过程中易于加工和塑形。高电阻率钛的电阻率较高，为42x10⁻⁸Ω·m（20℃）。这使得钛在电子领域具有一定的应用价值。化学性质表面钝化钛在常温下是不活泼的，其表面生成了一层极细致的、钝性的、能自行修补裂缝的氧化物膜，这使得钛具有很好的抗腐蚀性。与氢气的反应在高于300℃时，钛能与氢气反应生成稳定的灰色的TiH₂。该氢化物在1000℃左右可以完全脱氢，是纯氢的一种有效供源。与其他元素的反应钛在室温下不与X₂、O₂、H₂O反应，更不与强碱、强酸反应，甚至也不与王水发生作用。但钛能溶于热的浓HCl或浓H₂SO₄中，得到紫色的Ti³⁺溶液。还可以溶于热的氢氟酸中。自然界中的存在与提取自然界中的存在钛在自然界中分布很广，地壳中的含量约为0.64%，在金属元素中仅次于铝、铁和镁，居第四位。钛主要以金红石、钙钛矿、钛铁矿等形式存在。提取方法高温下由镁还原四氯化钛得海绵钛，再用电弧法熔融得钛锭。镁还原法（又称为克劳尔法）和钠还原法（又称为亨特法）是生产海绵钛的工业方法。应用领域钛由于其独特的物理和化学性质，在航空航天、舰船制造、化工石化、交通运输、兵器、海洋、电力、建筑、冶金、医疗、运动器械、生活用品和轻工业等领域得到了广泛应用。例如，在航空航天领域，钛因其高强度和轻质的特点被用于制造飞机和火箭的部件。在医疗领域，钛的生物相容性使其被用于制造医疗器械和植入物。研究简史钛的发现和研究历史可以追溯到18世纪末。1791年，英国牧师W. Gregor在黑磁铁矿中发现了一种新的金属元素。1795年，德国化学家M.H.Klaproth在研究金红石时也发现了该元素，并以希腊神Titans命名之。随后，科学家们对钛的性质和应用进行了深入研究，并发展出了多种提取钛的方法。如今，钛已经成为一种重要的工业原料和战略物资。总结钛是一种具有独特物理和化学性质的金属元素，其应用领域广泛且重要。随着科学技术的不断进步，人们对钛的认识和利用也将不断深入和发展。