金属钛的发现

金属钛的发现


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-12 编辑:xuzhiping 浏览次数: 4458

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摘要: 18世纪末,在英格兰西南的门拉康教区,有一位名叫格累高尔的牧师,十分爱好化学。1791年,他在分析当地出产的一种黑色钛铁矿矿砂(主要成分是FeTiO3)时,得到了一种棕色的沉淀。后来他把这种沉淀溶解在硫酸中制成一种黄色的溶液,在此溶液中加入金属锌、锡和铁等,又...

18世纪末,在英格兰西南的门拉康教区,有一位名叫格累高尔的牧师,十分爱好化学。1791年,他在分析当地出产的一种黑色钛铁矿矿砂(主要成分是FeTiO3)时,得到了一种棕色的沉淀。后来他把这种沉淀溶解在硫酸中制成一种黄色的溶液,在此溶液中加入金属锌、锡和铁等,又转变为紫色。因此,格累高乐相信“其中含有一种新的金属物质”。原来,格累高尔接触到的是四价的钛离子(Ti4+.黄色)还原为三价钛离子(Ti3+,紫色)的反应。

四年以后(1795年),德国化学家克拉普罗特(1748~1817)在分析匈牙利产的金红石时,也发现其中有一种新的金属元素.他将它命名为TitaniUm(Ti,钛),词根来自希腊神话中的一个神名。

在以后的将近100年的时间里,有不少人试图炼出金属钛,但都没有成功。因为纯钛在高温下容易与空气中的氧和氮化合,所以冶炼金属钛十分困难。直到1895年,两位瑞典化学家——尼尔森和彼得森,应用一个密封的钢瓶在高温下用金属钠还原四氯化钛,才首次炼出了金属钛。

但这种金属钛(含钛约95%)质脆,根本经不起机械的加工。到了1910年,美国化学家亨特改进了尼尔森的方法,制得了纯度达到99%的金属钛。又过了15年(1925年),荷兰科学家阿克尔和德博尔,采用加热的钨还原四氯化钛,制得了高纯度的金属钛,这种金属钛具有可塑性,能够像钢铁一样进行机械加工。

目前工业上大量冶炼钛主要以钛铁矿石(FeTiO3)作为原料,先除去其中的铁,制成二氧化钛(TiO2),然后用炭还原(800°C),同时通入氯气制成液态的四氯化钛(TiCl4)。

再将四氯化钛在高温和惰性气体的保护下,用金属镁或金属钠进行还原,即可炼得海绵状的金属钛。

最后将海绵状的金属钛粉碎后放在真空电炉中进行熔炼,即可得到金属钛。金属钛在空气中表面可以形成钝态的氧化膜层,因此即使加热至500~600°C也很稳定,不会被氧化。

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