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鈦是周期表中第IVB類元素,外觀似鋼,熔點(diǎn)達(dá)1 672 ℃,屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富,遠(yuǎn)高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見金屬。我國鈦的資源極為豐富,僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型釩鈦磁鐵礦中,伴生鈦金屬儲(chǔ)量約達(dá)4.2億噸,接近國外探明鈦儲(chǔ)量的總和。

純鈦機(jī)械性能強(qiáng),可塑性好,易于加工,如有雜質(zhì),特別是O、N、C 提高鈦的強(qiáng)度和硬度,但會(huì)降低其塑性,增加脆性。

鈦是容易鈍化的金屬,且在含氧環(huán)境中,其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此 干腐蝕介質(zhì)都是穩(wěn)定的。鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性,只能被氫氟酸濃度的 侵蝕。特別是 穩(wěn)定,將鈦或鈦合金放 取出后,仍光亮如初,遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。


鈦的另一重要特性是密度小。其強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍,鋁合金的1.3倍,是目前所有工業(yè)金屬材料中最高的。

液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬,形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善鈦的性能,以適應(yīng)不同部門的需要。例如,Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性,可在相當(dāng)高的溫度下長時(shí)間工作;以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金,可以50%~150%地伸長加工成型,其最大伸長可達(dá)到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。

由于上述優(yōu)異性能,鈦享有"未來的金屬"的美稱。鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門,它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金,只是鈦的價(jià)格較昂貴,限制了它的廣泛使用。

由于石油和煤炭的儲(chǔ)量有限,而且在使用過程中會(huì)帶來環(huán)境污染等問題,尤其是20世紀(jì)70年代全球石油危機(jī),使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點(diǎn)。在氫能利用過程中,氫的儲(chǔ)運(yùn)是重要環(huán)節(jié)。1969年荷蘭飛利浦公司研制出LaNi5儲(chǔ)氫合金,具有大量的可逆地吸收、釋放氫氣的性質(zhì),其合金氫化物L(fēng)aNi5H6中氫的密度與液態(tài)氫相當(dāng),約為氫氣密度的1 000倍。

儲(chǔ)氫合金是由兩種特定金屬構(gòu)成的合金,其中一種可以大量吸氫,形成穩(wěn)定的氫化物,而另一種金屬雖然與氫的親和力小,但氫很容易在其中移動(dòng)。Mg、Ca、Ti、Zr、Y和La等屬于第一種金屬,F(xiàn)e、Co、Ni、Cr、Cu和Zn等屬于第二種金屬。前者控制儲(chǔ)氫量,后者控制釋放氫的可逆性。通過兩者合理配制,調(diào)節(jié)合金的吸放氫性能,制得在室溫下能夠可逆吸放氫的較理想的儲(chǔ)氫材料。

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