未来世纪的金属—钛
元素钛(Ti)是一种过渡金属，在过去很长一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。从20世纪40年代以后，钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、航艇、军工、医疗以及石油化工等领域。科学家预言：21世纪金属钛将是冶金工业是最重要产品之一。
人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属是哪一种呢？这种金属已经被科学家预言为钛。这是因为钛具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀等优点。
一、钛的发现和性质
钛是1791年被英国牧师格累高尔发现的。1795年的马丁，克拉普罗特在分析一种金红石时，认识到这种矿石是一种金属氧化物，并将这种金属命名为钛，由于钛容易和常见的金属形成合金，在发现后很多年内，许多人企图从它的化合物中将它分离出来，都未获成功，直到1910年才由美国科学家亨特将很纯的TiC14和金属Na一起放进耐高压的钢缸中，将缸加热到红热，冷却后，洗去NaC1得到纯度达到99.9﹪的钛。
钛的年产量表
1910年 1947年 1948年 1955年 1957年 1962年 1972年
0.2吨 2吨 10吨 1.7万吨 2万吨 10万吨 20万吨
进入70年代以来，钛的年产量仍以15﹪的速度稳步上升。例如英国，10年内对钛材料的需求量至少增长了800﹪
钛外观似钢，具有银灰光泽。钛的强度大，钛合金抗拉强度180kg/mm3。钛的特性是密度小(4.51g/cm3),硬度大,熔点高(1675℃),高纯度钛具有良好的可塑性,但当有杂质存在时变得脆而硬。在室温时钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸、和硝酸作用,但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。钛很容易溶解与HF+HCI（H2S04）中，钛最突出的性能是对海水的抗腐蚀性很强，有人将一块钛沉入海底，五年以后取上一看，上面粘附着许多小动物与海底植物，本身却一点也没有被锈蚀，依然亮光闪闪！
二、钛及其主要化合物的应用
钛具有超众的性能和储藏量大（在地壳中约占总重量0.42﹪，在金属世界中排行第七，含钛的矿物多达70多种、在海水中含量是1ug/L，在海底结核中也含有大量的钛）的特点。
目前钛的用途发展很快，已经广泛用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、航艇、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。
极细的钛粉，是火箭的好燃料；钛的抗腐蚀能力，比常用的不锈钢强15倍，使用寿命比不锈刚长10倍以上。在电影的底片和正片制作中，需要使用多种强酸强碱等药物，它们对洗印设备腐蚀十分严重，洗印设备中的齿轮最多可以使用几个月，1980年西安电影制片厂试用钛材，结果设备运行一年多时间，齿轮丝毫没有腐蚀。
钛在外科医疗手术上的应用，也非常引人入胜。目前，外科接骨是用不锈钢，使用不锈钢有一个缺点，就是接骨愈合之后，要把不锈钢片再取出来，这是件十分痛苦的事。不然，不锈钢会因声锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨骼”将使骨科技术完全改观。在头损坏的地方，用钛片与钛螺丝钉，过了几个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里，新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相连，起到支撑和加固作用，所以，钛被人们赞誉为“亲生物金属”。现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹方面。
在炼钢工业中，少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。
二氧化钛是一种宝贵的白色燃料，叫钛白。钛白兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能，它是世界上最白的物质之一，1克钛白可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。特别可贵的是钛白无毒。现在每年用做颜料的二氧化钛有几十万吨。
由于二氧化钛具有高熔点的性质，常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
如何开发海水中的铀资源，是个大难题，海水中含有40万吨铀，从1956年起，人们才找到一种最有希望的铀吸附剂一水合二氧化钛，从此研制了一套以二氧化钛为基础的海洋提铀技术，每克吸附剂已达到吸附1毫克铀的水平。
四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟。由于它具有这种特性，在军事上常用他作为人造烟雾剂。特别是海洋上，水汽多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住敌人的视线。
钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时，会产生电流；一旦通电又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中，它受压便会产生电流，由于他所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱；相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。
在用金色装饰工艺品和日用品中，由于他们的硬度低、容易刺破和磨损，不能耐久。当在这些物质的表面镀一层氮化钛时，外观几乎和黄金的镀层一模一样，而比黄金以及硬质合金更耐磨，这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。
有机钛聚合物，可以作表面活性剂、分散剂、抗水剂、和防锈剂。
三、钛合金的应用
目前人类使用的四个系列的储氢金属中，钛系是其中一种，也是比较便宜的一种，但目前人类还没有找到更理想的“储氢金属”，一旦这个问题解决了，人们就可以用氢做燃料。
“钛飞机”可以减轻机体重量5吨，多载乘客100多名。在新型喷气发动机中，钛合金已占整个发动机重量的18-25﹪；在最新出现的超音速飞机上，钛的使用量几乎占到整个机体结构总重量的95﹪，所以，如果没有钛合金就很难发展目前的超音速飞机。
用钛制造的潜艇，不仅比钢制潜艇经久耐用，而且可以潜入更大的深度，不用涂漆，在海水中航行几年也不会生锈。由于钛不是铁磁体物质，不会被磁水雷发现，这点在军事上特别重要，如果没有钛炼成的耐热钢，目前使用的常规武器的寿命也只能是最初的4.5秒。
利用钛和锆对空气的强大吸引力，可以除去空气，造成真空。用钛锆合金制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十亿分之一。
钛铌合金是理想的超导材料。清华大学利用光学干涉原理和离子氮化钛处理制成了画面清晰、层次分明的山水墨画。
在目前使用的最常见的两种不锈钢中，铬镍胎18-8-1型（含格18﹪、镍8﹪、钛1﹪）是工业上最常用的。
碳化钛（TiC）颇象碳化铁，具有金属光泽。可它比碳化铁具有更高的熔点和更高的硬度。所以，它有着实际的应用价值。
用钛制器皿保存的实物、色、香、味经久不衰；钛制品炊具轻巧，又不会生锈，最合科学卫生。
钛和镍组成的合金，被称为“记忆合金”。这种合金制成预先确定的形状，再经定性处理后，若受外力变形，只要稍微加热便可恢复原来面貌。这种合金目前已在不少领域得到应用。如美国阿波罗飞船上用的天线，就是这种记忆合金；另外还可以用于仪表、电子装置等领域。
现在，对钛的广泛使用最大障碍是钛很难冶炼。因为钛熔点很高，冶炼钛就要在更高的温度下进行，而在高温下钛的化学性质又变的活泼，因此冶炼要在惰性气体保护下进行，还要不使用含氧材料，这就对冶炼设备、工艺提出了很高的要求。目前冶炼的钛70﹪左右用在制造飞机、导弹、宇宙飞船、人造卫星等方面
