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異型材料鈦的化合物?鈦的氧化物為二氧化鈦,天然TiO2是金紅石,純凈的TiO2是雪白的粉末,是好的白色顏料,俗稱鈦白,冷時(shí)為白色,熱時(shí)呈淺黃色。以前,人們開采鈦礦,主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白的粘附力強(qiáng),不易起化學(xué)變化,永遠(yuǎn)是雪白的,是極好的白色涂料,它折射率高,著色里強(qiáng),遮蓋力大,化學(xué)性能穩(wěn)定。
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其他白色涂料,如鋅白ZnO和鉛白2PbCO3·Pb(OH)2等,不具有鈦白的這些優(yōu)良性能。特別可貴的是鈦白無毒。它的熔點(diǎn)很高,被用來制造耐火玻璃,釉料,琺瑯、陶土、耐高溫的實(shí)驗(yàn)器皿等。
二氧化鈦是世界上白的東西, 1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料——鋅鋇白還要白5倍,因此是調(diào)制白油漆好的顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。
二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白并且不透明,效果比其他物質(zhì)大10倍,因此,鈔票紙和美術(shù)品用紙就要加二氧化鈦。此外,為了使塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時(shí)也要添加二氧化鈦。在橡膠工業(yè)上,二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。
四氯化鈦非常有趣,它在通常狀況下為無色液體(熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn)136.4℃),有刺鼻氣味,在濕空氣中便會(huì)大冒白煙——它水解了,變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在水中則強(qiáng)烈水解為偏鈦酸H2TiO3。在軍事上,人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣,作為人造煙霧劑。特別是在海洋上,水氣多,一放四氯化鈦,濃煙就象一道白色的長城,擋住了敵人的視線。在農(nóng)業(yè)上,人們利用四氟化鈦來防霜。
TiCl3是紫色晶體,其水溶液可用做還原劑。Ti3+比Sn2+有更強(qiáng)的還原性 。
鈦酸鋇晶體有這樣的特性:當(dāng)它受壓力而改變形狀的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生電流,一通電又會(huì)改變形狀。于是,人們把鈦酸鋇放在超聲波中,它受壓便產(chǎn)生電流,由它所產(chǎn)生的電流的大小可以測知超聲波的強(qiáng)弱。相反,用高頻電流通過它,則可以產(chǎn)生超聲波。幾乎所有的超聲波儀器中,都要用到鈦酸鋇。
除此之外,鈦酸鋇還有許多用途。例如:鐵路工人把它放在鐵軌下面,來測量火車通過時(shí)候的壓力;醫(yī)生用它制成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器,是銳利的水下眼睛,它不只能夠看到魚群,而且還可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。
冶煉鈦時(shí),要經(jīng)過復(fù)雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,再放到密封的不銹鋼罐中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應(yīng),就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的,還必須把它們?cè)陔姞t中融化成液體,才能鑄成鈦錠。但制造這種電爐又談何容易!
除了電爐的空氣必須抽干凈外,更傷腦筋的是,簡直找不到盛裝液態(tài)鈦的坩堝,因?yàn)橐话隳突鸩牧隙己醒趸?,而其中的氧就?huì)被液態(tài)鈦奪走。后來,人們終于發(fā)明了一種“水冷銅坩堝”的電爐。這種電爐只有中央一部分區(qū)域很熱,其余部分都是冷的,鈦在電爐中熔化后,流到用水冷卻的銅坩堝壁上,馬上凝成鈦錠。用這種方法已經(jīng)能夠生產(chǎn)幾噸重的鈦塊,但它的成本就可想而知了。