历史长河中钛金属是如何发现并生成海绵钛
大约3000年前,人类已经掌握了冶铁技术,金属元素铁便早早的进入了人类文明史,见证人类农耕文明的兴衰,参与工业文明的蓬勃发展,直到现代,钢铁仍是最为显赫的金属族元素,没有之一。与铁的荣耀相比,
钛则显得默默无闻,在漫长的岁月里,它只是静静的躺在矿床上,似乎永远没有被人类发现的可能。
在钛元素生成之后的漫长岁月里,它是怎么跟其他元素反应而生成矿石的,这个大概没人说的清楚,地质学家能讲清楚的,是在某个地质年代,地壳剧烈运动,火山猛烈喷发,金红石,钛铁矿这些钛的矿物质便从地表以下翻腾出来,经风化,冲蚀,沉积的作用,在全球各地形成了巨大的矿床。
十八世纪末期,英国牧师兼业余矿物学家威廉·格列戈尔(William Gregor)和德国化学家M·H·克拉普罗特(M·H·Klaproth)先后于1791年和1795年分别从一种黑色的磁铁矿砂(后来知道这就是钛磁铁矿)和一种非磁性的氧化物矿(后来明白它就是天然金红石矿)中发现了一种新元素,被他们分别称为“墨纳昆”(发现钛磁铁矿的地名)和“钛土”。几年后证明,从这两种矿物中发现的所谓“墨纳昆”和“钛土”其实是同一种元素的氧化物,并以希腊神话中的大力神泰坦(Titans)来命名这种新元素为“钛”(Titanium)。
从
钛元素的发现到第一次制得较纯的金属钛经历了120年的历程。又由实验室第一次获得纯钛到首次进行工业生产,又花费了近40年的时间。许多研究者做了大量的探索,遭受一次又一次失败,终于在1948年杜邦公司取得了成功,生产出了吨位级的海绵钛。
海绵钛用途是生产精炼金属钛的基本原料。将海绵钛进一步精炼,可制成钛锭、
钛板等金属钛材。将海绵钛进行机械研磨,可以生产钛粉末。钛粉末作为镀膜材料,被广泛用于机械设备表面的处理,电子和精密仪表部件的处理,与其它金属可合成钛合金粉末等。
金属热还原法生产出的海绵状金属钛。纯度%(质量)一般为99.1~99.7。杂质元素%(质量)总量为0.3~0.9,杂质元素氧%(质量)为0.06~0.20,硬度(HB)为100~157,根据纯度的不同分为WHTiO至MHTi4五个等级。为制取工业钛合金的主要原料。 海绵钛生产是钛工业的基础环节,它是
钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭。