功能金属

陈女婷

[一、元素小档案]

由图1可知，钛元素符号为Ti，属于金属元素，原子序数（质子数）为22，相对原子质量为47.87。由图2可知，钛元素的核电荷数（核内质子数）为22，电子层数为4，最外层电子数为2。钛在周期表中位于第4周期IVB族。

[二、元素特性]

1.熔点高，密度小，机械强度高

钛的熔点高达1668℃，密度（4.506 g/cm3）约是铁的一半，具有很高的机械强度（接近于钢）。用钛合金制成的潜艇可潜入海面以下4500 m的深度，而一般钢铁制成的潜艇潜入海面下超过300 m就容易被水压压坏。

2.抗腐蚀能力强

钛和钛合金有非常好的抗腐蚀性，即使放在海水中数年，取出后仍光亮如初，其抗腐蚀性能遠优于不锈钢。

3.超导性能

在超低温的状态下，钛会变得更为坚硬，并有超导性能。铌-钛合金在温度低于临界温度时，会呈现出零电阻的超导性能。

4.记忆效应

人造卫星和宇宙飞船的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，它具有形状记忆功能。先将钛镍合金天线制成预先确定的形状，然后在低温下将天线揉成一团，只要稍微加热便可恢复原来的面貌，这就是钛镍形状记忆合金，被广泛用于水暖系统、防火门和电路断电的自动开关。

5.贮氢功能

钛-铁合金具有吸氢的特性，可以将大量的氢安全地贮存起来，在一定的环境中又可以将氢释放出来。钛在氢气的分离、净化、贮存、运输、制造，以及以氢为能源的热泵和蓄电池等方面应用很有优势。

6.生物相容性

医用钛合金耐腐蚀性强、稳定性高、耐疲劳、生物相容性好，对人体无毒副作用，被赞誉为“亲生物金属”，被广泛应用于肢体植入、替代性功能材料、牙科、医疗器械等相关领域。