上外太空最重要的金屬材質鈦合金 - 鈦金屬 Titanium

2019.01.13 11:29AM
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癮科技的好夥伴壞朋友商城,經常販賣鈦金屬(鈦合金)餐具,包括筷子、沾板、湯匙、炒鍋甚至是便當盒,每個賣價都高得要命,動不動一雙鈦金屬筷子就要新台幣四千元,最近還說大特惠只要1,490元

但認真了解鈦金屬的朋友就知道這東西厲害,功效在於又輕又堅固,非常適合需要負重移動的產品製作,民生來說就是爬山露營要帶的鍋碗瓢盆最適合鈦金屬製品,工業來說上太空講究輕量兼顧當然就是鈦金屬啦!

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鈦元素道理厲害在哪裡,來看下面的文章吧!

首圖
生活當中的物品從化妝品、飾品、
人造寶石、醫療器具到太空梭及潛艇,
這些東西裡頭,全都有「鈦(Ti)」元素的存在!
鈦元素不但又輕又堅固,也不易生鏽,
對人體來說也非常的安全,
所以生活中其實處處都有它的身影,
快來認識一下這個強大的「鈦」元素八~
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Photo credit: Wikipedia CC BY-SA 3.0

鈦(Titanium) 化學符號Ti,原子序數22,此元素的發現是由一位英國牧師威廉•格雷戈爾(William Gregor)發現的,格雷戈爾也是業餘的礦物學家,在研究礦物時發現了「鈦」,大部分的礦物質他都能辨識,唯獨其中一個無法識別,加上此物質能夠被磁鐵吸住,因此他認為這是一種新物質,由於專業知識有限,所以格雷戈爾寫了一份報告,並決定將該物質交給專業的化學家去分析探究。

經過了幾年,由德國的化學家克拉普洛斯(Martin Heinrich Klaproth)
確認了「鈦」元素的存在,而「鈦(Titanium)」是以希臘神話中「泰坦」(Titans)(「泰坦」是希臘神話中曾統治世界的巨人族的成員)的名字命名。

然而克拉普洛斯觀看到的其實是鈦的氧化物,也就是「 二氧化鈦(TiO₂)」,直到了 1910 年,美國的工程師漢特(M. Hunter)才製造出純度達 99.9% 的金屬鈦。所以從發現鈦元素到製造出純品,歷時了大約一百多年。

 

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Photo credit: Wikipedi

鈦是一種稀有金屬,因為鈦在自然界中的存在很分散,而且也很難提取。鈦的礦石主要有「 鈦鐵礦」及「 金紅石」,廣布於地殼及岩石圈之中。

鈦本身是稍微帶點黑色黯沉的銀白色金屬,密度介於 鐵(Fe)鋁(Al)之間,約為鐵的60%,以相同質量做比較,鈦的機械強度大約是鐵的2倍,鋁的6倍左右,是既輕又強大堅固的金屬!而「鈦」也不易被鹽酸或硫酸等藥品侵蝕,對於海水的鹽分也具有不易生鏽的耐蝕性,總結來說,鈦的特性就是「輕」、「堅固」並「耐腐蝕」!

由於鈦穩定的化學性質,使它在生活中的應用非常的廣泛~ 鈦其中一個重要的用途是製造合金!鈦能與 鐵(Fe)、鋁(Al)、釩(V)鉬(Mo)等元素熔成合金,造出高強度的輕合金,並在各方面有著廣泛的應用,包括軍艦、輪船、宇宙航行(噴氣發動機、太空飛行器)、汽車、醫療器具(義肢、金屬骨板、牙科填充物)、高爾夫球桿、珠寶、眼鏡、飾品等,近期也有一系列以鈦做出的餐具及吸管。
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Photo credit: alejandrocuadro via pixabay CC0

​另一個常見的還有鈦的氧化物 - 二氧化鈦(TiO₂)!二氧化鈦是世界上最穩定的白色物質,它的遮蓋力非常的好,是世界上最重要的顏料之一。二氧化鈦可混合在植物油裡做為白色塗料,這種塗料遮光力強,覆蓋力大,所以可以應用在造紙工業上,使極薄的紙不透明,除了紙張的應用,也應用在塑料材料、紡織品、馬路上的白漆標線、白色橡膠等。

另外由於二氧化鈦能夠折射光線並吸收紫外線,且無毒,對人體皮膚也不會造成過敏,所以也會運用於防曬等化妝品裡。也因為它很安全,所以在食品當中,也會添加二氧化鈦,包括糖霜,口香糖,棉花糖。

 

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photo credit : fatllama ,Flickr CC BY-NC 2.0 ..

​除了二氧化鈦,另一種有趣的化合物是 四氯化鈦(TiCl4),當四氯化鈦保存在密封容器中時,四氯化鈦是透明的無色液體,然而當它暴露在空氣中時,會發與空氣中的水分結合形成緻密的白雲,可應用在空中文字,也可用於製造煙幕,電影和電視節目中使用的煙霧效果有時是用四氯化鈦製成的。

 

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Photo credit: SidLitke via pixabay CC0

介紹了關於鈦的應用,鎦編覺得鈦元素真的是「鈦」強大拉!!!



By 覺得想要買鈦餐具的Lu



延伸閱讀:
013元素-Al 鋁
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參考資料:
元素生活 寄藤文平 張東君/譯/遠流出版
左卷健男, 田中陵二;朱佳仁/審校 /聯經出版
TITANIUM
Titanium Facts
 

 

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