二氧化钛可以燃烧吗?

二氧化钛

titanium dioxide

白色固体或粉末状的两性氧化物。

又称钛白。

化学式TiO2,熔点1830~1850℃ ,沸点2500~3000℃。

自然界存在的二氧化钛有三种变体:金红石为四方晶体;锐钛矿为四方晶体;板钛矿为正交晶体。

二氧化钛在水中的溶解度很小,但可溶于酸,也可溶于碱。

TiO2+H2SO4TiOSO4+H2O

TiO2+2NaOHNa2TiO3+H2O二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。

二氧化钛性质稳定,大量用作油漆中的白色颜料,它具有良好的遮盖能力,和铅白相似,但不像铅白会变黑;它又具有锌白一样的持久性。

二氧化钛还用作搪瓷的消光剂,可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白。

以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛。

钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。

特别可贵的是钛白无毒。

它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

二氧化钛是世界上最白的东西, l克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。

它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料。

世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨。

二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。

此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛。

在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。

一、二氧化钛的结晶特征及物理常数:

物性 金红石型 锐钛型
结晶系 四方晶系 四方晶系
相对密度 3.9~4.2 3.8~4.1
折射率 2.76 2.55
莫氏硬度 6-7 5.5-6
电容率 114 31
熔点 1858 高温时转变为金红石型
晶格常数 A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949
线膨胀系数25℃/℃
a轴 7.19X10-6 2.88?10-6
c轴 9.94X10-6 6.44?10-6
热导率 1.809?10-3
吸油度 16~48 18~30
着色强度 1650~1900 1200~1300
颗粒大小 0.2~0.3 0.3

二、钛白粉的分级:

Ⅰ类:二氧化钛干磨和未处理,Ⅰ类二氧化钛具有低表面积和低吸油值。

Ⅱ类:为Ⅰ类二氧化钛经过处理,并进行湿法研磨,去除大颗粒,并用4%量的硅-铝包覆,它具有最低表面积和最低吸油值。

Ⅲ类:为典型的超细包覆级,并有有机包覆。

Ⅳ类:大包覆量,又可分为Ⅳa和Ⅳb,其包覆量在5~10%之间。

Ⅳb主要应用添加量高的二氧化钛中,因其不透明性优于Ⅳa

性能 类型
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
a b
TiO2%(最小) 97 93 92 91 82
密度/(g/cm3) 4.20 4.05 4.05 4.00 3.70
表面积/(m2/g) 6.6-7.7 12.0-12.8 11.0-18.0 17.7 28.8
吸油值/(g/100g二氧化钛) 15 19 15-19 24 30
含水/(g/100g二氧化钛) 40 30 30 35 55
分散性 高 中等 中等 高 低
包覆%(铝/硅) 无 3.5 3.6 4.9 13.0

三、金红石型在高能 (较短波长)吸收辐射能较锐钛型大,换句话说,对于金红石型钛白粉,在具有很强杀伤力的UV-波长段内(350-400nm),它对紫外线的反射率要远远低于锐钛型钛白粉,在这种情况下,它对周围的成膜物、树脂等身上所要分担的紫外光线就要少得多,那么这些有机物的使用寿命就长,这就是说,为什么通常所说的金红石型钛白粉的耐候性要比锐钛型好之原因所在

四、相对密度:
在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度最小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积最大,颜料体积最高。

颜料名称 相对密度/(g/cm3) 颜料名称 相对密度/(g/cm3)
锐钛型二氧化钛 3.8~3.9 硫酸铅 6.4~6.6
金红石型二氧化钛 4.2~4.3 氧化锌 5.5~5.7
板钛型二氧化钛 4.12~4.23 锌钡白 4.2~4.3
碱式碳酸铅 6.8~6.9 硫化锌 4.0

五、熔点和沸点:

由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转变成金红石型,因此板钛型和锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。

只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点 (1830土15)℃、富氧中的熔点1879℃,熔点与二氧化钛的纯度有关。

金红石型二氧化钛的沸点为 (3200±300)K,在此高温下二氧化钛稍有挥发性。

六、介电常数:

由于二氧化钛的介电常数较高,因此具有优良的电学性能。

在测定二氧化钛的某些物理性质时,要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。

例如,金红石型的介电常数,随晶体的方向不同而不同,当与C轴相平行时,测得的介电常数为180,与此轴呈直角时为90,其粉末平均值为114。

锐钛型二氧化钛的介电常数比较低只有48 。

七、电导率:

二氧化钛具有半导体的性能,它的电导率随温度的上升而迅速增加,而且对缺氧也非常敏感。

例如,金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘体,但加热到420℃时,它的电导率增加了107倍。

稍微减少氧含量,对它的电导率会有特殊的影响,按化学组成的二氧化钛(TiO2)电导率<10-10s/cm,而TiO1.9995的电导率只有10-1s/cm。 金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要,该工业领域利用上述特性,生产陶瓷电容器等电子元器件。 八、硬度: 按莫氏硬度10分制标度,金红石型二氧化钛为6~6.5,锐钛型二氧化钛为5.5~6.0,因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型 。 九、吸湿性: 二氧化钛虽有亲水性,但吸湿性不太强,金红石型较锐钛型为小。 二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系,表面积大,吸湿性高。 二氧化钛的吸湿性也与表面处理及性质有关。 十、热稳定性: 二氧化钛属于热稳定性好的物质

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