チタン化合物とは何ですか？

の酸化物 高純度チタン は二酸化チタン、天然の TiO2 はルチル、純粋な TiO2 は白い粉末です。冷えると白く、熱いと淡い黄色になる、通称チタンホワイトと呼ばれる最高の白色顔料です。かつて、チタン鉱石の採掘の主な目的は二酸化チタンを得ることでした。チタンホワイトは密着力が強く、化学変化しにくい素材です。常に白く、優れた白色塗料です。屈折率が高く、発色が強く、隠ぺい力が大きく、化学的性質が安定しています。亜鉛華 ZnO や鉛白 2PbCO3・Pb(OH)2 などの他の白色塗料には、チタンホワイトのような優れた特性がありません。特に価値があるのは、二酸化チタンが無毒であることです。融点が高く、耐火ガラス[10]、釉薬、エナメル、粘土、高温耐性の実験器具などの製造に使用されます。
二酸化チタンは世界で最も白いものです。1グラムの二酸化チタンで450平方センチメートル以上の面積を白く塗ることができます。一般的に使用される白色顔料であるリトポンよりも 5 倍白いため、白色塗料に最適な顔料です。世界中で顔料として使用される二酸化チタンは年間数十万トンに達することがあります。二酸化チタンを紙に添加すると、紙を白く不透明にすることができます。その効果は他の素材に比べて10倍以上です。したがって、紙幣用紙やアート紙には二酸化チタンを添加する必要がある。さらに、プラスチックの色を明るくし、レーヨンの光沢を和らげるために、二酸化チタンが添加されることもあります。ゴム産業では、二酸化チタンは白色ゴムの充填剤としても使用されています。
四塩化チタンはとても興味深いですね。通常の状態では無色の液体（融点：-25℃、沸点：136.4℃）です。刺激臭があります。湿った空気中では白煙が発生します。加水分解されて二酸化チタンの白いヒドロゲルになります。水中では強く加水分解されてメタチタン酸 H₂TiO₃ になります。軍隊では、四塩化チタンの奇妙な性質を人工エアロゾルとして利用しています。特に海洋には水蒸気が多く存在します。四塩化チタンを置くと濃い煙が白い万里の長城のように見え、敵の視界を遮ります。農業では、霜を防ぐために四フッ化チタンが使用されています。
TiCl3 は紫色の結晶であり、その水溶液は還元剤として使用できます。Ti3+ は Sn2+ よりも強い還元性を持っています[10]。
チタン酸バリウム結晶は、圧力を加えると形状が変化し、電流を流すと形状が変化するという特性を持っています。したがって、チタン酸バリウムに超音波を当てると、押すと電流が発生し、その電流の大きさで超音波の強さを測定することができます。逆に高周波電流を流すと超音波を発生させることができます。チタン酸バリウムは、ほぼすべての超音波機器に使用されています。さらに、チタン酸バリウムには多くの用途があります。たとえば、鉄道労働者は電車が通過するときの圧力を測定するためにレールの下にそれを置きます。医師はそれを使って脈拍記録計を作成します。チタン酸バリウム製の水中探知機は鋭い水中の目です。魚だけでなく、水中のサンゴ礁、氷山、敵の潜水艦も見ることができます。
チタンを製錬するには複雑な工程を経る必要があります。イルメナイトを四塩化チタンにし、密閉したステンレスタンクに入れ、アルゴンを満たして金属マグネシウムと反応させると「スポンジチタン」が得られます。この多孔質の「スポンジチタン」はそのままでは使えず、電気炉で液体に溶かしてチタンのインゴットに鋳造する必要があります。しかし、この種の電気炉を作るのは簡単ではありません。電気炉内の空気を清浄にする必要があることを除けば、さらに厄介なのは、一般の耐火物には酸化物が含まれているため、液体チタンが入っているるつぼがほとんどなく、中の酸素が液体チタンに奪われてしまうためです。その後、人々はついに「水冷銅るつぼ」電気炉を発明しました。この電気炉は中央の一部だけが非常に熱く、残りは冷たいです。電気炉でチタンが溶けた後、水で冷やされた銅るつぼの壁にチタンが流れ込み、すぐに凝縮してチタンのインゴットとなります。この方法では数トンのチタンを製造できましたが、そのコストは想像できるでしょう。