チタン

I

プロローグ

銀白色の金属元素。軽くて強い合金の製造にもちいられる。1791年、イギリスの牧師ウィリアム・グレガーがメナカン産の鉱物中に発見し、この新元素をメナカイトと名づけた。4年後にドイツの化学者マルティン・クラプロートが鉱物ルチル中に同じ元素を発見し、ギリシャ神話の巨人ティタンにちなんでチタンと名づけた。1910年、はじめて金属のかたちでとりだされた。

II

性質と存在

軽く、強く、かたい。表面に酸化被膜をつくるので耐食性にすぐれ、とくに海水中では白金におとらぬ耐食性をしめす。延性にとみ、耐熱性もよい。

酸素中で610°Cに熱すると二酸化チタンに、窒素中で800°Cに熱すると窒化チタンになる。天然には純粋状態で存在せず、チタン鉄鉱、ルチル、クサビ石、などの鉱物中の酸化物として産する。おもな産地は、オーストラリア、アメリカ合衆国、カナダなど。

工業的には、単体金属はクロル法によってつくられる。二酸化チタンを塩素ガスと炭素で処理して四塩化チタンとしたのち、マグネシウムで還元し、金属チタンをえる。

III

用途

強く軽量であるため、金属合金としての用途がひろい。アルミニウムやバナジウムとの合金は航空機の骨材、ジェットエンジンなどにつかわれる。ミサイルや宇宙船にもひろく使用され、マーキュリー、ジェミニ、アポロなどの宇宙船は大部分がチタン製だった。ほかに鉄、クロム、マンガンなどとの実用合金がつくられている。

チタンは比較的不活性であるため、外科医療で骨や軟骨の代替品、食品加工でパイプやタンクのライニングとしてもちいられる。海水にたえることから、海水淡水化装置の熱交換器にももちいられる。二酸化チタンはチタン白ともよばれ、白色顔料、乳白剤としてもちいられる。

元素記号Ti。原子番号22。原子量47.867。地殻中の存在量6320ppm。安定同位体の質量数と存在比は48(73.8145%)、46(8.0124%)、47(7.3309%)、49(5.4964%)、50(5.3458%)。周期表(→ 周期律)の4族に属する。密度4.50g/cm³(25°C)。融点1667°C。沸点3285°C。