微分幾何學
[拼音]：tai
[英文]：titanium
一種化學元素，化學符號Ti，原子序數22，原子量47.88，屬週期系ⅣB族。
發現
1791年英國化學家兼礦物學家W.格雷哥爾首先在鈦鐵礦中發現鈦的氧化物。1795年德意志科學家M.H.克拉普羅特在研究金紅石礦石時再次發現鈦，並命名為titanium，它來源於希臘神話中大地之子Titans之名，以表示金屬鈦所具有的天然強度。1910年美國冶金家M.A.亨特用金屬鈉還原四氯化鈦，製得金屬鈦。
存在
鈦在地殼中的含量為0.6％，佔第9位。鈦廣泛存在於許多岩石中，特別是砂石和粘土中。石油、煤炭、天然水、植物、動物機體和骨骼、火山灰燼、深海汙泥以及隕石中也都含鈦。含鈦量較大的礦物有金紅石TiO2、鈦鐵礦FeTiO3、鈣鈦礦CaTiO3、榍石CaTiSiO5和釩鈦鐵礦等，其中以鈦鐵礦和金紅石經濟價值較高。鈦鐵礦中含鈦32％，金紅石含鈦量比鈦鐵礦高，但它常與其他礦石相摻雜，而且分佈也沒有鈦鐵礦廣。鈦在自然界中有5種穩定同位素:鈦46、鈦47、鈦48、鈦49、鈦50。
物理性質
鈦為銀灰色金屬(見彩圖)，
質軟，有延展性;熔點1660℃。沸點3287℃，密度4.5克／釐米3(20℃)。雜質的存在會改變鈦的熔點。通常，碳、氧、氮等雜質會使其熔點升高，鐵、錳、鉻、銅等金屬雜質會使其熔點降低。金屬鈦有兩種晶形:α鈦為六方密堆積結構(常溫);β鈦為立方體心結構(882～1670℃)。鈦有順磁性，導電和導熱性較差。鈦能與大多數金屬和許多非金屬形成合金，金屬鈦中加入其他金屬可以增加鈦的強度，例如，含7％錳的鈦合金的抗拉強度能增加一倍。
化學性質
鈦的電子構型為 (Ar)3d24s2，氧化態有-1、+2、+3、+4。鈦具有優異的抗腐蝕性。常溫下，金屬鈦表面容易形成一層保護性氧化膜，不受王水、硝酸、潮溼氯氣、稀硫酸、稀鹽酸和稀鹼溶液的侵蝕。鈦對海水的抗腐蝕能力特別強。氫氟酸、磷酸和中等濃度的鹼溶液對鈦有侵蝕作用。低溫時，鈦在空氣中穩定，隨著溫度上升，氧化速率也隨之增加。在250℃左右，鈦的表面即失去光澤，形成藍至金黃色的氧化物薄層；溫度再升高，氧化層增厚， 顏色變為黃棕色；溫度高達1200℃時，氧化過程加速。鈦在高溫下能與大多數非金屬單質直接化合，如與氧、氮、氫、碳、硫和鹵素等。此外，鈦能溶於熱濃鹽酸， 形成 Ti3+離子， 也能與熱的硝酸生成TiO2·nH2O。在發煙硝酸中，鈦易被侵蝕。在強熱下，鈦還能使水蒸氣分解。
鈦的 ＋4價化合物最穩定，如二氧化鈦和四鹵化鈦；在一般情況下，+2、+3價的化合物都不穩定，易被氧化為＋4價。鈦還可與聯吡啶(C5H4N)2形成氧化態為0和－1的配位化合物，例如Li[Ti(dipy)3]·3.5C4H8O和Ti(dipy)3，dipy為聯吡啶。
製法
工業上，先將鈦鐵礦或金紅石在碳存在下加熱，通氯氣，使二氧化鈦轉化為揮發性的四氯化鈦：
2TiO2+3C+4Cl2─→2TiCl4+2CO+CO2
把蒸出的四氯化鈦冷凝提純，然後在氬氣氛中用金屬鈉或金屬鎂高溫還原四氯化鈦，即得金屬鈦。克羅爾法用鎂作還原劑，在常壓下以熔融的鎂還原四氯化鈦：
反應在氬氣氛中進行，當鎂消耗到60％左右時，可將熔融的氯化鎂從反應器中放出，使四氯化鈦蒸氣與留下的金屬鎂繼續反應。此法制得的鈦呈海綿狀，中間混雜有氯化鎂，可在粉碎後用稀酸浸提法或高真空蒸餾法除去。
應用
鈦具有密度小、耐高溫、耐腐蝕等特性，鈦合金強度高，大量用於製造軍用超音速飛機的結構部件，噴氣發動機的壓縮部件，飛機機架的構件、機殼、隔火牆、鉚釘，空運裝備的結構部件，軍事設施和軍事艦艇的裝甲板、上層結構部件、熱交換管、開關，以及螺旋槳的葉片等。在民用工業中，鈦及其合金可用於製造各種泵、閥門、過濾裝置的金屬絲網和各種機器零件。粉末狀鈦可在電子管制造工藝中用作除氧劑。