- 주기율표 제4A족에 속하는 금속원소.
- 원소기호 : Ti
- 원자번호 : 22
- 원자량 : 47.90
- 녹는점 : 1675℃
- 끓는점 : 3260℃
- 비중 : 4.50(20℃)
티타늄이라고도 한다. 1789년 영국의 W.그레거가 콘월 지방에서 산출된 사철(砂鐵)에서 새로운 산화물을 추출하였다.
그 후 95년 독일의 M.H.클라프로트는 헝가리산 금홍석(金紅石)에서 새로운 금속원소를 발견하고 그리스 신화에 나오는 신(Titanes)의 이름을 따서 티탄이라고 하였다.
순금속은 1910년 M.A.헌터에 의해 처음으로 단리(單離)되었다.
【존재】 예전에는 희유원소로 생각했던 일도 있으나, 지각(地殼) 속에서의 존재도가 높아 클라크수 0.46으로 제9위이며, 마그네슘에 이어서 크다. 매우 널리 분포하며, 토양 속에는 보통 약 0.6 %의 산화티탄이 존재한다. 또, 지각의 화성암 속에도 소량 함유되어 있다. 주요 광석은 루틸(금홍석) ·티탄철석 ·판티탄석 ·예추석(銳錐石) ·회티탄석 등이다. 또 사철 속에는 티탄철석이 함유되어 있다.
【성질】 은백색 금속으로, 순수한 것은 전성(展性) ·연성(延性)이 있고, 가열에 의해서 단련할 수 있으며, 내부식성(耐腐蝕性)이 있기 때문에 공업상 중요한 금속이다. 결정은 α형과 β형의 2종이 있는데, α형은 상온에서 안정하다. α형은 육방정계(六方晶系)에 속하며, 882℃ 이상에서는 등축정계(等軸晶系)인 β형이 된다. 굳기 4.0으로 차가울 때는 극히 취약하여 가루로 만들 수도 있으며 적열(赤熱)상태에서는 선으로 만들 수 있다. 강도는 탄소강과 거의 같고, 자중(自重)에 대한 강도비는 철의 약 2배, 알루미늄의 약 6배이다. 또, 열전도율 ·열팽창률이 작고, 400℃ 이하에서는 강도의 변화가 작다. 공기 중에서는 안정하나, 산소 속에서 강열하면 산화티탄이 된다. 할로겐과 가열하면 반응하고, 산에는 철보다 잘 녹지 않는다. 바닷물 속에서는 백금에 이어서 내식성(耐蝕性)이 강하다. 많은 금속과 합금을 만든다.
【제조법】 공업적으로는 크롤법으로 제조한다. 원료는 보통 산화티탄 TiO2이 94% 정도 함유되어 있는 루틸, 또는 60% 정도 함유되어 있는 티탄철석 등이다. 이것들을 일단 제련하여 티탄슬래그 분말로 하고, 목탄 또는 코크스를 가하여 소결(燒結)한 후 염소화로(鹽素化爐) 속에서 900℃ 정도로 사염화티탄을 만든다. TiO2＋2C＋2Cl2 → TiCl4+2CO 생성된 사염화티탄에는 철 ·규소 ·바나듐 등의 염화물이 불순물로 함유되어 있으므로, 이것들을 증류에 의해서 정제한다. 정제된 사염화티탄은 1기압의 아르곤가스 속에서 융해한 마그네슘에 적하(滴下)함으로써 금속티탄으로 분리시킨다. TiCl4＋2Mg → Ti+2MgCl2 다시 반응물을 가열하여 불순물을 증발시켜 티탄스펀지로 만드는데, 보통 1 공정에서 1t 정도의 티탄을 만든다. 순도는 99.6∼99.85%이다. 이것을 다시 정제하는 데는 요오드법이 사용된다. 조(粗)티탄금속을 요오드와 250∼300 ℃에서 반응시켜 요오드화티탄을 만들고, 그 증기를 1,100∼1,500℃에서 열분해시켜 고순도의 티탄과 요오드로 분리한다. 열분해는 보통 전류를 통한 텅스텐선상에서 시행한다. 이 방법으로 얻은 티탄은 순도가 높아 99.96%이므로, 요오드법 티탄이라 하여 구별한다. 이 밖에 융해염 전해법 등을 사용하는 일도 있다.
【용도】 강도 ·내식성이 크고 가벼우므로 항공기 ·선박을 비롯하여 많은 구조용(構造用) 재료로 사용되고, 화학공업에서 내식성 용기 재료로도 사용된다.
