在氧的魔爪中
關鍵的問題是,在化學上,鈦和氧的化合物是一種眾所周知的最穩定的化合物,更確切地說。自然界中的鈦通常都以這種化合物的形式存在。無論電流還是高溫都無法使鈦擺脫氧的“魔爪”。因此,科學家們不得不尋找各種途徑想方設法獲得遊離鈦。
1940年,美國科學家克羅爾(Kroll)成功地研究出了一種生產工業鈦的方法。根據這一方法,可以用氯和碳把二氧化鈦變成四氯化鈦。當時,鎂和其它元素已經在工業上普遍被採用。使四氯化鈦和鎂反應產生一種鈦、鎂和氯化鎂組成的“海綿”狀組織。為了得到純而緻密的鈦,應將這種海綿體在真空或惰性氣體中熔化,以防止金屬和大氣中的氧及氮化合。
得到金屬鈦的另一種方法是鈉熱法,它和鎂熱法在原理上基本相同。前面我們說到過科學家範阿克爾和德博爾提出的碘化物法,現在已被採用來生產特別純的鈦。這種方法是把氯化鈦變成碘化鈦,然後先生產出工業純鈦,再進行真空提純。碘化物和加熱到1400°C的鈦金屬絲髮生反應後蒸發分解,於是純鈦就沉澱在金屬絲上。這種方法耗資昂貴,目前還不能用在工業生產中,而只能用於實驗研究。
鈦的效能在很大程度上取決於其純度,因此,研究出能大量生產高純度鈦的方法是工業面臨的關鍵問題。事實上,現在自然界的鈦僅僅有極少量(百分之零點零零幾)被提煉成為金屬。儘管鈦的產量在迅速增長,但人們對這種出色金屬的需求顯然遠遠沒有得到滿足。美國政府一直禁止製造商們向非軍事企業銷售鈦這是有充分道理的。
越來越多的專門研究機構正在研究怎樣使鈦更便宜。引人注目的是,幾年前,當一個新的輕金屬研究機構在美國克利夫蘭(Cleveland)落成時,入口處的帶子竟是用鈦製成的。克利夫蘭市的市長不得不戴上保護眼鏡用一把噴槍來“剪”這條鈦制的“綵帶”。
揭開奧秘
目前,鈦仍然繼續吸引著上千名科學家。這種金屬的試樣在許多實驗裡受著“折磨”:它們被撕成碎片、彎成歪七扭八的樣子,在酸和鹼中蒸煮加熱、冷卻,經受超負載及高頻電流和超音速試驗。這一切都是為了徹底揭穿這位大地女神之子的奧秘。