金属 ･ チタンについて調べてみよう！
チタン関連のホームページ

チタンの見学◆東邦チタニウム（株）◆（株）大阪チタニウムテクノロジーズ◆日本チタン協会・展示室〒 220-0005
神奈川県横浜市西区南幸 1-1-1〒 660-8533
兵庫県尼崎市東浜町 1 番地

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お問い合わせ先：〒 101-0047
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TEL：03-3295-5958
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その他の展示施設
鉄鋼展示室◆東北大学金属材料研究所 本多記念館 資料展示室◆国立科学博物館◆科学技術館〒 110-8718〒 102-0091〒 980-8577

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TEL：03-5777-8600
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東北大学金属材料研究所 情報企画室 広報班
TEL ： 022-215-2144

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http://www.imr.tohoku.ac.jp/ja/public/
lab_tour/監
修：新家 光雄（東北大学名誉教授 元金属材料研究所所長）
編集委員：薦田 敏（江戸川区立清新第一中学校校長）
編集協力：一般社団法人 日本チタン協会〒101 - 0047 東京都千代田区内神田 1-5 - 13
（内神田 TK ビル）
TEL：03 - 3295 - 5958／ FAX：03-3293-6187
ホームページアドレス：http://www.titan-japan.com
発
行：令和 3 年 4 月
発 行 所：株式会社 全教図〒170 - 0012 東京都豊島区上池袋 1 - 38 - 2

TEL.03 - 5974 - 6121
写真協力：一般社団法人日本アルミニウム協会，国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA），
株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ，株式会社大林組，岡山市立オリエント美術館，
国立研究開発法人海洋研究開発機構，春日市教育委員会，株式会社高純度化学研究所，
株式会社ジェイアイエヌ，島根県立古代出雲歴史博物館，
公益財団法人燕三条地場産業振興センター，日本製鉄株式会社，一般社団法人日本チタン協会，
一般社団法人日本電線工業会，羽田再拡張 D 滑走路 JV，ロイヤルスプーン（敬称略，五十音順）

年

組

番

名前：

中学校理科副読本

私たちの身のまわりにはさまざまな金属があります。

金属とはどのような性質を持った物質でしょうか？ 金属に共通した性質について見てみましょう。
なっとく～～～

電気を通しやすい？

〈

みがくと光る？

〉〈〉〈 力を加えると変形する？ 〉 〈

熱が伝わりやすい？

〉ぼう

プラスチックの棒
割りばし

金ぐし

くぎ

銅線

･･･････････････ 調べるものの例 ･･･････････････

かなとこ

スチール缶

どうせん

スチール缶，アルミ缶の表面にぬられている

くぎをかなづちでたたいて，湯の入ったビーカーに，回路の間に調べたいものをはさんで塗料を紙やすりではがし，金属みがきを使ってできるだけうすく広げてみよう。

割りばし，プラスチックの棒，金ぐし，

豆電球がつくか調べよう。

表面がなめらかになるまでみがこう。

くぎのほか，針金やアルミニウム線でも銅線を同時に入れる。それぞれの温度や電流が流れたもの，電流が流れなかったものに

表面に金属特有のかがやきが見られるか，

試してみよう。

温まる速さのちがいを確かめよう。

分け，結果をまとめよう。

確かめよう。

上の図のように豆電球と乾電池を導線でつなぎ，

金属の
性質
①

目

金属は

と りょう

電気を通しやすい

金属の
性質
②

物質です。

次
1. 金属ってどんなもの？･････････････････････ 2
2. さまざまな金属とその性質･･･････････････ 4
3. 人類と金属利用の歴史･････････････････････ 6

2

金床

アルミ缶

4.
5.
6.
7.

そのほかの金属の棒などでも試してみよう。

金属特有のかがやきのことを
き ん ぞ く こ う た く

金属光沢といいます。

身近な金属を探してみよう･･･････････････ 8
チタンってどんな金属？････････････････ 10
チタンの道のり････････････････････････････ 12
こんなところにチタン !!････････････････ 14

金属の
性質
③

たたくと広がる（展性），
引っぱるとのびる（延性）
金属は

てんせい

えんせい

金属の
性質
④

金属は

熱をよく伝える物質です。

性質を持っています。

※えんぴつのしんなどの炭素は，光沢があり，電気をよく通す性質もあるが，たたくと折れることからも金属とはいえない。

「金」へんのつく①〜⑥の漢字と①鎖 ②鍵 ③錆ⓐ〜ⓕの読みを正しく組み合わせてみよう。ⓐくぎ ⓑくさり

④鋏 ⑤釘 ⑥鐘
ⓒはさみ ⓓかね（答えは 5 ページ）

ⓔかぎ

ⓕさび

3

ゆう き か ごうぶつ

わたしたちの体の中にも金属がある？

げん そ

地球上に存在する元素は約 110 種類ありますが，そのおよそ８割は金属です。
ふだん意識することは少ないですが，私たちの生活も金属で成り立っています。
みなさんもよく知っているおもな金属の性質のちがいについて見てみましょう。

金 Au

銀 Ag

こうたく

銅 Cu

こう か

ので，各種工芸品や貨幣などに用
いられる。

みつ ど

◆金属の中でも密度が大きい。
えんせい

てんせい

◆延性・展性にすぐれており，1 g でことができる。

◆やわらかく延性・展性にすぐれて

属である。

の

数平方メートルまでうすく延ばすいる。
さん か どうい おう か ごう ぶつりゅう◆空気中で加熱すると黒色の酸化銅◆硫黄化合物をふくむ空気中では硫になる。二酸化炭素をふくむしめ化銀が生成され黒ずんでくる。

った空気中では緑青を生じる。

か ぎん◆化学変化を起こしにくい金属なのか へい

そうしょくひん

ろくしょう

さっきん

せいどう

あ えん

ごうきん

おう

ため，抗 菌製品に利用されている。 銅と亜 鉛の合 金をしんちゅう（黄として用いられてきた。

どう銅）という。

密度

ていこう

電気抵抗

と

溶ける温度

さびにくさ

（海水の場合）

4

›››

大きい

›››

銅

銀

にな

多すぎても少なすぎても健康に影響をおよぼす，重要なはたらきを担っています。

チタン Ti

かいはくしょく

ぎんかいしょく◆もともとは灰白色の光沢を持った ◆銀白色で密度が小さい金属である。◆銀灰色の光沢を持っている。
いてさびやすいため，黒ずんだり

し げん

（黒さび）
，赤くなったり
（赤さび）
する。
てっこう

◆鉄鋼は，鉄中の炭素分を調整した

せいせいとすぐに化学反応を起こす。表面

間や費用がかかるので高価である。

を酸化させるとそれ以上酸化されそのためレアメタル（希少金属）ににくいという性質を利用したのが分類されている。

アルマイト技術である。

じ せい

磁性などを人工的に高めたものでき しょう◆軽くて強いため，飛行機やロケッ鉄の長所である強度，ねばり強さ， 軽くて強いジュラルミンとよばれる合金になる。

たい ふ

トに利用されている。また，耐腐

しょくせい

食性にすぐれているため，化学プ
ラントなどでも利用されている。

ある。

物質の体積（cm3）

ほう ふ◆酸化されやすいため，酸にふれる ◆資源は豊富だが，精製と加工に時※合金については 8 ページのコラムを参照。
。

＝ 密度（ g /cm3）◆各金属の密度（20 C の値）●金：19.32g/cm3 ●鉄：7.87g/cm3●銀：10.50g/cm3 ●アルミニウム：2.70g/cm3●銅：8.96g/cm3

出典：理化学辞典（岩波書店）●チタン：4.50g/cm3

金
大きい

銅

金

アルミニウム鉄

低い

アルミニウム
›››

鉄

チタン

小さい

銀

微量ですが，人間が生命を維持するために必要不可欠な元素です。

アルミニウム Al

物質の質量（ g ）小さい

アルミニウムい じ

密度の求め方6 つの金属をくらべてみよう！
›››

びりょう

り，ほかの合金元素をまぜたりし，◆アルミニウムに銅などをまぜるとで，古くから貨幣や装飾品の材料 ◆銀イオンには強い殺菌作用がある ◆銅とスズの合金をブロンズ
（青銅）
，
こうきん

あ えん

ロビンにふくまれる鉄，カリウム，ナトリウム，亜鉛，銅，マグネシウムなど，それぞれは金属だが，空気中の酸素と結びつだが，さびると黒くなる。

◆もっとも電気や熱を伝えやすい金

ずかな量の金属元素もふくまれています。細胞の骨や歯を作るカルシウム，赤血球中のヘモグ

鉄 Fe◆金色の光沢を持つ，高価な金属で ◆白く美しいかがやきを持っている ◆もともとは赤い光沢を持った金属ある。

わたしたちの体は，ほとんどが酸素や炭素からなる有機化合物で作られていますが，ごくわ

高い

銀

金

銅

鉄

さびやすい

アルミニウム

チタン

チタン
さびにくい

鉄

銅

銀

チタン

金

※純金属でくらべた場合

右の金属を，磁石につくものとつかないものに分けてみよう。

◎鉄◎アルミニウム◎銅◎ニッケル（答えは 7 ページ）◎チタン

〈 3 ページの答え〉①鎖ｰⓑくさり，②鍵ｰⓔかぎ，③錆ｰⓕさび，④鋏ｰⓒはさみ，⑤釘ｰⓐくぎ，⑥鐘ｰⓓかね5

金属は私たち人類の文明発達に大きな役割を果たしてきました。
人類の歴史は金属利用の発展史といっても過言ではありません。

世界各地域のさまざまな文明によって，金属はどのように利用されてきたのでしょうか？
せいどう き文明を作った青銅器（紀元前 4000 年ごろ）

黄金と眠るツタンカーメン（紀元前 1300 年ごろ）
さい こ

人類が初めて利用した金属は銅だといわれて金は，人類に利用された最古の貴金属といわいます。紀元前 5000 年ごろには銅を日常生活れています。古代より権力と富の象徴として，の道具や装飾品などに使用していました。

特別な金属として扱われてきました。

そうしょくひん

じゅんすい

か へい

銀は，金とともに貨幣や装飾品として広く流ハイテク製品に欠かせないレアメタル（現代）

通してきました。17 世紀ごろの日本は東アジ

レアメタルとは，存在量が少なかったり，採

ずいいち

ぜんせい きこんなん

しかし純粋な銅は強度がなく，用途がかぎら

その中でも最も有名なのは，古代エジプト第ア随一の銀の採掘地域で，全盛期には世界の銀掘や精製が困難なため大量生産できない金属のれていました。銅が道具や武器として人々の生

18 王朝のファラオ（王）ツタンカーメンの墓 かの生産量の約 3 分の 1 を日本で占めていたようことを指します。

活に取り入れられるようになったのは，より強ら発掘された数々の副葬品でしょう。黄金のマです。

度のある青銅（銅とスズの合金）がメソポタミア

スクは重さ 11kg の純度の高い金で作られ，ラで発明されてからです。
せいれん

はか

はっくつ

ちゅうぞう

同時に精錬・鋳造技

ふくそうひんチタンやリチウム，マンガン，コバルト，

いわ み ぎんざん

中でも島根県の石見銀山は，東アジアの伝統

ニッケル，ガリウム，ジルコニ

ピスラズリなどの宝石がちり的な精錬技術である灰吹法で銀の生産を軌道に

ウム，プラチナなど多くの種類

ばめられていました。

乗せ，良質な銀を大量に生産がありますが，携帯電話やパソしていました。

コン，ゲーム機，電気自動車な

せいれん

おさ

術が大きく進歩し，金また，ミイラが納められていひつぎ

はいふきほうき どう

属と人類の文明が切った棺 には 110kg の金が使用さ日本で生産された銀は東ア

どの部品や合金の材料に使われても切りはなせないもれており，当時の採 掘技術を

ジアを経由し，ヨーロッパ人ており，今日では欠かせない金

考えると大変な量です。

との交易につながりました。

のになったのです。

さいくつ

青銅製の水差し（岡山市立オリエント美術館所蔵）

前4000 年

前1500 年

黄金のマスク前1300 年

ヒッタイト人と鉄（紀元前 1500 年ごろ）

紀元前

紀元後

6 世紀

17 世紀

日本の製鉄技術〜たたら製鉄（ 6 世紀後半）
ねん ど

石見銀山の丁銀 3 点（島根県立古代出雲歴史博物館所蔵）

ろ

19 世紀

属となっています。
携帯電話

20 世紀

遅れて登場したアルミニウム（19 世紀）
げん そ

現代

さびない鋼
「ステンレス」の誕生（20 世紀初め）

ヒッタイトは紀元前 2000 年ごろにアナトリ

たたら製鉄は，粘土で作った炉に木炭と原料

アルミニウムは地層に存在する元素の 8％を鉄は強くてじょうぶな金属ですが，さびるとア（現在のトルコ共和国）に流入してきた民族で，の砂鉄を入れ，ふいごと呼ばれる送風機で風を占めています。しかし，酸素との結びつきが強いう欠点があります。その欠点を克服するため，

紀元前 1400 年ごろには大帝国を築き，勢力を送り木炭を燃焼させ，鉄を作る方法です。

く単体の金属として存在しないため，なかなか

19 世紀の中ごろから多くの科学者が研究や実発見されませんでした。

験を重ね，さまざまな合金を作りました。

だいていこくふるった民族です。
はんえい

せいりょく

せいてつ

ヒッタイトが繁栄した背景には高度な製鉄の技術があったといわれています。そのころはまどくせん

だ世界に広まっていなかった製鉄技術を独占し，じょうぶな鉄の武器を手に勢力を広げました。
製鉄技術が世界にさ てつ

6 世紀後半に朝鮮半島から伝わり，時代とと
どく じ

ふじゅん

もに日本独自の進化をとげ，江戸時代には不純ぶつ

はがね

物の少ない良質な鋼を生産していました。
しかし，幕末になると外国から新しい技術がのう持ちこまれ，生産能

ぶん り

アルミニウムが単体で分離されたのは 1825

ついに 20 世紀初め，鉄にクロムを加えること年のことです。当時は貴重な金属として注目をでさびない鉄の合金が発明されました。それが集め，フランスのナポレオン三世も珍重していステンレススチールです。

ちんちょう

その後も鉄・クロムに加え，

ました。

りょく

こくふく

力の低いたたら製鉄

その後の 1888 年，ボーキサイトから電気分ニッケルをふくませるなど研広まったのは，ヒッは大量生産の可能な解によってアルミニウムを精製する方法が確立

究が重ねられ，今日ではさま

タイトが滅びた紀元

洋式高炉に取って代し，大量生産が可能

ざまな用途で使用されていま

前 1200 年以降のこわられるようになりになり，幅広い用途す。

とといわれています。

ました。

に利用されるように

ほろ

金・銀・銅がむかしから使われているのはナゼ？

せいせい

こう ろ

はばひろ

ふ

ふいご

踏み鞴「日本山海名物図鑑」より

戦車で戦うヒッタイトの戦士

6

日本でも銀が採れた？（17 世紀）

しょうちょう人類が利用した初めての金属はなぜ銅だったのでしょうか？ その理由は鉱物からの取り出
さん か ぶつなったのです。

ステンレスを発明したハリー･ブレアリー（イギリス）

昔のアルミニウム工場

い おう

しやすさにあります。自然界に存在する金属は，酸化物や硫黄との化合物で存在していることが多いのですが，酸素や硫黄との結びつきが弱ければ金属をらくに取り出せる一方，強ければ取り出すことがむずかしくなります。
つまり，かんたんに取り出せる金属ほど古くから利用されているといえます。

日本で鉄が作られるようになったのはいつごろから？

①紀元前 10 世紀②紀元前 5 世紀（答えは 9 ページ）

③紀元後 5 世紀〈 5 ページの答え〉
磁石につく金属：鉄，ニッケル／磁石につかない金属：アルミニウム，銅，チタン

7

建物や自動車，電車，線路，橋，電線…。町の中ではあらゆるところに金属が使われています。
いそれぞれの金属は用途に合わせ，その長所を活かした使われ方をしています。

4 〜 5 ページで見た各金属の性質を思い出しながら，どのようなところで使われているのか
見てみましょう。
強くてじょうぶ東京スカイツリー（東京都）

システムキッチン

鉄鋼：建物や橋，電車，自動車なステンレス：さびにくいので，屋

てっこう

こうぞう

どさまざまなものの構造に欠かせない。

か加工しやすいさびにくい

外や水をあつかう場所や製品にも広く利用されている。

ち

美しく価値がある

電気を通しやすい

はっ き

機能を発揮

アルミサッシアルミニウム：金属の中では軽く，

こうあつ

金閣寺

やわらかくて加工しやすい。さま

アルミニウムの高圧送電線
アルミニウムの高圧送電線

ざまな用途に利用されている。

銅製の三角コーナー

銅：銅には殺菌作用があるため，菌の繁殖をおさえることができる。

きょうきゃく

東京湾横断道路橋脚

最新型ステンレス車両

ステンレス：さびにくく強度も強いので，電車の車両や自動車部品
てきなどに適している。

銀の食器

チタン：海水中でもさびないので，
海洋土木に適している。

どうじく

銀貨

銀：やわらかく加工しやすいので，

銅のテレビ受信用同軸ケーブル
銅のテレビ受信用同軸ケーブル

古くから食器や工芸品などに用い

チタンの眼鏡フレームられてきた。

チタン：金属アレルギーを起こしにくいことから，眼鏡のフレームなどに利用されている。

じ がね

しんちゅう

弥生時代の銅鏡（銅製の鏡・レプリカ）（春日市教育委員会所蔵）

金の携帯電話の部品ジェット旅客機・ボーイング787

金の地金

チタン：軽くてじょうぶなので，

金：さびることなく，いつまでも

銅：やわらかくかんたんに曲げの金・銀・銅：古くから貴重な金属と電車の架線，電気器具の配線など

飛行機の機体やエンジンに利用さ色とかがやきが変わらないため，

ばしができるので，立体的な加工して，装 飾品や貨 幣などに用いられに，金属の電気を通しやすい性質れている。

価値が変わらない。

に向いている。

てきた。

が利用されている。

真鍮のトランペット

きちょう

そうしょくひんか へい

金・銅・アルミニウム：送電線や次はチタンの世界を見てみよう！

か せん

げん そ

合金って
なぁに？

8

合金とは，ひとつの金属元素に，ほかの金属元素や非金属元素をまぜたものです。もとの金属にはない性質を加えたり，性質をより高めたりすることによって使いやすくして，品質を高あ えん
めることができます。合金はわたしたちの身のまわりにもあふれています。十円玉は銅と亜鉛とスズ，五十円玉や百円玉は銅とニッケルの合金です。同じ金属の合金でも，目的や用途に合わせ，さびにくさを高めたり，強度を高めたりした合金を作ることができます。

てっこう（答えは11ページ）
東京タワーで使われている鉄鋼の量は約 4200 トン。では，①4000トン ②40000トン ③400000トン
東京スカイツリーに使われている鉄鋼の量はどのくらい？

〈 7 ページの答え〉③紀元後5世紀9チタンの特長
みなさんは「チタン」という名前からどんな金属をイメージしますか？ 強そう？ じょうぶそう？
正解です。チタンはこのほかにも多くの長所を持った金属の一つです。

チ

チタンが世に出るまで
せいしょく

タンを最初に見つけたのは，イギリスの聖職
しゃ

こうぶつ

者で鉱物学者のグレゴーであるといわれてい
じ せい

すな

げん そ

発

こうせき

見当時はチタンの酸化物を鉱石から取り出し
じゅんすい

ぶん り

ただけで，純粋なチタンを分離することはで◎さびにくい ････････････････

チタンの密度を水と比べた比重は4.5です。

チタンは酸素との結びつきが強く，不 動態

鉄鋼の約60％の軽さなので，構造材としてとよばれる安定したうすい酸化被膜を作る

利用する場合，約半分の重さですむことにので，腐 食しにくい性質を持っています。

なります。だから，飛行機やロケットに使

特に，海水中では白金（プラチナ）と同じよ

われています。

うに，ほかの金属よりも腐食しにくく，プ

やく 1910 年にアメリカの化学者ハンターがチタン「メナカイト」と名付けられました。1790 年のこの抽出に成功し，初めて純粋な金属チタンが誕生しとです。しかし，この発見が世に知れわたることは

たのです。

7.9

ちゅうしゅつどうして「チタン」っていうの？

それから 5 年後の 1795 年，ドイツの科学者ク
きんこうせき化されるまで150 年もの
今ではオーストラリア

ル鉱）の中に特別な性質を持つ金属酸化物があるこ

やカナダ，南アフリカなとが新たにわかります。

ど世界各地で採掘され，さん か ぶつ

その元素名は，ギリシャ神話のオリンポスの神々ふうとの戦いに敗れ地底に封じこめられていた

白金

月日を要したのですね。

ラプロートの分析によって，金紅石（ルチー

こう

さいくつ

チタン

ステンレス鋼

普通鋼◎人体にやさしい ････････････

せんたん

先端技術に欠かせない金

比 重は小さいのに強いので，重さあたりのチタンは表面を酸化被膜でおおわれており，強度（比 強度）はアルミニウムの約 6 倍，金属が生体組織に直接ふれることがありま

鉄の約 2 倍です。特にチタン合金は実用化せん。その酸化被膜は高い安定性を持ち，されている金属の中でも，最大級の比強度

生体組織との親 和性にもすぐれています。

を持っています。

さらに，腐食しにくい性質から，イオンとなっ

ひきょうど

属素材のひとつです。

クロール博士しん わ せいとて溶 け出しにくいので，体内にうめこんできょぜつはんのう1

チタンも拒 絶反応はほとんど見られません。アレ
ルギーをおこしにくいのもこのためです。
このようなことから，チタンは

⁄2

1

鉄鋼

⁄3

さしい金属

ステンレス
鋼

1

⁄6

1

10

はげしく
さびる

◎強い ･･････････････････････
ひ じゅう

ちなんで「チタン」と地球は金属でできている？

さびる0「タイタン（Titan）」に名付けられました。

2.7

アルミ
ニウム

がマグネシウムで還元する方法を開発し，工業生産が可能になりました。チタンが発見されてから実用

さびない

4.5

1

5

かんげん

ラチナよりずっと安いです。

チタン

や きん

1946 年にはルクセンブルグの冶金学者クロール

ふ しょく

銅

を見つけました。メナカン海岸で発見したことから

8.9

ふ どうたいひ まく

鉄鋼きませんでした。多くの科学者が研究を重ね，よう

ひ じゅう

10

水を とした場合ます。彼は，磁性のある黒色の砂の中に未知の元素ありませんでした。

◎軽い ･･････････････････････
みつ ど

ここではチタンの生いたちから、その性質について見てみましょう。
チタンはいつごろ見つかったの？

チタンの特長をほかの金属とくらべて見てみましょう。

アルミ
ニウム

人体にや

といわれています。
酸化被膜

チタン

地球はさまざまな元素からできた惑星です。ビッグバンによって誕生した宇宙が次々に元素を作りだし，やがて元素が集まってかたまりになり，地球などの惑星の原形ができました。地
球の「核（コア）」とよばれる中心部は，おもに鉄などの金属でできています。
わたしたちが利用している金属は，マントルの外側にある地球の表面（地殻）に存在するものだけです。チタンは，アルミ，鉄，マグネシウムに次いで 4 番目に多く存在する金属です。

ひじゅう

金属は比重によって
「軽金属」
と
「重金属」
に分けることができる。右の金属を軽金属と重金属に分けてみよう。

・マグネシウム・鉄 （答えは13ページ）
なまり
・鉛 ・リチウム ・金 ・チタン
〈 9 ページの答え〉②40000トン

11さん か ぶつ

こうせき

チタンは単体で自然界に存在しておらず，酸化物として鉱石の中にふくまれています。
さいくつ

日本ではチタンを採掘していないので，海外から原料となるチタン鉱石を輸入しています。

チタン鉱石からチタンを取り出し，製品になるまでの道のりを見てみましょう。
コイル

カナダ

インド

厚板

海上輸送
オーストラリア

チタン原料の輸入先
金属チタンのかたまり（チタンインゴット）

日本ではインドやオーストラ
リア，カナダなどから，原料となるチタン鉱石（酸化チタン）を輸入している。

スポンジチタン工場
さん か

原料の酸化チタン（イルメナイト）

酸化チタンは専用工場で
かんげん

塩化・還元され，金属チ

純チタン（スポンジチタン）

属チタンのかたまりにしたもの。
合金にする場合は，この段階でタンが作られる。

ほかの元素をいっしょにまぜて
固める。

コークス

C

かんげん

チタンの塩化・還元【塩化】
原料に塩素とコークス（炭素）を加え，し えん か。
1000 C 以上の高温で四塩化チタンを作る。
じょうりゅうふじゅんぶつこれを蒸留し，不純物を取りのぞく。

➡

酸化チタン

TiO2

⬅

チューブ

と

スポンジチタンを溶かして，金てんしんざいさまざまな展伸材
いたざい

利用用途や目的に合わせ，板 材や
ぼうざい

じょうざい

かん

棒 材，条 材，管 など，さまざまな形状に加工される。

塩素

2Cl2

塩化

粗四塩化チタン

TiCl4

＋

二酸化炭素

CO2

しんくう

【還元反応・真空分離】
マグネシウムの入った容器に液体の四塩

蒸留

多くの金属は，酸素と結びついた「酸化物」の状態で，鉱物
さいしゅ

化チタンを少しずつ落として化学反応を起こさせる。

しんくう

次にチタンと塩化マグネシウムを真空状
ぶん り態で分離する。こうして作られた純チタ
ンのかたまりは，やわらかくはないが細かい穴がたくさん空いているのでスポン

純四塩化チタン

TiCl4⬅

マグネシウム

2Mg

還元反応・
真空分離

金属を
取り出す
方法

として採取されます。ここから金属を取り出すためには，金属より酸素と結びつきやすい炭素を加えて加熱します。すると酸化物の酸素が炭素と結びついて，二酸化炭素になって空気中に出て行き，金属が残ります。しかし，チタンは酸素との結びつきが大変強いため，炭素とまぜて加熱しても酸素を離しません。そこで，塩素を使っていったん塩化チタンをつくり，チタン
より塩素と結びつきやすいマグネシウムを使って塩化マグネシウムを作ることで，金属のチタ
ンを取り出します。チタンを作ることは，他の金属にくらべ工程が複雑で，費用もかかります。

ジチタンという。
この方法は「マグネシウム還元法」，または考案者クロールの名前を取って「クロー

純チタン

Ti

＋

塩化マグネシウム

2MgCl2チタンの強度をより高めるために使われることの多い合金の材料は？

①銅②ナトリウム③アルミニウム（答えは15ページ）

ル法」とよばれている。

12〈11ページの答え〉軽金属：マグネシウム，リチウム，チタン／重金属：鉄，鉛，金

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10 〜 11 ページで見たように，チタンには軽くて強い，さびにくい，人体にやさしい，などの特長があります。
軽 強 耐 優 の印は，各分野でとりわけチタンが不可欠となっている特長を示しています。
たい ふ しょくせい
やさ（ 軽 …軽い，強 …強い，耐 …耐腐食性がある，優 …人体に優しい）

チタンが最初に使われ始めたのは，航空機やロケットなどです。
現在では，製造技術の進歩とともに，多種多様な分野での活用が増えてきました。
チタンの特長がどのような場所で活かされているのか見てみましょう。

軽

強

強

軽

耐

耐

チタン

有人潜水調査船「しんかい 6500」
せい

たいあつこくチタン合金製の耐圧殻は，
水深 6,500mまで潜っても

軽

強

耐

軽

強

優

水圧にたえることができて
いい。
チタン
チタン

建築

東京 ･ 浅草寺

浅草寺のかわらは，軽くて耐腐食性の高いチタンでたいしんせいできているため，耐震性にもすぐれているのでいい。

火力発電所
タービンを回した蒸気を海水で冷やしてふくすい きしょうわくせいたん さ軽れいきゃくかん水にもどす復水器の冷却管に使用されている。

き

小惑星探査機「はやぶさ」
燃料タンクのほか，部品をつなぎ合わせる

耐

大小 500 本のネジは，すべてチタン合金で作られていた。

軽

強

耐

オートバイ
耐腐食性が高い上に，軽量化できていい。

化学プラント

耐

耐腐食性に

軽

すぐれているので，薬品による腐食を優軽ふせげていい。

強

こ かんせつ人工骨・人工股関節
毒性が少なく，体内でイオンがとけ出さないのでいい。

チタン

時計

かっそう ろ羽田空港の D 滑走路
常に海水にさらされる

軽金属アレルギーを強

桟橋部の下面に，チタンが張られている。

耐
飛行機のエンジン

起こしにくいので、

ゴルフクラブ

直接肌にふれるも強くて軽いので，ヘッドを大きくすることにのにいい。

より，打ちやすいクラブになるのでいい。

はだ

さんばし ぶチタンの利用方法を

あなたなら，どんなところ，どんなもの，どんな用途にチタンを使ったらいいと考えてみよう ???

思いますか？

〈13ページの答え〉③アルミニウム

軽くてじょうぶなので，飛行機のエンジン部分に利用されている。

海水淡水化プラント
海水で腐食しないチタンは海水を真水に処理するプラントに適している。

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チタンの特性に合ったアイデアを考えてみましょう。

利点はたくさんあるけど，値段がほかの金属より高いから使うところを選ばないとね。

軽くてじょうぶだから，
自転車のフレームや
登山用具に
いいかも？

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