二氧化钛，学名二氧化钛，是一种多晶型化合物，在自然界中有金红石、锐钛矿和板钛三种晶型。板状钛在自然界中很少见，属于正交晶系。它是一种不稳定的晶型，在650℃左右转化为金红石，因此没有工业价值。以烷基钛或钛酸钠和氢氧化钾或氢氧化钠为原料，在200-600℃的加热器中加热几天，可制得片状二氧化钛。金红石和锐钛矿是同一个晶型，都属于四方晶系，但是它们的晶格不同，所以它们的X射线图像也不同。锐钛矿二氧化钛的衍射角(2B)为25°。金红石型二氧化钛的结晶度为27。5度。金红石晶体是细长的棱柱形晶体，通常是孪晶，而锐钛矿晶体一般是近似正八面体。图1是二氧化钛的三种晶型的示意图。
无论是金红石还是锐钛矿，每个钛原子都位于八面体的中心，被六个氧原子包围，但锐钛矿分子在八面体上只有两个公共边。也就是说金红石单体晶格由两个二氧化钛分子组成；锐钛矿由四个二氧化钛分子组成。因此，金红石与锐钛矿相比，由于其单位晶格更小、更致密，因而具有更高的稳定性和相对密度，因而具有更高的折射率和介电常数，更低的热导率。在自然界中，这些晶体通常含有少量杂质，使晶格不完整、有缺陷，有时对二氧化钛的色光影响很大。金红石和锐钛矿的晶体结构可以用几种版本来说明。图2是金红石和锐钛矿二氧化钛晶体结构的三维模型。表1显示了二氧化钛的结晶特征和物理性质。
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金红石型二氧化钛经处理后可分为四类，其电镜照片如图3所示。
ⅰ:干磨和未处理的二氧化钛，ⅰ级氧化铁表面积小，吸油值低。ⅱ类:一级钛白粉处理，湿磨去除大颗粒，包覆4% Si-Al，表面积小，吸油值低。ⅲ:是典型的超细涂层级，有有机涂层。ⅳ:涂布量大，可分为ⅳ(a)和ⅳ(b)，其涂布量在5%-10%之间。ⅳ(b)主要用于高添加量的钛白粉，因为它的不透明性比ⅳ(a)好。表2列出了四种二氧化钛的特性。
图4显示了金红石型和锐钛矿型二氧化钛之间的紫外反射曲线的差异。金红石比锐钛矿二氧化钛在高能端(较短波长)吸收更多的辐射能量。换句话说，在杀伤力强的紫外波长范围(350-400nm)内，金红石型二氧化钛的紫外反射率远低于锐钛矿型二氧化钛。在这种情况下，它将与周围的成膜材料、树脂等共享少得多的紫外线。，所以这些有机物会有很长的使用寿命。也就是说为什么金红石型钛白粉的耐候性比锐钛矿型钛白粉好。
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