纯Ti可以吸氢形成TiH和TiH₂两种氢化物，在氢同位素的生产中具有重要作用。此外，利用氢化钛的脆性，可以用来制备Ti粉。利用氢化钛在高温下的分解，在粉末冶金和焊接工艺中作为Ti源向体系提供钛，或在制造泡沫金属时提供氢源。

金属Ti与H的相同如图8-46所示。金属Ti在室温下的晶体结构为密排六方（hcp）结构的α相，晶格常数为a=0.2950nm，c=0.4683nm，1155K以上转变为体心立方（bcc）结构β相，晶格常数为a=0.3306nm。α相的Ti易于与氢气反应生成立方晶系的TiH，晶格常数为a=0.311nm，c=0.0502nm，TiH是一种具有金属光泽的灰色粉末，密度为3.79g/cm³。而β相的Ti易于与氢气反应生成面心四方或正方晶系的TiH₂，面心四方晶系的TiH₂为低温稳定态，晶格常数为a=0.4528nm，c=0.4279nm，密度为3.91g/cm³。氢可以促进Ti由α相向β相转变，因此在α-β相转变温度1155K以下，也可以形成H/Ti原子比接近2的金属间化合物。TiH₂很难稳定存在，在通常情况下，得到的氢化钛的H/Ti比总是小于2，通常形成非化学计量的TiH_1.8-TiH_1.99的固溶体。

由Ti-H体系相图可知（见图8-46），当温度低于573K时，Ti吸氢后由α相转变为面心立方的γ相^[203]。当温度大于573K时，随着氢浓度的增加，Ti由α相先转变为β相转变为γ相。因此，在温度大于573K时，Ti的吸氢PCT曲线出现了两个平台，分别对应于α相向β相转变的过程和β相向γ相转变的过程（见图8-47）。Ti的吸氢平衡压较低，在873K时吸氢平衡压不超过1000Pa。

图8-46 Ti-H体系相图（氢气压力小于30MPa）

图8-47 Ti吸氢的PCT曲线^[203](www.daowen.com)

Ti的氢化物具有一定的氢同位素效应，属于热力学反氕同位素效应的金属，氢化物的稳定性为氚化钛＞氘化钛＞氕化钛。各种Ti的氢同位素化合物的热力学性质和动力学性质见表8-10和表8-11。

Ti可以与多种金属元素形成合金储氢材料，常见的有AB型的TiFe、TiCo、TiNi等合金，和具有Laves相结构的AB₂型合金TiMn_1.5、TiCr₂等。Ti还可以与V形成固溶体储氢合金，与Al形成Ti₃Al储氢材料，储氢容量可达3wt%以上。通过在Ti合金中掺入适当的金属元素，可以调节合金的储氢性能，形成数量庞大的Ti系合金储氢材料。

表8-10 Ti吸收氕、氘和氚的热力学参数^[203]

表8-11 Ti在不同温度下吸收氕、氘和氚的速度常数