钛是一种具有优异的物理性质和化学性质的金属。它比强度高、耐蚀性强，在航空航天、医学、汽车制造、近海、化工、电力等多种领域有着广泛的应用。目前钛的工业生产方法是镁热还原法，该方法工艺流程复杂，导致了钛的生产成本居高不下，阻碍了钛的应用；另外，该工艺环境污染严重。固态原位电还原法制取钛是一种新型的炼钛技术，该方法流程短、无污染，易于实现连续生产，发展前景广阔。 本文对固态原位电还原TiO<,2>制取钛进行了较为系统的研究。运用循环伏安法对固态原位电还原TiO<,2>制取钛的阴极电极过程进行了研究，探讨了固态原位电还原TiO<,2>制取钛的电解机理；对电极配置工艺参数和阴极压片制作工艺参数进行了改进；考察了阴极压片中CaCl<,2>的添加量、压片压强、压片烧结温度对电解产物质量的影响。 研究发现，固态原位电还原TiO<,2>制取钛是TiO<,2>的直接电还原与Ca热还原TiO<,2>共同作用的结果。固态TiO<,2>原位直接电还原为钛是分步进行的：第一步为可逆、产物不溶的2电子反应，即Ti(Ⅳ)+2e=Ti(Ⅱ)；第二步同样为可逆、产物不溶的2电子反应，Ti(Ⅱ)+2e=Ti。同时，在电解温度下，CaCl<,2>熔体中存在的少量CaO，Ca<2+>在阴极放电析出金属Ca，即Ca<2+>+2e=Ca，生成的金属Ca热还原TiO<,2>生成金属Ti。 在TiO<,2>中加入适量的CaCl<,2>粉末制成阴极压片，有利于熔盐浸入TiO<,2>阴极，增大TiO<,2>阴极与CaCl<,2>电解质的接触面积，加速电极反应的进行，有利于得到高质量的钛电解产物。 用刚玉坩锅代替石墨坩锅作为电解槽以及在阴阳极间加一刚玉套管作为阴阳极区域隔离系统可以有效抑制二次反应的发生，提高Ti的转化率和电解产物的质量。 固态原位电还原TiO<,2>制取钛的最佳阴极压片制作工艺参数是：CaCl<,2>添加量为30％(mass)，制样压强为20Mpa，烧结温度为1000℃，烧结时间为10h。