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Un polvo blanco suave e inodoro con fuerte cobertura y potencia para colorear, con un punto de fusión de 1560-1580 ℃. Insoluble en agua, ácidos inorgánicos diluidos, solventes orgánicos, aceite, ligeramente soluble en álcali, soluble en ácido sulfúrico concentrado. Se vuelve amarillo cuando se expone al calor, y luego se vuelve blanco nuevamente después de enfriarse. El tipo de rutilo (r-type) tiene una densidad de 4.26 g/cm3 y un índice de refracción de 2.72. El dióxido de titanio de tipo R tiene buena resistencia al clima, resistencia al agua y no es propenso al amarillamiento, pero su blancura es ligeramente pobre. El tipo de titanio afilado (tipo A) tiene una densidad de 3.84g/cm3 y un índice de refracción de 2.55. El dióxido de titanio de tipo A tiene poca resistencia a la luz y no es resistente a la meteorización, pero tiene buena blancura. En los últimos años, se ha descubierto que el dióxido de titanio ultrafino a nanoescala (generalmente 10-50 nm) tiene propiedades semiconductoras, alta estabilidad, transparencia, actividad, dispersión, no toxicidad y efecto de color.
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