金属钛具有密度小、比强度高、耐腐蚀性优异、无毒、温度适应范围广等优点,而其合金具有更好的性能。其在航空航天、冶金、化工等领域的应用越来越广泛,但是由于现存的生产工艺复杂,导致生产成本很高,限制了其大规模应用。因此,有必要研究一种流程短、成本低且对环境友好的钛制备方法。本文研究了电化学还原法制备金属钛的工艺,针对该工艺中存在的一些关键问题,重点对二氧化钛阴极片制备条件和电化学还原过程中的影响因素进行了研究。首次尝试通过向阴极片中加入棉纤维对阴极进行改性,优化阴极性能。研究结果表明,棉纤维的加入能够增多阴极片的气孔数量,提高阴极片的孔隙率,提高孔隙混乱度,有利于电化学还原的进行,并且能够降低电化学还原产物的氧含量,提高电解效率。研究了烧结温度、烧结时间、电解时间对电化学还原的影响。通过电化学还原产物的氧含量、电流效率、SEM、XRD等结果的分析,确定了最优实验条件:最佳烧结温度1100℃,最佳烧结时间4h,以及最佳电解时间9h。在最优实验条件下,进行验证实验,可制得氧含量为0.28%的纯度较高的金属钛。