金属钛具有比强度大、耐高温低温性能好、耐腐蚀等许多优异的性能，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探索研究。首次尝试通过向阴极片中加入碳粉对阴极进行改性，优化阴极性能。研究结果表明，碳粉的加入能够增多阴极片的气孔数量，提高阴极片的孔隙率，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。采用正交实验研究烧结后二氧化钛阴极片的孔隙率、硬度，确定了成型压力、碳粉加入量、蒸馏水加入量的影响显著性，得到了阴极制备的最佳条件：成型压力100kgf／cm~2，碳粉加入量为阴极片质量的5％，不向其中加入蒸馏水。研究了阴极片的孔隙率、厚度及表面积、碳粉加入量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等结果的分析可知，增大孔隙率、减小厚度、增大表面积及碳粉的加入量能够降低产物氧含量，还原更彻底。同时，以还原产物的氧含量、电流效率、SEM、XRD等结果为评价指标，还对阳极尺寸、不同熔盐体系、熔盐的重复利用次数等对电化学还原的影响进行了研究，确定了各个因素对电化学还原的影响规律，为实验的深入研究奠定了基础。选择最优实验条件，进行验证实验，可制得氧含量为0.41％的纯度较高的金属钛。