Kakve karakteristike metala ima titan. Titan se odlikuje kao metal s izvrsnom otpornošću na koroziju. Analiza tržišta potrošnje

Kombinacija čvrstoće i lakoće u jednoj tvari parametar je toliko vrijedan da se ostale kvalitete i značajke materijala mogu potpuno zanemariti. skup u, otporan na temperature samo u ultra-čistom obliku, težak za upotrebu, ali sve se to pokazuje sekundarnim u usporedbi s kombinacijom male težine i velike čvrstoće.

Ovaj članak će vam reći o upotrebi titana u vojno zrakoplovstvo, industrija, medicina, konstrukcija zrakoplova, izrada nakita, legura titana i uporaba u kućanstvu.

Područje uporabe metala bilo bi mnogo šire da nije bilo visokih troškova njegovog dobivanja. Zbog toga se titan koristi samo u onim područjima gdje je upotreba tako skupe tvari ekonomski opravdana. Određuje uporabu ne samo čvrstoće i lakoće, već i otpornost na koroziju, usporedivu s otpornošću plemenitih metala i trajnošću.

Svojstva metala iznimno ovise o čistoći, pa se upotreba tehničkog i čistog titana smatra dva zasebna pitanja.

O svojstvima zbog kojih se titan tako široko koristi u industriji, ovaj će video reći:

Tehnički metal

Tehnički titan može sadržavati razne nečistoće koje ne utječu kemijska svojstva tvari, međutim, imaju učinak na fizičke. Tehnički titan gubi tako vrijednu kvalitetu kao što je otpornost na toplinu i sposobnost rada na temperaturama iznad 500-600 C. No njegova otpornost na koroziju se ni na koji način ne smanjuje.

• To je razlog njegove uporabe - u kemijska industrija te u bilo kojem drugom području gdje je potrebno osigurati otpornost proizvoda u agresivnom okruženju. Titan se koristi za izradu spremnika, armature, dijelova reaktora, cjevovoda i crpki čija je svrha premještanje anorganskih i organskih kiselina i baza. Većina legura titana ima ista svojstva.
• Mala težina zajedno s otpornošću na koroziju pruža druge primjene - u proizvodnji transportne opreme, posebno željeznički promet... Upotreba titanovih limova i šipki u proizvodnji vagona i vlakova omogućuje smanjenje mase vlakova, a samim time i smanjenje veličine osovinskih kutija i grla, čineći vuču učinkovitijom.

U običnim automobilima sustavi ispušnih plinova i zavojne opruge izrađeni su od titana. U trkaćim automobilima pogonske jedinice od titana mogu značajno olakšati automobil i poboljšati njegova svojstva.

• Titan je neophodan u proizvodnji oklopnih vozila: tu se kombinacija snage i lakoće pokazuje odlučujućom.
• Visoka otpornost na koroziju i lakoća čini materijal privlačnim za pomorsku primjenu. Titan se koristi u proizvodnji tankoslojnih cijevi i izmjenjivača topline, ispušnih prigušivača na podmornicama, ventila, propelera, turbinskih elemenata itd.

Proizvodi od titana (fotografija)

Čisti metal

Čisti metal pokazuje vrlo visoku otpornost na toplinu, sposobnost rada pod velikim opterećenjem i visokim temperaturama. S obzirom na njegovu malu težinu, upotreba metala u raketnim i zrakoplovnim konstrukcijama očita je.

• Metal i njegove legure koriste se za izradu pričvrsnih dijelova, kože, dijelova šasije, sklopa napajanja itd. Osim toga, materijal se koristi u dizajnu zrakoplovnih motora, što im omogućuje smanjenje težine za 10-25%.
• Rakete pri prolasku kroz guste slojeve atmosfere doživljavaju monstruozna opterećenja. Korištenje titana i njegovih legura omogućuje rješavanje problema statičke izdržljivosti aparata, čvrstoće na zamor i, donekle, puzanja.
• Druga primjena čistog titana je proizvodnja dijelova za električne vakuumske uređaje dizajnirane za rad u uvjetima preopterećenja.
• Metal je neophodan u proizvodnji kriogene tehnologije: čvrstoća titana raste samo s smanjenjem temperature, ali u isto vrijeme ostaje izvjesna duktilnost.
• Titan je možda biološki najinertnija tvar. Komercijalno čisti metal koristi se za sve vrste vanjskih i unutarnjih proteza, do srčanih zalistaka. Titan je kompatibilan s biološkim tkivom i nije izazvao niti jedan slučaj alergije. Osim toga, materijal se koristi za kirurške instrumente, invalidska kolica, invalidska kolica itd.

Međutim, usprkos svojoj temperaturnoj postojanosti i izdržljivosti, metal se ne koristi u proizvodnji ležajeva, čahura i drugih dijelova gdje se pretpostavlja trenje. Titan ima niska svojstva protiv trenja i to se pitanje ne može riješiti uz pomoć aditiva.

Titan je dobro poliran, eloksirano u boji eloksirane boje, stoga se često koristi u umjetničkim djelima i arhitekturi. Primjer je spomenik prvom umjetnom satelitu zemlje ili spomenik. Jurij Gagarin.

U nastavku ćemo opisati oznake na proizvodima od titana, upute za njegovu uporabu i druge važne točke korištenja metala u građevinarstvu.

Video ispod prikazuje proces andonizacije titana:

Njegova upotreba u građevinarstvu

Naravno, lavovski dio titana koristi se u izgradnji zrakoplova i u transportnoj industriji, gdje je kombinacija snage i lakoće posebno važna. Međutim, materijal se također koristi u građevinarstvu, a koristio bi se i šire, da nije visoke cijene.

Titanova oplata

Ova tehnologija još uvijek nije rasprostranjena, ali, na primjer, u Japanu se titanovi limovi vrlo široko koriste za krovove, pa čak i unutarnje interijere. Udio materijala koji se koristi u građevinarstvu znatno je veći od udjela korištenog u zrakoplovnom sektoru.

To je posljedica trajnosti takve obloge i njezinih nevjerojatnih dekorativnih sposobnosti. Metodom anodne oksidacije na površini lima moguće je dobiti sloj oksida različitih debljina. Time se mijenja boja. Promjenom vremena i intenziteta žarenja možete dobiti žute, tirkizne, plave, ružičaste, zelene boje.

Eloksiranjem u atmosferi dušika nastaju listovi sa slojem titan -nitrida. Tako se dobiva širok izbor zlatnih nijansi. Ova se tehnologija koristi u obnovi arhitektonskih spomenika - obnovi crkava, na primjer.

Šavovi krovova

Ova je opcija već postala vrlo raširena. No, međutim, ne temelji se na samom titanu, već na njegovoj leguri s.

Sami po sebi sklopljeni krovovi poznati su jako dugo, ali dugo nisu bili popularni. Međutim, danas, zahvaljujući modi za hi-so i techno stilove, postoji potreba za slomljenim i ukošenim površinama, osobito onima koje ulaze u fasadu zgrade. I pruža takvu priliku.

Njegova sposobnost oblikovanja gotovo je neograničena. A uporaba legure pruža i iznimnu čvrstoću i najneobičniju izgled... Iskreno rečeno, osnovna boja brušenog čelika smatra se najuglednijom.

Budući da cink-titan ima sasvim pristojnu duktilnost, od legure se izrađuju različiti složeni ukrasni detalji: krovni greben, vodootporna oseka, vijenci itd.

U nastavku se ukratko raspravlja o takvom području primjene titana kao fasadne obloge.

Fasadna obloga

Cink-titan se također koristi u proizvodnji obložnih ploča. Ploče se koriste i za oblaganje fasada i za završnu obradu interijera. Razlog je isti - spoj snage, iznimne lakoće i dekorativnog učinka.

Proizvode se ploče različitih oblika - u obliku lamela, romba, modula, ljestvica itd. Najzanimljivije je to što ploče možda nisu ravne, već imaju gotovo bilo koji volumetrijski oblik. Zbog toga je takav ukras moguć na zidovima i zgradama bilo koje, najnezamislivije konfiguracije.

Lakoća proizvoda dovodi do još jedne potpuno jedinstvene primjene. Uobičajena ventilirana fasada također podrazumijeva jaz između obloge i izolacije. Međutim, lagane ploče od cink titana mogu se pričvrstiti na pomične mehanizme za otvaranje, tvoreći sustav poput roleta. Ploče mogu odstupiti od ravnine za kut od 90 stupnjeva, ako je potrebno.

Titan ima jedinstvenu kombinaciju čvrstoće, lakoće i otpornosti na koroziju. Ove kvalitete određuju njegovu upotrebu, unatoč visokim troškovima materijala.

Ovaj video će vam reći kako napraviti prsten od titana:

Titan- lagani, izdržljivi metal srebrno-bijele boje. Postoji u dvije kristalne modifikacije: α-Ti s šesterokutnom zatvorenom rešetkom, β-Ti s kubičnim tijelom usredotočenim pakiranjem, temperatura polimorfne transformacije α↔β 883 ° C. Titan i legure titana kombiniraju lakoću, čvrstoću, visoku koroziju otpor, niski toplinski koeficijent, ekspanzija, sposobnost rada u širokom rasponu temperatura.

Vidi također:

STRUKTURA

Titan ima dvije alotropske modifikacije. Modifikacija niske temperature, koja postoji do 882 ° C, ima šesterokutnu čvrsto nabijenu rešetku s razdobljima a = 0,296 nm i c = 0,472 nm. Modifikacija visoke temperature ima kockastu rešetku usmjerenu na tijelo s periodom a = 0,332 nm.
Polimorfna transformacija (882 ° C) pri polaganim hlađenju događa se prema normalnom mehanizmu s stvaranjem jednakoosnih zrna, a pri brzom hlađenju, prema martenzitskom mehanizmu s stvaranjem igleste strukture.
Titan ima visoku otpornost na koroziju i kemiju zbog zaštitnog oksidnog filma na površini. Ne korodira u svježem i morska voda, mineralne kiseline, aqua regia itd.

SVOJSTVA

Talište je 1671 ° C, vrelište je 3260 ° C, gustoća α-Ti i β-Ti je 4,550 (20 ° C) i 4,32 (900 ° C) g / cm³, atomska gustoća 5,71 × 1022 at / cm³. Plastika, zavarljiva u inertnoj atmosferi.
Komercijalni titan koji se koristi u industriji sadrži nečistoće kisika, dušika, željeza, silicija i ugljika, koje povećavaju njegovu čvrstoću, smanjuju plastičnost i utječu na temperaturu polimorfne transformacije, koja se javlja u rasponu od 865-920 ° C. Za tehničke titanove vrste VT1-00 i VT1-0, gustoća je oko 4,32 g / cm 3, vlačna čvrstoća 300-550 MN / m 2 (30-55 kgf / mm 2), produljenje nije manje od 25 %, Brinellova tvrdoća je 1150 -1650 Mn / m 2 (115-165 kgf / mm 2). To je paramagnetik. Konfiguracija vanjske elektronske ljuske atoma Ti je 3d24s2.

Ima visoku viskoznost, tijekom strojne obrade sklon je lijepljenju za rezni alat, pa stoga zahtijeva nanošenje posebnih premaza na alat, razna maziva.

Pri normalnim temperaturama prekriven je zaštitnim pasivizirajućim filmom od TiO 2 oksida, zbog čega je otporan na koroziju u većini okruženja (osim u alkalnom). Titanova prašina ima tendenciju eksplozije. Plamište 400 ° C.

REZERVE I PROIZVODNJA

Glavne rude su ilmenit (FeTiO 3), rutil (TiO 2), titanit (CaTiSiO 5).

Za 2002. 90% iskopanog titana iskorišteno je za proizvodnju titanijevog dioksida TiO 2. Svjetska proizvodnja titanijevog dioksida iznosila je 4,5 milijuna tona godišnje. Potvrđene rezerve titanijevog dioksida (isključujući Rusiju) iznose oko 800 milijuna tona. Za 2006. godinu, prema američkom Geološkom zavodu, u pogledu titanijevog dioksida i isključujući Rusiju, rezerve ilmenitne rude iznose 603-673 milijuna tona, a rutila ruda - 49,7 - 52,7 milijuna tona. Dakle, po sadašnjoj stopi vađenja svjetskih dokazanih rezervi titana (isključujući Rusiju) bit će dovoljno za više od 150 godina.

Rusija ima druge najveće svjetske rezerve titana nakon Kine. Baza mineralnih resursa titana u Rusiji sastoji se od 20 nalazišta (od kojih je 11 primarnih i 9 ležišta), koja su prilično ravnomjerno raspoređena po cijeloj zemlji. Najveće istraženo nalazište nalazi se 25 km od grada Ukhta (Republika Komi). Rezerve ležišta procjenjuju se na 2 milijarde tona.

Koncentrat rude titana podvrgava se sumpornoj kiselini ili pirometalurškoj preradi. Produkt obrade sumpornom kiselinom je prah titanijevog dioksida TiO 2. Pirometalurškom metodom ruda se sinterira s koksom i obrađuje klorom, primajući pare titanijevog tetraklorida na 850 ° C i reducirajući se magnezijem.

Rezultirajuća "spužva" od titana se pretapa i oplemenjuje. Koncentrati ilmenita se reduciraju u električnim lučnim pećima uz naknadno kloriranje titanove troske koja nastaje.

PODRIJETLO

Titan je deseti po zastupljenosti u prirodi. Sadržaj u zemljinoj kori iznosi 0,57% težinski, u morskoj vodi - 0,001 mg / l. U ultraosnovnim stijenama 300 g / t, u osnovnim stijenama - 9 kg / t, u kiselim stijenama 2,3 kg / t, u glinama i škriljevcima 4,5 kg / t. U zemljinoj kori titanij je gotovo uvijek četverovalentan i prisutan je samo u spojevima kisika. Nije pronađeno u slobodnom obliku. Titan u uvjetima vremenskih utjecaja i taloženja ima geokemijski afinitet prema Al 2 O 3. Koncentriran je u boksitu kore od vremenskih utjecaja i u sedimentima morske gline.
Titan se prenosi u obliku mehaničkih fragmenata minerala i u obliku koloida. U nekim glinama se nakuplja do 30% TiO 2 masenog udjela. Minerali od titana otporni su na vremenske uvjete i tvore velike koncentracije u podmetačima. Poznato je da više od 100 minerala sadrži titan. Najvažniji od njih: rutil TiO 2, ilmenit FeTiO 3, titanomagnetit FeTiO 3 + Fe3O 4, perovskit CaTiO 3, titanit CaTiSiO 5. Postoje primarne titanove rude-ilmenit-titanomagnetit i rudnike-rutil-ilmenit-cirkon.
Nalazišta titana nalaze se u Južnoj Africi, Rusiji, Ukrajini, Kini, Japanu, Australiji, Indiji, Cejlonu, Brazilu, Južnoj Koreji, Kazahstanu. U zemljama ZND -a, Ruska Federacija (58,5%) i Ukrajina (40,2%) zauzimaju vodeće mjesto u istraženim rezervama titanovih ruda.

PRIJAVA

Legure titana igraju važnu ulogu u zrakoplovnom inženjeringu, gdje je cilj dobiti najlakši dizajn u kombinaciji s potrebnom čvrstoćom. Titan je lagan u usporedbi s drugim metalima, ali u isto vrijeme može raditi na visokim temperaturama. Legure titana koriste se za izradu obloga, dijelova za pričvršćivanje, agregata, dijelova šasije i raznih jedinica. Također, ti se materijali koriste u strukturama zrakoplovstva avionski motori... To vam omogućuje smanjenje njihove težine za 10-25%. Legure titana koriste se za proizvodnju diskova i lopatica kompresora, dijelova usisnih i vodenih lopatica za zrak te pričvršćivača.

Također se titan i njegove legure koriste u raketi. S obzirom na kratkoročni rad motora i brzo prolazak gustih slojeva atmosfere u raketi, problemi umorne čvrstoće, statičke izdržljivosti i djelomično puzanja u velikoj su mjeri eliminirani.

Zbog nedovoljno visoke toplinske čvrstoće, tehnički titan nije prikladan za uporabu u zrakoplovstvu, ali zbog iznimno velike otpornosti na koroziju, u nekim je slučajevima neophodan u kemijskoj industriji i brodogradnji. Stoga se koristi u proizvodnji kompresora i crpki za pumpanje agresivnih medija kao što su sumporna i klorovodična kiselina i njihove soli, cjevovodi, zaporni ventili, autoklav, razne vrste posuda, filtera itd. Samo je titan otporan na koroziju u okruženjima kao što su vlažni klor, vodene i kisele otopine klora, stoga je oprema za industriju klora izrađena od ovog metala. Izmjenjivači topline izrađeni su od titana koji rade u korozivnim okruženjima, na primjer, u dušičnoj kiselini (ne dimi se). U brodogradnji titanij se koristi za proizvodnju propelera, trupanje brodova, podmornica, torpeda itd. Školjke se ne lijepe za titan i njegove legure, što naglo povećava otpor posude tijekom njezina kretanja.

Legure titana obećavaju uporabu u mnogim drugim primjenama, ali njihovo širenje u tehnologiji ograničeno je visokim troškovima i nedostatkom titana.

Titan - Ti

KLASIFIKACIJA

Strunz (8. izdanje)	1 / A.06-05
Dana (7. izdanje)	1.1.36.1
Nickel-Strunz (10. izdanje)	1.AB.05

Povijest otkrića titana nepredvidljiv i vrlo ovisan. Što mislite, tko je otkrio titan? Opcije su sljedeće:

1. Znanstvenik.
2. Iskusni mineralog.
3. Šumar.
4. Svećenik.

Titan otkrio i našao Britanski svećenik 1791. u dolini Menakin (ispod lokacije prikazano je na Google karti):

Kako je svećenik Ullillam Gregor otkrio titana?

Mineralogija nije bila pastirska profesija. Dapače, to je bio hobi, strast. Otkriće titana veliki je uspjeh i najistaknutiji čin u Gregorovu životu. Titan je dobio zahvaljujući tamnom pijesku koji je pronašao na lokalnom mostu u dolini Menakin. Gregor je bio zainteresiran za magnetizam pijeska, sličan antracitu, te je odlučio eksperimentirati s nalazom u svom mini-laboratoriju.
Svećenik je uronio uzorak pronađenog pijeska u klorovodičnu kiselinu. Kao rezultat toga, svijetli dio uzorka se otopio i ostao je samo tamni pijesak. Zatim se William izlio u pijesak sumporne kiseline koja je otopila ostatak uzorka. Odlučivši nastaviti eksperiment, Gregor je zagrijao otopinu i počela se zamućivati. Rezultat je bilo nešto poput limete:

Gregor je bio iznenađen sjenom ovjesa, ali nedovoljno za donošenje odvažnih zaključaka o otkriću novog elementa Ti. Odlučio je dodati još kiseline H2SO4, ali oblačnost nije nestala. Zatim je župnik nastavio zagrijavati kašu sve dok tekućina nije potpuno isparila. Na svom mjestu ostao je bijeli prah:

Tada je William Gregor odlučio da ima posla s nepoznatom vrstom vapna. Odmah se predomislio nakon kalciniranja praha (zagrijavanje na 400 stupnjeva Celzijusa i više) - tvar je požutila. Kako nije mogao identificirati otkriće, pozvao je u pomoć svog prijatelja, koji se, za razliku od župnika, profesionalno bavio mineralogijom. Njegov prijatelj, znanstvenik Hawkins, potvrdio je otkriće - ovo nova stvar!
Zatim se župnik prijavio da se element otkrije. v " Časopis za fiziku"Nađenu stijenu nazvao je" menakanit ", ekstrahirani oksid" menakin". Ali sam element tada nije dobio ime ...
U čast otkrića titana, u travnju 2002. podignuta je ploča na mjestu u blizini mosta gdje je William Gregor pronašao "čudan" tamni pijesak. Kasnije se svećenik odlučio upustiti u proučavanje minerala te je otvorio svoje Geološko društvo godine rodni grad Cornwell. Također je pronašao titan u tibetanskom korundu i kositar u svom rodnom području.
Spomen -ploča:

Tko je dao ime metalnom Titan -u?

Martin Heinrich Klaproth Bio sam skeptičan prema članku iz "Physical Journal -a" o otkriću menakina. Tada su otkrili mnogo toga. Znanstvenik je sam otkrio Uran i Cirkonij! Odlučio je provjeriti vjerodostojnost svećeničkih riječi u praksi. Prilikom pretraživanja otkrio sam određeni "mađarski crveni šerl" i odlučio ga razložiti na elemente. Kao rezultat toga, dobio je bijeli prah sličan Gregorovskom. Nakon usporedbe gustoća, pokazalo se da je to ista tvar.

Svećenik i ugledni znanstvenik otkrili su isti mineral - to nije bio Menakin ili Sherl, već rutil. Stijena u kojoj je Gregor pronašao crni pijesak danas se zove ilmenit. Klaproth je znao da je župnik prvi otkrio dioksid i nije se pretvarao da ga otkriva (pogotovo jer je već otkrio Uran i cirkonij). No, znanstvena zajednica prihvatila je napore znanstvenika više nego svećenika. Sada se vjeruje da su i Gregor i Klaproth bili jednako uključeni te su "zajedno" otkrili Titan 1791. (iako je to prvi učinio župnik).

Zašto je titan dobio tako ime?

U 18. stoljeću francuska škola kemičara Lavoisiera imala je veliki utjecaj. Prema načelima škole, novi elementi nazvani su na temelju njihovih glavne značajke... Prema tom principu nazvali su kisik (generiran zrakom), vodik (nastao vodom) i dušik ("beživotni"). No, Klaproth je kritizirao ovo Lavoisierovo načelo, iako je podržavao njegova druga učenja. Odlučio je slijediti vlastito načelo: Martin je elemente nazvao mitskim imenima, planetima i drugim imenima koja nemaju nikakve veze sa svojstvima materije.
Heinrich Klaproth imenovani element ekstrahiran iz rutil titana u čast prvih stanovnika planete Zemlje... Titan Prometej dao je ljudima vatru, a otvoreni metalni titan sada zrakoplovstvu, brodogradnji i raketi daje sirovine za nova otkrića!

DEFINICIJA

Titan- dvadeset drugi element Periodnog sustava. Oznaka - Ti iz latinskog "titanium". Smješten u četvrtom razdoblju, IVB grupa. Odnosi se na metale. Nuklearni naboj je 22.

Titan je u prirodi vrlo čest; sadržaj titana u zemljinoj kori iznosi 0,6% (tež.), tj. veći od sadržaja metala koji se široko koriste u tehnologiji, poput bakra, olova i cinka.

Kao jednostavna tvar, titan je srebrno bijeli metal (slika 1). Odnosi se na lake metale. Vatrostalni. Gustoća - 4,50 g / cm 3. Talište i vrelište su 1668 o C odnosno 3330 o C, respektivno. Otporan na koroziju u zraku pri običnim temperaturama, što se objašnjava prisutnošću zaštitnog filma sastava TiO 2 na njegovoj površini.

Riža. 1. Titan. Izgled.

Atomska i molekulska težina titana

Relativna molekulska masa tvari(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa date molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da titan u slobodnom stanju postoji u obliku jednoatomskih molekula Ti, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase podudaraju se. Jednake su 47,867.

Izotopi titana

Poznato je da titan u prirodi može biti u obliku pet stabilnih izotopa 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti i 50 Ti. Njihovi maseni brojevi su 46, 47, 48, 49 i 50. Jezgra izotopa titana 46Ti sadrži dvadeset dva protona i dvadeset i četiri neutrona, a ostali se izotopi razlikuju od njega samo po broju neutrona.

Postoje umjetni izotopi titana s masenim brojevima od 38 do 64, među kojima je najstabilniji 44 Ti s poluživotom od 60 godina, kao i dva nuklearna izotopa.

Ioni titana

Na vanjskoj razini energije atoma titana postoje četiri elektrona koji su valentni:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2.

Kao rezultat kemijske interakcije, titan se odriče svojih valentnih elektrona, tj. je njihov donator i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Ti 0 -2e → Ti 2+;

Ti 0 -3e → Ti 3+;

Ti 0 -4e → Ti 4+.

Molekula i atom titana

U slobodnom stanju titan postoji u obliku jednoatomskih molekula Ti. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu titana:

Legure titana

Glavno svojstvo titana, doprinoseći njegovoj širokoj upotrebi u Moderna tehnologija- visoka otpornost na toplinu samog titana i njegovih legura s aluminijem i drugim metalima. Osim toga, ove legure su otporne na toplinu - otporne su na održavanje visokih mehaničkih svojstava pri povišenim temperaturama. Sve to čini legure titana vrlo vrijednim materijalima za zrakoplove i rakete.

Na visokim temperaturama titan se kombinira s halogenima, kisikom, sumporom, dušikom i drugim elementima. To je osnova za uporabu legura titana i željeza (ferotittan) kao dodatka čeliku.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Vježbajte	Izračunajte količinu topline koja se oslobađa tijekom redukcije titanijevog (IV) klorida mase 47,5 g magnezijem. Termokemijska jednadžba reakcije je sljedeća:
Riješenje	Prepišemo termokemijsku jednadžbu reakcije: TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2 = 477 kJ. Prema jednadžbi reakcije, u nju je ušlo 1 mol titanijevog (IV) klorida i 2 mola magnezija. Izračunajmo masu titanijevog (IV) klorida prema jednadžbi, t.j. teoretska masa (molarna masa - 190 g / mol): m teor (TiCl 4) = n (TiCl 4) × M (TiCl 4); m teorija (TiCl 4) = 1 × 190 = 190 g. Napravimo proporciju: m prac (TiCl 4) / m teor (TiCl 4) = Q prac / Q teor. Zatim, količina topline koja se oslobađa tijekom redukcije titanijevog (IV) klorida magnezijem je: Q prac = Q teor × m prac (TiCl 4) / m teor; Q prac = 477 × 47,5 / 190 = 119,25 kJ.
Odgovor	Količina topline je 119,25 kJ.

Metal visoke čvrstoće s mnogim jedinstvenim svojstvima. Prvotno se koristio u obrambenoj i vojnoj industriji. Razvoj različitih grana znanosti doveo je do šire uporabe titana.

Titan u konstrukciji zrakoplova

Osim velike čvrstoće, titan se odlikuje i lakoćom. Ovaj se metal široko koristi u konstrukciji zrakoplova. Titan i njegove legure, zbog svojih fizičkih i mehaničkih svojstava, nezamjenjivi su građevinski materijali.

Zanimljiva činjenica: Do 60 -ih godina titan se uglavnom koristio za proizvodnju plinskih turbina za zrakoplovne motore. Kasnije se metal počeo koristiti u proizvodnji dijelova za zrakoplovne konzole.

Danas se titan koristi za izradu zrakoplovne opne, nosivih elemenata, dijelova motora itd.

Titan u raketnoj znanosti i svemirskoj tehnologiji

Na otvorenom prostoru svaki objekt podliježe i niskim i visokim temperaturama. Osim toga, postoji i zračenje i čestice koje se kreću velikom brzinom.

Materijali koji mogu izdržati sve teške uvjete uključuju čelik, platinu, volfram i titan. Za brojne pokazatelje prednost se daje posljednjem metalu.

Titan u brodogradnji

U brodogradnji titanij i njegove legure koriste se za oblaganje brodova, kao i u proizvodnji dijelova za cjevovode i pumpe.

Mala gustoća titana omogućuje povećanje upravljivosti brodova i, istovremeno, smanjenje njihove težine. Visoka otpornost metala na koroziju i eroziju doprinosi produljenju vijeka trajanja (dijelovi ne hrđaju i ne podliježu oštećenjima).

Također, navigacijski uređaji izrađeni su od titana, budući da i ovaj metal ima slaba magnetska svojstva.

Titan u strojarstvu

Legure titana koriste se u proizvodnji cijevi za opremu za izmjenu topline, turbinskih kondenzatora i unutarnjih površina dimnjaka.

Zbog svojih svojstava visoke čvrstoće, titan vam omogućuje produljenje vijeka trajanja opreme i uštedu na popravcima.

Titan u industriji nafte i plina

Cijevi od legure titana pomoći će vam da dosegnete dubinu bušenja do 15-20 km. Vrlo su izdržljivi i ne podliježu toliko deformacijama kao drugi metali.

Danas se proizvodi od titana uspješno koriste u razvoju dubokovodnih naftnih i plinskih polja. Koljena, cijevi, prirubnice, adapteri itd. Izrađeni su od metala visoke čvrstoće. Osim toga, otpornost titana na koroziju na morsku vodu igra veliku ulogu u visokokvalitetnom radu.

Titan u automobilskoj industriji

Laganija težina u automobilskoj industriji pomaže u smanjenju potrošnje goriva i na taj način smanjuje emisije. I tu titanij i njegove legure priskaču u pomoć. Za automobile (osobito trkaće), opruge, ventili, vijci, prijenosna vratila i ispušni sustavi izrađeni su od titana.

Titan u građevinarstvu

Zbog svoje sposobnosti da podnese većinu poznatih negativnih čimbenika okoliš, titan je našao primjenu u građevinarstvu. Koristi se za vanjsko oblaganje zgrada, oblaganje stupova, kao krovni materijal, vijence, sofit, pričvršćivače itd.

Titan u medicini

A u medicini su ogromnu nišu zauzeli proizvodi od titana i njegovih legura. Kirurški instrumenti, proteze, zubni implantati i intraozalni fiksatori izrađeni su od ovog snažnog, laganog, hipoalergenskog i izdržljivog metala.

Titan u sportu

Zahvaljujući istoj snazi ​​i lakoći, titan je popularan u proizvodnji sportske opreme. Ovaj se metal koristi za proizvodnju dijelova za bicikle, palice za golf, sjekire, opremu za turizam i planinarenje, oštrice za klizaljke, ronilačke noževe, pištolje (streljaštvo i agencije za provedbu zakona).

Titan u robi široke potrošnje

Nalivpera i kemijske olovke, nakit, satovi, posuđe i vrtni pribor, futrole za Mobiteli, računala, televizori.

Zanimljivo: zvona su izrađena od titana. Imaju lijep i neobičan zvuk.

Druge uporabe titana

Između ostalog, titanov dioksid pronašao je široku primjenu. Koristi se kao bijeli pigment za proizvodnju boja i lakova. Ovaj bijeli prah ima visoku moć skrivanja, tj. može pokriti bilo koju boju na koju se nanosi.

Kada se titanov dioksid nanese na površinu papira, on dobiva visoku mogućnost ispisivanja i glatkoću.

Oznaka E171 na pakiranju žvakaćih guma i slatkiša ukazuje na prisutnost titanijevog dioksida. Osim toga, ovaj spoj boji mrvice od rakova, kolače, lijekove, kreme, gelove, šampone, mljeveno meso, rezance, posvjetljuje brašno i glazuru.

List od titana - valjani i lim od titana VT1-0, VT20, OT4.