Titan ce fel de caracteristici metalice. Titanul este un metal cu o rezistență excelentă la coroziune. Analiza piețelor de consum

Combinația de rezistență și ușurință într-o substanță este un parametru atât de valoros încât celelalte calități și caracteristici ale materialului pot fi complet ignorate. scump în, rezistent la temperaturi doar în formă ultra-pură, dificil de utilizat, dar toate acestea se dovedesc a fi secundare în comparație cu combinația de greutate redusă și rezistență ridicată.

Acest articol vă va spune despre utilizarea titanului în aviația militară, industrie, medicină, construcții de aeronave, fabricarea de bijuterii, aliaje de titan și uz casnic.

Domeniul de utilizare al metalului ar fi mult mai larg dacă nu ar fi costul ridicat al obținerii acestuia. Din această cauză, titanul este utilizat numai în acele zone în care utilizarea unei substanțe atât de scumpe este justificată economic. Determină utilizarea nu numai a rezistenței și ușurinței, ci și a rezistenței la coroziune, comparabilă cu rezistența metalelor prețioase și durabilitatea.

Proprietățile metalului sunt extrem de dependente de puritate, prin urmare utilizarea titanului tehnic și pur este considerată ca fiind 2 aspecte separate.

Despre proprietățile datorate cărora titanul este atât de utilizat în industrie, acest videoclip va spune:

Metal tehnic

Titanul tehnic poate conține o varietate de impurități care nu afectează proprietăți chimice substanțele, cu toate acestea, au un efect asupra fizicului. Titanul tehnic pierde o calitate atât de valoroasă precum rezistența la căldură și capacitatea de a lucra la temperaturi peste 500-600 C. Dar rezistența sa la coroziune nu scade în niciun fel.

• Acesta este motivul utilizării sale - în industria chimicași în orice altă zonă în care este necesar să se asigure rezistența produselor în medii agresive. Titanul este utilizat pentru fabricarea rezervoarelor de stocare, fitingurilor, părților reactoarelor, conductelor și pompelor, al căror scop este deplasarea acizilor și bazelor anorganice și organice. Majoritatea aliajelor de titan au aceleași proprietăți.
• Greutatea redusă împreună cu rezistența la coroziune oferă alte aplicații - în special la fabricarea echipamentelor de transport, transport feroviar... Utilizarea tablelor și tijelor din titan la fabricarea vagoanelor și trenurilor permite reducerea masei trenurilor și, prin urmare, reducerea dimensiunii cutiilor și gâturilor de osie, făcând tracțiunea mai eficientă.

În mașinile obișnuite, sistemele de evacuare a gazelor și arcurile elicoidale sunt fabricate din titan. La mașinile de curse, unitățile de conducere din titan pot ușura semnificativ mașina și îi pot îmbunătăți proprietățile.

• Titanul este indispensabil în producția de vehicule blindate: aici se dovedește a fi decisivă combinația de forță și ușurință.
• Rezistența ridicată la coroziune și ușurința fac ca materialul să fie atractiv pentru aplicații navale. Titanul este utilizat la fabricarea țevilor cu pereți subțiri și a schimbătoarelor de căldură, tobe de eșapament pe submarine, supape, elice, elemente de turbină și așa mai departe.

Produse din titan (foto)

Metal pur

Metalul pur prezintă o rezistență la căldură foarte mare, capacitatea de a lucra în condiții de încărcare ridicată și temperatură ridicată. Și, având în vedere greutatea redusă, utilizarea metalului în construcția de rachete și aeronave se dovedește a fi evidentă.

• Metalul și aliajele sale sunt utilizate pentru a realiza piese de fixare, piele, piese ale șasiului, seturi de putere etc. În plus, materialul este utilizat în proiectarea motoarelor de aeronave, ceea ce le permite să își reducă greutatea cu 10-25%.
• Rachetele, când trec prin straturile dense ale atmosferei, experimentează încărcături monstruoase. Utilizarea titanului și a aliajelor sale face posibilă rezolvarea problemei rezistenței statice a aparatului, rezistenței la oboseală și, într-o oarecare măsură, fluării.
• O altă aplicație a titanului pur este fabricarea de piese pentru dispozitive electrice de vid concepute pentru funcționare în condiții de suprasarcină.
• Metalul este indispensabil în producția de tehnologie criogenică: rezistența titanului crește doar odată cu scăderea temperaturii, dar în același timp rămâne o ductilitate.
• Titanul este poate cea mai inertă substanță biologică. Metalul pur comercial este utilizat pentru toate tipurile de proteze externe și interne, până la supapele cardiace. Titanul este compatibil cu țesutul biologic și nu a cauzat niciun caz de alergie. În plus, materialul este utilizat pentru instrumente chirurgicale, scaune cu rotile, scaune cu rotile etc.

Cu toate acestea, pentru toată rezistența la temperatură și durabilitate, metalul nu este utilizat la fabricarea rulmenților, bucșelor și a altor părți în care se presupune frecare. Titanul are proprietăți antifricțiune scăzute și această problemă nu poate fi rezolvată cu ajutorul aditivilor.

Titanul este bine lustruit, anodizat - colorat, de aceea este adesea folosit în operele de artă și în arhitectură. Un exemplu este un monument al primului satelit artificial al pământului sau un monument. Yuri Gagarin.

Mai jos vom descrie marcarea produselor din titan, instrucțiunile de utilizare și alte puncte importante de utilizare a metalului în construcții.

Videoclipul de mai jos prezintă procesul de andonizare a titanului:

Utilizarea sa în construcții

Desigur, cea mai mare parte a titanului este utilizată în construcția avioanelor și în industria transporturilor, unde combinația dintre rezistență și ușurință este deosebit de importantă. Cu toate acestea, materialul este utilizat și în construcții și ar fi utilizat mai larg, dacă nu pentru costul ridicat.

Placare cu titan

Această tehnologie nu este încă răspândită, dar, de exemplu, în Japonia, foile de titan sunt utilizate pe scară largă pentru acoperișuri și chiar pentru interior. Ponderea materialului utilizat în construcții este semnificativ mai mare decât ponderea utilizată în sectorul aviației.

Acest lucru se datorează atât durabilității unei astfel de placări, cât și capacităților sale decorative uimitoare. Prin metoda oxidării anodice pe suprafața foii, este posibil să se obțină un strat de oxizi de diferite grosimi. Aceasta schimbă culoarea. Schimbând timpul și intensitatea de recoacere, puteți obține culori galben, turcoaz, albastru, roz, verde.

Anodizarea într-o atmosferă de azot produce foi cu un strat de nitrură de titan. Astfel, se obține o mare varietate de nuanțe de aur. Această tehnologie este utilizată în restaurarea monumentelor arhitecturale - restaurarea bisericilor, de exemplu.

Acoperișuri cu cusături

Această opțiune a devenit deja foarte răspândită. Dar, totuși, nu se bazează pe titan în sine, ci pe aliajul său cu.

De la sine, acoperișurile pliate sunt cunoscute de foarte mult timp, dar nu au fost populare de mult timp. Cu toate acestea, astăzi, datorită modei pentru stilurile hi-so și techno, este nevoie de suprafețe rupte și spline, în special cele care intră în fațada clădirii. Și oferă o astfel de oportunitate.

Capacitatea sa de a forma este aproape nelimitată. Iar utilizarea aliajului oferă atât rezistență excepțională, cât și cea mai neobișnuită aspect... Deși în mod corect, culoarea de bază a oțelului periat este considerată cea mai respectabilă.

Deoarece zincul-titanul are o maleabilitate destul de decentă, o varietate de detalii decorative complexe sunt realizate din aliaj: coama acoperișului, refluxuri impermeabile, cornișe etc.

O astfel de zonă de aplicare a titanului ca placarea fațadelor este discutată pe scurt mai jos.

Placare fațadă

Zinc-titanul este, de asemenea, utilizat în producția de panouri de placare. Panourile sunt utilizate atât pentru fațadele orientate, cât și pentru finisarea interioarelor. Motivul este același - o combinație de forță, ușurință excepțională și decorativitate.

Sunt produse panouri de diferite forme - sub formă de lamele, romburi, module, cântare etc. Cel mai interesant lucru este că este posibil ca panourile să nu fie plate, dar să ia aproape orice formă volumetrică. Ca urmare, o astfel de decorare este posibilă pe pereți și clădiri de orice configurație, cea mai de neconceput.

Lejeritatea produsului duce la o altă aplicație complet unică. O fațadă ventilată convențională implică, de asemenea, un decalaj între placare și izolație. Cu toate acestea, panourile ușoare de zinc din titan pot fi atașate la mecanismele de deschidere mobile, formând un sistem ca un jaluzel. Plăcile se pot abate de la plan cu un unghi de 90 de grade, dacă este necesar.

Titanul are o combinație unică de rezistență, ușurință și rezistență la coroziune. Aceste calități determină utilizarea acestuia, în ciuda costului ridicat al materialului.

Acest videoclip vă va spune cum să faceți un inel de titan:

Titan- metal ușor, durabil, de culoare alb-argintiu. Există în două modificări cristaline: α-Ti cu o rețea hexagonală strânsă, β-Ti cu o garnitură centrată pe corp, temperatura de transformare polimorfă α↔β 883 ° C. Aliajele de titan și titan combină ușurința, rezistența, coroziunea ridicată rezistență, coeficient termic redus, expansiune, capacitatea de a lucra într-un interval larg de temperaturi.

Vezi si:

STRUCTURA

Titanul are două modificări alotrope. Modificarea la temperatură scăzută, care există până la 882 ° C, are o rețea hexagonală strânsă, cu perioade a = 0.296 nm și c = 0.472 nm. Modificarea la temperatură ridicată are o rețea cubică centrată pe corp cu o perioadă de a = 0,332 nm.
Transformarea polimorfă (882 ° C) la răcirea lentă are loc conform mecanismului normal cu formarea boabelor echiaxate și la răcirea rapidă - conform mecanismului martensitic cu formarea unei structuri aciculare.
Titanul are o rezistență chimică ridicată la coroziune și chimică datorită unei folii protectoare de oxid pe suprafața sa. Nu se corodează în stare proaspătă și apa de mare, acizi minerali, aqua regia etc.

PROPRIETĂȚI

Punctul de topire este 1671 ° C, punctul de fierbere este 3260 ° C, densitatea α-Ti și β-Ti este, respectiv, 4,505 (20 ° C) și 4,32 (900 ° C) g / cm³, densitatea atomică 5,71 × 1022 la / cm³. Plastic, sudabil într-o atmosferă inertă.
Titanul comercial utilizat în industrie conține impurități de oxigen, azot, fier, siliciu și carbon, care îi cresc rezistența, reduc plasticitatea și afectează temperatura transformării polimorfe, care are loc în intervalul 865-920 ° C. Pentru clasele tehnice de titan VT1-00 și VT1-0, densitatea este de aproximativ 4,32 g / cm 3, rezistența la tracțiune este de 300-550 MN / m 2 (30-55 kgf / mm 2), alungirea nu este mai mică de 25 %, duritatea Brinell este de 1150-1650 Mn / m 2 (115-165 kgf / mm 2). Este un paramagnetic. Configurația învelișului exterior de electroni al atomului de Ti este 3d24s2.

Are o vâscozitate ridicată, în timpul prelucrării este predispusă să se lipească de instrumentul de tăiere și, prin urmare, necesită aplicarea de acoperiri speciale pe instrument, diferiți lubrifianți.

La temperaturi normale, este acoperit cu o peliculă protectoare pasivantă de oxid de TiO 2, datorită acestui fapt, este rezistentă la coroziune în majoritatea mediilor (cu excepția celor alcaline). Praful de titan tinde să explodeze. Punct de aprindere 400 ° C.

REZERVE ȘI PRODUCȚIE

Minereurile principale sunt ilmenit (FeTiO 3), rutil (TiO 2), titanit (CaTiSiO 5).

Pentru 2002, 90% din titanul extras a fost utilizat pentru producerea dioxidului de titan TiO2. Producția mondială de dioxid de titan a fost de 4,5 milioane de tone pe an. Rezervele confirmate de dioxid de titan (cu excepția Rusiei) se ridică la aproximativ 800 de milioane de tone. Pentru 2006, conform Studiului Geologic al SUA, în termeni de dioxid de titan și cu excepția Rusiei, rezervele de minereuri de ilmenit sunt de 603-673 milioane de tone, iar de rutil minereuri - 49,7- 52,7 milioane tone. Astfel, la ritmul actual de producție a rezervelor dovedite mondiale de titan (cu excepția Rusiei) va fi suficient pentru mai mult de 150 de ani.

Rusia are a doua cea mai mare rezervă de titan din lume după China. Baza de resurse minerale a titanului în Rusia este alcătuită din 20 de zăcăminte (din care 11 sunt primare și 9 sunt zăcăminte de placer), care sunt destul de uniform dispersate în toată țara. Cel mai mare dintre depozitele explorate este situat la 25 km de orașul Ukhta (Republica Komi). Rezervele zăcământului sunt estimate la 2 miliarde de tone.

Concentratul de minereu de titan este supus acidului sulfuric sau prelucrării pirometalurgice. Produsul tratamentului cu acid sulfuric este dioxidul de titan TiO 2 pulbere. Prin metoda pirometalurgică, minereul este sinterizat cu cocs și tratat cu clor, primind vapori de tetraclorură de titan la 850 ° C și redus cu magneziu.

„Buretele” din titan rezultat este retopit și rafinat. Concentratele de ilmenit sunt reduse în cuptoarele cu arc electric cu clorarea ulterioară a zgurilor de titan care apar.

ORIGINE

Titanul este al 10-lea cel mai abundent în natură. Conținutul în scoarța terestră este de 0,57% în greutate, în apa de mare - 0,001 mg / l. În rocile ultrabazice 300 g / t, în rocile bazice - 9 kg / t, în rocile acide 2,3 kg / t, în argile și șisturi 4,5 kg / t. În scoarța terestră, titanul este aproape întotdeauna tetravalent și este prezent doar în compușii de oxigen. Nu se găsește în formă gratuită. Titanul în condiții de intemperii și sedimentare are o afinitate geochimică pentru Al 2 O 3. Este concentrat în bauxita crustei de intemperii și în sedimentele argiloase marine.
Titanul este transferat sub formă de fragmente mecanice de minerale și sub formă de coloizi. Până la 30% TiO2 în greutate se acumulează în unele argile. Mineralele din titan sunt rezistente la intemperii și formează concentrații mari în plasatoare. Se știe că peste 100 de minerale conțin titan. Cele mai importante dintre ele: rutil TiO 2, ilmenit FeTiO 3, titanomagnetit FeTiO 3 + Fe3O 4, perovskit CaTiO 3, titanit CaTiSiO 5. Există minereuri primare de titan - ilmenit-titanomagnetită și minereuri placer - rutil-ilmenit-zircon.
Zăcămintele de titan se află în Africa de Sud, Rusia, Ucraina, China, Japonia, Australia, India, Ceylon, Brazilia, Coreea de Sud, Kazahstan. În țările CSI, Federația Rusă (58,5%) și Ucraina (40,2%) ocupă primul loc în rezervele explorate de minereuri de titan.

CERERE

Aliajele de titan joacă un rol important în ingineria aeronautică, unde scopul este de a obține cel mai ușor design combinat cu rezistența necesară. Titanul este ușor în comparație cu alte metale, dar în același timp poate funcționa la temperaturi ridicate. Aliajele de titan sunt utilizate pentru fabricarea placărilor, a pieselor de fixare, a setului de putere, a pieselor de șasiu și a diverselor unități. De asemenea, aceste materiale sunt utilizate în structurile aviației motoare cu reactie... Acest lucru vă permite să reduceți greutatea lor cu 10-25%. Aliajele de titan sunt folosite pentru a produce discuri și lame de compresor, părți ale aerului de admisie și palete de ghidare și elemente de fixare.

De asemenea, titanul și aliajele sale sunt utilizate în rachete. Având în vedere funcționarea pe termen scurt a motoarelor și trecerea rapidă a straturilor dense ale atmosferei în rachetă, problemele legate de rezistența la oboseală, rezistența statică și parțial fluaj sunt eliminate în mare măsură.

Datorită rezistenței sale termice insuficient de ridicate, titanul tehnic nu este potrivit pentru utilizare în aviație, dar datorită rezistenței sale extrem de ridicate la coroziune, în unele cazuri este indispensabil în industria chimică și construcția navală. Deci, este utilizat la fabricarea compresoarelor și pompelor pentru pomparea mediilor agresive, cum ar fi acidul sulfuric și clorhidric și sărurile lor, conductele, supape de închidere, autoclavă, diverse tipuri de containere, filtre etc. Numai titanul este rezistent la coroziune în medii precum clorul umed, soluțiile apoase și clorurile acide, prin urmare echipamentele pentru industria clorului sunt fabricate din acest metal. Schimbătoarele de căldură sunt fabricate din titan care funcționează în medii corozive, de exemplu, în acid azotic (fără fum). În construcția navală, titanul este utilizat pentru fabricarea elicelor, decojirea navelor, submarinelor, torpilelor etc. Cojile nu aderă la titan și la aliajele sale, care cresc brusc rezistența vasului în timpul mișcării sale.

Aliajele de titan sunt promițătoare pentru utilizare în multe alte aplicații, dar răspândirea lor în tehnologie este constrânsă de costul ridicat și de raritatea titanului.

Titan - Ti

CLASIFICARE

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

Istoria descoperirii titanului imprevizibil și foarte captivant. Cine crezi că a descoperit titanul? Opțiunile sunt:

1. Om de stiinta.
2. Mineralog cu experiență.
3. Pădurar.
4. Preot.

Titan a descoperit și a găsit Preot britanicîn 1791 în Valea Menakin (sub locația este afișată pe harta Google):

Cum a descoperit preotul Ullillam Gregor titanul?

Mineralogia nu era o profesie de pastor. Mai degrabă, a fost un hobby, o pasiune. Descoperirea titanului este un mare succes și cel mai remarcabil act din viața lui Gregor. A obținut titan datorită nisipului întunecat, pe care l-a găsit la podul local din Valea Menakin. Gregor a fost interesat de magnetismul nisipului, similar cu antracitul, și a decis să experimenteze descoperirea în mini-laboratorul său.
Preotul a scufundat o probă din nisipul găsit în acid clorhidric. Ca rezultat, partea ușoară a probei s-a dizolvat și a rămas doar nisipul întunecat. Apoi William s-a turnat în nisip acid sulfuric care a dizolvat restul probei. Decizând să continue experimentul, Gregor a încălzit soluția și a început să devină tulbure. Rezultatul a fost ceva de genul laptelui de var:

Gregor a fost surprins de nuanța suspensiei, dar nu suficient pentru a trage concluzii îndrăznețe despre descoperirea noului element Ti. El a decis să adauge mai mult acid H2SO4, dar înnorarea nu a dispărut. Apoi pastorul a continuat să încălzească suspensia până când lichidul a fost complet evaporat. O pulbere albă a rămas la locul său:

Atunci William Gregor a decis că are de-a face cu un tip necunoscut de var. S-a răzgândit imediat după ce a calcinat pulberea (încălzind la 400 de grade Celsius și peste) - substanța s-a îngălbenit. Incapabil să identifice descoperirea, el a cerut ajutor de la prietenul său, care, spre deosebire de pastor, era angajat profesional în mineralogie. Prietenul său, omul de știință Hawkins, a confirmat descoperirea - aceasta element nou!
Apoi, pastorul a solicitat ca elementul să fie descoperit. v " Jurnal de fizică„El a numit roca găsită„ menakanit ”, oxidul extras” menakin". Dar elementul în sine nu a primit un nume atunci ...
În cinstea descoperirii titanului, în aprilie 2002 a fost ridicată o placă pe locul de lângă pod unde William Gregor a găsit „ciudatul” nisip întunecat. Mai târziu, preotul a decis să aprofundeze studiul mineralelor și și-a deschis propria societate geologică în oras natal Cornwell. De asemenea, el a găsit titan în corindonul tibetan și staniu în zona sa natală.
Placă memorială:

Cine a dat numele metalului Titan?

Martin Heinrich Klaproth Am fost sceptic cu privire la articolul din „Jurnalul fizic” despre descoperirea menakinului. Apoi au descoperit o mulțime de lucruri. Savantul însuși a descoperit Uranusși Zirconiu! El a decis să testeze veridicitatea cuvintelor preotului în practică. În timp ce căutam, am descoperit un anumit „șerl roșu maghiar” și am decis să îl descompun în elemente. Drept urmare, a obținut o pulbere albă similară lui Gregorovsky. După compararea densităților, sa dovedit că aceasta este aceeași substanță.

Preotul și eminentul om de știință au descoperit același mineral - nu era Menakin sau Sherl, ci rutile. Stânca în care Gregor a găsit nisipul negru se numește acum ilmenit. Klaproth știa că pastorul a fost primul care a descoperit dioxidul și nu s-a prefăcut că îl descoperă (mai ales că descoperise deja Uranus și Zirconium). Dar comunitatea științifică a acceptat mai mult eforturile omului de știință decât ale preotului. Acum se crede că atât Gregor cât și Klaproth au fost implicați în mod egal și „împreună” au descoperit Titan în 1791 (deși pastorul a făcut-o mai întâi).

De ce s-a numit astfel titanul?

În secolul al XVIII-lea, școala franceză a chimistului Lavoisier a avut o influență uriașă. Conform principiilor școlii, noile elemente au fost denumite pe baza lor caracteristici cheie... Conform acestui principiu, ei au denumit Oxigen (generat de aer), Hidrogen (generat de apă) și Azot („fără viață”). Dar Klaproth a criticat acest principiu al lui Lavoisier, deși și-a susținut celelalte învățături. El a decis să-și urmeze propriul principiu: Martin a numit elementele nume mitice, planete și alte nume care nu au nimic de-a face cu proprietățile materiei.
Heinrich Klaproth a fost numit element extras din rutil titan în cinstea primilor locuitori ai planetei Pământ... Titan Prometeu a dat foc oamenilor, iar titanul deschis din metal oferă acum aviației, construcției navale și rachete materiile prime pentru noi descoperiri!

DEFINIȚIE

Titan- cel de-al douăzeci și al doilea element al Tabelului periodic. Denumire - Ti din latina "titan". Situat în a patra perioadă, grupul IVB. Se referă la metale. Încărcarea nucleară este de 22.

Titanul este foarte comun în natură; conținutul de titan din scoarța terestră este de 0,6% (în greutate), adică mai mare decât conținutul de metale utilizate pe scară largă în tehnologie, cum ar fi cuprul, plumbul și zincul.

Ca o substanță simplă, titanul este un metal alb-argintiu (Fig. 1). Se referă la metale ușoare. Refractar. Densitate - 4,50 g / cm 3. Punctele de topire și fierbere sunt respectiv 1668 o C și 3330 o C. Rezistent la coroziune în aer la temperaturi obișnuite, ceea ce se explică prin prezența unei suprafețe a unui film protector al compoziției TiO 2.

Orez. 1. Titan. Aspect.

Greutatea atomică și moleculară a titanului

Greutatea moleculară relativă a substanței(M r) este un număr care arată de câte ori masa unei molecule date este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon și masa atomică relativă a unui element(A r) - de câte ori masa medie a atomilor unui element chimic este mai mare de 1/12 din masa unui atom de carbon.

Deoarece titanul în stare liberă există sub formă de molecule monoatomice de Ti, valorile maselor sale atomice și moleculare coincid. Acestea sunt egale cu 47.867.

Izotopi de titan

Se știe că în natură titanul poate fi sub forma a cinci izotopi stabili 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti și 50 Ti. Numerele lor de masă sunt 46, 47, 48, 49 și respectiv 50. Nucleul izotopului de titan 46Ti conține douăzeci și doi de protoni și douăzeci și patru de neutroni, iar restul izotopilor diferă de acesta doar prin numărul de neutroni.

Există izotopi de titan artificial cu un număr de masă de la 38 la 64, dintre care cel mai stabil este 44 Ti cu un timp de înjumătățire de 60 de ani, precum și doi izotopi nucleari.

Ionii de titan

La nivelul energiei externe a atomului de titan, există patru electroni care sunt valenți:

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

Ca urmare a interacțiunii chimice, titanul renunță la electronii de valență, adică este donatorul lor și se transformă într-un ion încărcat pozitiv:

Ti 0 -2e → Ti 2+;

Ti 0 -3e → Ti 3+;

Ti 0 -4e → Ti 4+.

Molecula și atomul de titan

În stare liberă, titanul există sub formă de molecule monatomice de Ti. Iată câteva proprietăți care caracterizează atomul și molecula de titan:

Aliaje de titan

Principala proprietate a titanului, contribuind la utilizarea sa pe scară largă în tehnologie moderna- rezistență ridicată la căldură atât a titanului în sine, cât și a aliajelor sale cu aluminiu și alte metale. În plus, aceste aliaje sunt rezistente la căldură - rezistente pentru a menține proprietăți mecanice ridicate la temperaturi ridicate. Toate acestea fac din aliajele de titan materiale foarte valoroase pentru aeronave și rachete.

La temperaturi ridicate, titanul se combină cu halogeni, oxigen, sulf, azot și alte elemente. Aceasta este baza utilizării aliajelor de titan-fier (ferrotittan) ca aditiv la oțel.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Calculați cantitatea de căldură eliberată în timpul reducerii clorurii de titan (IV) cu o masă de 47,5 g cu magneziu. Ecuația termochimică a reacției este următoarea:
Soluţie	Să rescriem ecuația termochimică a reacției: TiCI 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2 = 477 kJ. Conform ecuației reacției, au intrat în ea 1 mol de clorură de titan (IV) și 2 mol de magneziu. Să calculăm masa clorurii de titan (IV) conform ecuației, adică masa teoretică (masa molară - 190 g / mol): m teoretic (TiCI4) = n (TiCI4) × M (TiCI4); m teoretic (TiCl4) = 1 × 190 = 190 g. Să facem proporția: m prac (TiCl 4) / m teorem (TiCl 4) = Q prac / Q teor. Apoi, cantitatea de căldură eliberată în timpul reducerii clorurii de titan (IV) cu magneziu este: Q prac = Q teorem × m prac (TiCl 4) / m teorem; Q prac = 477 × 47,5 / 190 = 119,25 kJ.
Răspuns	Cantitatea de căldură este de 119,25 kJ.

Metal de înaltă rezistență cu multe proprietăți unice. Inițial, a fost folosit în industriile militare și de apărare. Dezvoltarea diferitelor ramuri ale științei a dus la utilizarea mai largă a titanului.

Titan în construcția de aeronave

Pe lângă rezistența ridicată, titanul se distinge și prin ușurința sa. Acest metal este utilizat pe scară largă în construcția de aeronave. Titanul și aliajele sale, datorită proprietăților lor fizice și mecanice, sunt materiale structurale de neînlocuit.

Fapt interesant: până în anii 60, titanul a fost utilizat în principal pentru fabricarea turbinelor cu gaz pentru motoarele de aeronave. Mai târziu, metalul a început să fie folosit la fabricarea pieselor pentru consolele de aeronave.

Astăzi, titanul este utilizat pentru fabricarea pielii aeronavelor, a elementelor portante, a pieselor motorului și multe altele.

Titanul în știința rachetelor și tehnologia spațială

În spațiul deschis, orice obiect este supus atât la temperaturi foarte scăzute, cât și la temperaturi ridicate. În plus, există și radiații și particule care se mișcă cu viteză mare.

Materialele care pot rezista la toate condițiile dure includ oțelul, platina, tungstenul și titanul. Pentru o serie de indicatori, se preferă metalul din urmă.

Titanul în construcția navală

În construcția navală, titanul și aliajele sale sunt utilizate pentru placarea navelor, precum și la fabricarea pieselor pentru conducte și pompe.

Densitatea redusă a titanului face posibilă creșterea manevrabilității navelor și, în același timp, reducerea greutății acestora. Rezistența ridicată la coroziune și eroziune a metalului contribuie la o creștere a duratei de viață (piesele nu ruginesc și nu se împrăștie).

De asemenea, dispozitivele de navigație sunt fabricate din titan, deoarece acest metal are și proprietăți magnetice slabe.

Titan în inginerie mecanică

Aliajele de titan sunt utilizate în producția de țevi pentru echipamente de schimb de căldură, condensatoare de turbină și suprafețele interne ale coșurilor de fum.

Datorită proprietăților sale de rezistență ridicată, titanul vă permite să prelungiți durata de viață a echipamentelor și să economisiți la reparații.

Titanul în industria petrolului și gazului

Țevile din aliaj de titan vă vor ajuta să atingeți adâncimi de găurire de până la 15-20 km. Acestea sunt extrem de durabile și nu sunt supuse la o deformare la fel de mare ca și alte metale.

Astăzi, produsele din titan sunt utilizate cu succes în dezvoltarea zăcămintelor de petrol și gaze din apele adânci. Coturile, țevile, flanșele, adaptoarele etc. sunt fabricate din metal de înaltă rezistență. În plus, rezistența la coroziune a titanului față de apa de mare joacă un rol imens pentru o funcționare de înaltă calitate.

Titanul în industria auto

Greutatea mai mică în industria auto ajută la reducerea consumului de combustibil și, astfel, la reducerea emisiilor. Și aici titanul și aliajele sale vin în ajutor. Pentru mașini (în special de curse), arcurile, supapele, șuruburile, arborii de transmisie și sistemele de evacuare sunt fabricate din titan.

Titan în construcție

Datorită capacității sale de a rezista celor mai cunoscuți factori negativi mediu inconjurator, titanul și-a găsit aplicarea în construcții. Este utilizat pentru placarea exterioară a clădirilor, placarea coloanelor, ca materiale pentru acoperișuri, cornișe, plafoane, elemente de fixare etc.

Titanul în medicină

Și în medicină, o nișă imensă era ocupată de produse din titan și aliajele sale. Instrumentele chirurgicale, protezele, implanturile dentare și fixatoarele intraosoase sunt fabricate din acest metal puternic, ușor, hipoalergenic și durabil.

Titanul în sport

Datorită aceleiași rezistențe și ușurințe, titanul este popular în producția de echipamente sportive. Acest metal este folosit pentru a produce piese pentru biciclete, cluburi de golf, piolet, echipamente pentru turism și alpinism, lame pentru patine, cuțite de scufundări, pistoale (sporturi de tragere și agenții de aplicare a legii).

Titan în bunuri de larg consum

Stilouri stilou și pixuri, bijuterii, ceasuri, vase și ustensile de grădină, cutii pentru telefoane mobile, calculatoare, televizoare.

Interesant: clopotele sunt fabricate din titan. Au un sunet frumos și neobișnuit.

Alte utilizări pentru titan

Printre altele, dioxidul de titan a fost utilizat pe scară largă. Este folosit ca pigment alb pentru producerea de vopsele și lacuri. Această pulbere albă are o mare putere de ascundere, adică capabil să acopere orice culoare deasupra căreia este aplicată.

Când dioxidul de titan este aplicat pe suprafața hârtiei, acesta capătă o imprimabilitate și o netezime ridicate.

Denumirea E171 de pe ambalajul gumelor de mestecat și a dulciurilor indică prezența dioxidului de titan. În plus, acest compus pătează bețișoare de crab, prăjituri, medicamente, creme, geluri, șampoane, carne tocată, tăiței, ușurează făina și glazura.

Foi de titan - laminate și foi de titan VT1-0, VT20, OT4.