Titanium anong uri ng mga metal na katangian. Nagtatampok ang Titanium bilang isang metal na may mahusay na paglaban sa kaagnasan. Pagsusuri ng mga merkado ng pagkonsumo

Ang kumbinasyon ng lakas at gaan sa isang sangkap ay isang parameter na napakahalaga na ang iba pang mga katangian at tampok ng materyal ay maaaring ganap na balewalain. mahal sa, lumalaban sa temperatura lamang sa ultra-purong form, mahirap gamitin, ngunit lahat ng ito ay naging pangalawa sa paghahambing sa kombinasyon ng mababang timbang at mataas na lakas.

Sasabihin sa iyo ng artikulong ito tungkol sa paggamit ng titanium sa military aviation, industriya, gamot, konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid, paggawa ng alahas, mga titanium alloys, at gamit sa sambahayan.

Ang larangan ng paggamit ng metal ay magiging mas malawak kung hindi dahil sa mataas na halaga ng pagkuha nito. Dahil dito, ang titanium ay ginagamit lamang sa mga lugar na kung saan ang paggamit ng tulad ng isang mamahaling sangkap ay nabibigyang katwiran sa ekonomiya. Tinutukoy nito ang paggamit ng hindi lamang lakas at gaan, kundi pati na rin ang paglaban sa kaagnasan, maihahambing sa paglaban ng mga mahahalagang metal at tibay.

Ang mga katangian ng metal ay lubos na nakasalalay sa kadalisayan, samakatuwid ang paggamit ng panteknikal at dalisay na titan ay itinuturing na 2 magkakahiwalay na isyu.

Tungkol sa mga pag-aari dahil sa aling titanium ang malawak na ginagamit sa industriya, sasabihin ng video na ito:

Teknikal na metal

Ang teknikal na titan ay maaaring maglaman ng iba't ibang mga impurities na hindi nakakaapekto mga katangiang kemikal mga sangkap, gayunpaman, na may epekto sa pisikal. Ang teknikal na titan ay nawalan ng isang napakahalagang kalidad tulad ng paglaban ng init at ang kakayahang magtrabaho sa temperatura na higit sa 500-600 C. Ngunit ang paglaban sa kaagnasan nito ay hindi bumabawas sa anumang paraan.

• Ito ang dahilan para sa paggamit nito - sa industriya ng kemikal at sa anumang ibang lugar kung saan kinakailangan upang matiyak ang paglaban ng mga produkto sa agresibong mga kapaligiran. Ginagamit ang titanium upang makagawa ng mga tangke ng imbakan, mga kabit, bahagi ng mga reactor, pipeline at pump, na ang layunin ay ilipat ang mga inorganic at organic acid at base. Karamihan sa mga titanium alloys ay may parehong mga katangian.
• Ang mababang timbang kasama ang paglaban sa kaagnasan ay nagbibigay ng iba pang mga application - sa paggawa ng kagamitan sa transportasyon, lalo na, transportasyon ng riles... Ang paggamit ng mga sheet ng titan at tungkod sa paggawa ng mga bagon at tren ay nagbibigay-daan upang bawasan ang dami ng mga tren, at, samakatuwid, upang mabawasan ang laki ng mga kahon ng ehe at leeg, na ginagawang mas mahusay ang traksyon.

Sa mga ordinaryong kotse, ang mga sistema ng maubos na gas at mga spring ng coil ay ginawa mula sa titan. Sa mga karerang kotse, ang mga yunit ng pagmamaneho ng titan ay maaaring makabuluhang magaan ang kotse at pagbutihin ang mga katangian nito.

• Ang titanium ay lubhang kailangan sa paggawa ng mga nakabaluti na sasakyan: dito napapansin ang kumbinasyon ng lakas at kagaanan.
• Ang mataas na paglaban sa kaagnasan at kagaanan ay ginagawang kaakit-akit ang materyal para sa mga application ng naval. Ginagamit ang titanium sa paggawa ng mga manipis na pader na tubo at mga heat exchange, muffler ng tambutso sa mga submarino, balbula, propeller, elemento ng turbine, at iba pa.

Mga produktong Titanium (larawan)

Purong metal

Ang purong metal ay nagpapakita ng napakataas na paglaban ng init, kakayahang magtrabaho sa ilalim ng mataas na pagkarga at mataas na kondisyon ng temperatura. At, binigyan ng mababang timbang, ang paggamit ng metal sa rocket at konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid ay maliwanag.

• Ang metal at mga haluang metal nito ay ginagamit upang makagawa ng mga bahagi ng pangkabit, balat, mga bahagi ng chassis, set ng kuryente, at iba pa. Bilang karagdagan, ang materyal ay ginagamit sa disenyo ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, na nagpapahintulot sa kanila na bawasan ang kanilang timbang ng 10-25%.
• Ang mga Rocket, kapag dumadaan sa mga siksik na layer ng himpapawid, nakakaranas ng napakalaking pagkarga. Ang paggamit ng titan at mga haluang metal nito ay ginagawang posible upang malutas ang problema ng static na pagtitiis ng aparato, lakas ng pagkapagod at, sa ilang sukat, gumapang.
• Ang isa pang aplikasyon ng purong titan ay ang paggawa ng mga bahagi para sa mga de-kuryenteng aparato ng vacuum na dinisenyo para sa pagpapatakbo sa ilalim ng labis na mga kondisyon.
• Napakahalaga ng metal sa paggawa ng teknolohiya ng cryogenic: ang lakas ng titanium ay tumataas lamang sa pagbawas ng temperatura, ngunit sa parehong oras ay nananatili ang ilang kalagkitan.
• Ang Titanium ay marahil ang pinaka biologically inert na sangkap. Ginagamit ang komersyal na purong metal para sa lahat ng uri ng panlabas at panloob na mga prosteyt, hanggang sa mga balbula ng puso. Ang Titanium ay katugma sa biological tissue at hindi naging sanhi ng isang solong kaso ng allergy. Bilang karagdagan, ang materyal ay ginagamit para sa mga instrumento sa pag-opera, wheelchair, wheelchair, at iba pa.

Gayunpaman, para sa lahat ng paglaban sa temperatura at tibay nito, ang metal ay hindi ginagamit sa paggawa ng mga bearings, bushings at iba pang mga bahagi kung saan ipinapalagay ang alitan. Ang Titanium ay may mababang mga katangian ng antifriction at ang isyu na ito ay hindi malulutas sa tulong ng mga additives.

Ang Titanium ay mahusay na pinakintab, anodized - may kulay na anodizing, samakatuwid ito ay madalas na ginagamit sa mga likhang sining at sa arkitektura. Ang isang halimbawa ay isang monumento sa unang artipisyal na satellite ng mundo o isang monumento. Yuri Gagarin.

Sa ibaba ay ilalarawan namin ang pagmamarka sa mga produktong titanium, mga tagubilin para sa paggamit nito at iba pang mahahalagang punto ng paggamit ng metal sa konstruksyon.

Ipinapakita ng video sa ibaba ang proseso ng titanium andonization:

Ang paggamit nito sa konstruksyon

Siyempre, ang bahagi ng leon ng titan ay ginagamit sa konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid at sa industriya ng transportasyon, kung saan ang kombinasyon ng lakas at kagaanan ay lalong mahalaga. Gayunpaman, ang materyal ay ginagamit din sa pagtatayo, at gagamitin nang mas malawak, kung hindi para sa mataas na gastos.

Titanium plating

Ang teknolohiyang ito ay hindi pa rin laganap, ngunit, halimbawa, sa Japan, ang mga sheet ng titan ay napakalawak na ginagamit para sa bubong at maging ng mga panloob na interior. Ang bahagi ng materyal na ginamit sa pagtatayo ay makabuluhang mas mataas kaysa sa pagbabahagi na ginamit sa sektor ng pagpapalipad.

Ito ay sanhi ng pareho sa tibay ng isang cladding at sa kamangha-manghang mga pandekorasyon na kakayahan. Sa pamamagitan ng pamamaraan ng anodic oxidation sa ibabaw ng sheet, posible na makakuha ng isang layer ng mga oxide ng iba't ibang mga kapal. Binabago nito ang kulay. Sa pamamagitan ng pagbabago ng oras at pagsusukat ng pagsusubo, maaari kang makakuha ng dilaw, turkesa, asul, rosas, berdeng mga kulay.

Ang anodizing sa isang nitrogen na kapaligiran ay gumagawa ng mga sheet na may isang titanium nitride layer. Kaya, isang iba't ibang mga kulay ng ginto ang nakuha. Ang teknolohiyang ito ay ginagamit sa pagpapanumbalik ng mga monumento ng arkitektura - halimbawa ng pagpapanumbalik ng mga simbahan.

Mga seam ng bubong

Ang pagpipiliang ito ay naging napakalat. Ngunit, gayunpaman, hindi ito batay sa titanium mismo, ngunit ang haluang metal nito.

Sa kanilang sarili, ang mga nakatiklop na bubong ay kilala sa napakatagal na panahon, ngunit hindi naging popular sa mahabang panahon. Gayunpaman, ngayon, salamat sa fashion para sa hi-so at mga istilong tekno, mayroong pangangailangan para sa sirang at spline ibabaw, lalo na ang mga papunta sa harapan ng gusali. At nagbibigay ito ng ganitong pagkakataon.

Ang kakayahang humubog ay halos walang hanggan. At ang paggamit ng haluang metal ay nagbibigay ng parehong pambihirang lakas at ang pinaka-hindi pangkaraniwang hitsura... Kahit na sa pagkamakatarungan, ang batayang brushing na kulay ng asero ay itinuturing na pinaka kagalang-galang.

Dahil ang zinc-titanium ay may lubos na disenteng kalagkitan, iba't ibang mga kumplikadong pandekorasyon na detalye ay ginawa mula sa haluang metal: bubong ng bubong, hindi tinatagusan ng tubig na paglusot, mga cornice, atbp.

Ang nasabing lugar ng aplikasyon ng titanium bilang facade cladding ay tinalakay nang maikli sa ibaba.

Pag-cladding sa harapan

Ang zinc-titanium ay ginagamit din sa paggawa ng mga cladding panel. Ginagamit ang mga panel kapwa para sa mga nakaharap na harapan at para sa pagtatapos ng loob. Ang dahilan ay pareho - isang kumbinasyon ng lakas, natatanging gaan at dekorasyon.

Ang mga panel ng iba't ibang mga hugis ay ginawa - sa anyo ng mga lamellas, rhombus, modules, kaliskis, at iba pa. Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay ang mga panel ay maaaring hindi flat, ngunit kumuha ng halos anumang volumetric na hugis. Bilang isang resulta, ang gayong dekorasyon ay posible sa mga pader at gusali ng anumang, pinaka-hindi maisip na pagsasaayos.

Ang kagaanan ng produkto ay humantong sa isa pang ganap na natatanging application. Ang isang maginoo na naka-ventilated na harapan ay nagpapahiwatig din ng isang agwat sa pagitan ng cladding at ng pagkakabukod. Gayunpaman, ang magaan na mga panel ng titan ng zinc ay maaaring mai-attach sa mga mekanismo ng pagbubukas na palipat-lipat, na bumubuo ng isang sistema tulad ng isang bulag. Ang mga plate ay maaaring lumihis mula sa eroplano ng isang anggulo ng 90 degree, kung kinakailangan.

Ang Titanium ay may natatanging kumbinasyon ng lakas, kagaanan at paglaban ng kaagnasan. Natutukoy ng mga katangiang ito ang paggamit nito, sa kabila ng mataas na halaga ng materyal.

Sasabihin sa iyo ng video na ito kung paano gumawa ng singsing na titanium:

Titanium- magaan, matibay na metal ng kulay-pilak-puting kulay. Ito ay umiiral sa dalawang mala-kristal na mga pagbabago: α-Ti na may isang hexagonal malapit na naka-latt na lattice, β-Ti na may kubiko na naka-centro na pag-iimpake ng katawan, temperatura ng pagbabago ng polymorphic na 883 ° C. Ang mga titanium at titanium alloys ay nagsasama ng gaan, lakas, mataas na kaagnasan paglaban, mababang thermal coefficient. pagpapalawak, ang kakayahang magtrabaho sa isang malawak na saklaw ng temperatura.

Tingnan din:

ISTRUKTURA

Ang Titanium ay may dalawang pagbabago sa allotropic. Ang pagbabago ng mababang temperatura, na umiiral hanggang sa 882 ° C, ay may isang hexagonal malapit na naka-pack na sala-sala na may mga panahon a = 0.296 nm at c = 0.472 nm. Ang pagbabago ng mataas na temperatura ay may isang body-centered cube lattice na may isang panahon ng a = 0.332 nm.
Ang pagbabago ng polymorphic (882 ° C) sa mabagal na paglamig ay nangyayari ayon sa normal na mekanismo sa pagbuo ng mga equiaxed butil, at sa mabilis na paglamig, ayon sa mekanismo ng martensitic na may pagbuo ng isang acicular na istraktura.
Ang Titanium ay may mataas na kaagnasan at paglaban ng kemikal dahil sa isang proteksiyon na pelikula ng oksido sa ibabaw nito. Hindi ito dumidulas sa sariwa at tubig dagat, mga mineral acid, aqua regia, atbp.

ARI-ARIAN

Ang natutunaw na punto ay 1671 ° C, ang kumukulong punto ay 3260 ° C, ang density ng α-Ti at β-Ti ay, ayon sa pagkakabanggit, 4.505 (20 ° C) at 4.32 (900 ° C) g / cm³, density ng atomic na 5.71 × 1022 sa / cm³. Plastiko, ma-weldable sa isang inert na kapaligiran.
Ang komersyal na titan na ginamit sa industriya ay naglalaman ng mga impurities ng oxygen, nitrogen, iron, silikon at carbon, na nagpapataas ng lakas nito, binabawasan ang plasticity at nakakaapekto sa temperatura ng pagbabago ng polymorphic, na nangyayari sa saklaw na 865-920 ° C. Para sa mga teknikal na marka ng titan VT1-00 at VT1-0, ang density ay tungkol sa 4.32 g / cm 3, ang lakas na makunat ay 300-550 MN / m 2 (30-55 kgf / mm 2), ang pagpahaba ay hindi mas mababa sa 25 %, ang tigas ng Brinell ay 1150 -1650 Mn / m 2 (115-165 kgf / mm 2). Ito ay isang paramagnetic. Ang pagsasaayos ng panlabas na shell ng electron ng Ti atom ay 3d24s2.

Ito ay may isang mataas na lapot, sa panahon ng pag-machining madali itong dumikit sa tool sa paggupit, at samakatuwid ay nangangailangan ng aplikasyon ng mga espesyal na patong sa tool, iba't ibang mga pampadulas.

Sa normal na temperatura, natatakpan ito ng isang proteksiyon na passivating film ng TiO 2 oxide, dahil dito, lumalaban ito sa kaagnasan sa karamihan ng mga kapaligiran (maliban sa alkaline). Ang dust ng titan ay may posibilidad na sumabog. Flash point 400 ° C.

RESERVE AT PRODUKSYON

Ang pangunahing mga ores ay ilmenite (FeTiO 3), rutile (TiO 2), titanite (CaTiSiO 5).

Para sa 2002, 90% ng titanium mine na ginamit para sa paggawa ng titanium dioxide TiO 2. Ang produksyon ng mundo ng titanium dioxide ay 4.5 milyong tonelada bawat taon. Ang mga nakumpirmang reserba ng titanium dioxide (hindi kasama ang Russia) ay umaabot sa halos 800 milyong tonelada. Para sa 2006, ayon sa US Geological Survey, sa mga tuntunin ng titanium dioxide at hindi kasama ang Russia, ang mga reserba ng ilmenite ores ay 603-673 milyong tonelada, at ng rutile ores - 49.7- 52.7 milyong tonelada.Kaya, sa kasalukuyang rate ng pagkuha ng napatunayan na mga reserbang titanium ng mundo (hindi kasama ang Russia) ay sapat na sa higit sa 150 taon.

Ang Russia ang may pangalawang pinakamalaking reserba ng titanium sa buong mundo pagkatapos ng Tsina. Ang base ng mapagkukunan ng mineral ng titan sa Russia ay binubuo ng 20 mga deposito (kung saan 11 ang pangunahing at 9 ang mga placer deposit), na medyo pantay na nakakalat sa buong bansa. Ang pinakamalaki sa mga tuklasin na deposito ay matatagpuan 25 km mula sa lungsod ng Ukhta (Komi Republic). Ang mga reserba ng deposito ay tinatayang sa 2 bilyong tonelada.

Ang titanium ore concentrate ay napapailalim sa sulphuric acid o pagproseso ng pyrometallurgical. Ang produkto ng paggamot ng sulpuriko acid ay ang tanium dioxide TiO 2 na pulbos. Sa pamamagitan ng pamamaraang pyrometallurgical, ang mineral ay sintered ng coke at ginagamot ng murang luntian, tumatanggap ng titanium tetrachloride na singaw na 850 ° C at nabawasan ng magnesiyo.

Ang nagresultang titanium na "espongha" ay muling ginawang at pinong. Ang mga pagtuon ng ilmenite ay nabawasan sa mga electric arc furnace na may kasunod na chlorination ng mga titanium slag na lumabas.

PINANGGALINGAN

Ang Titanium ay ang ika-10 na pinaka-sagana sa likas na katangian. Ang nilalaman sa crust ng mundo ay 0.57% ng timbang, sa tubig sa dagat - 0.001 mg / l. Sa mga ultrabasic na bato 300 g / t, sa pangunahing mga bato - 9 kg / t, sa mga acidic na bato 2.3 kg / t, sa mga lempeng at shales na 4.5 kg / t. Sa crust ng lupa, ang titanium ay halos palaging hindi nakakainit at naroroon lamang sa mga compound ng oxygen. Hindi natagpuan sa libreng form. Ang Titanium sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-uulat at sedimentation ay may geochemical affinity para sa Al 2 O 3. Ito ay naka-concentrate sa bauxite ng weathering crust at sa mga sea sediment ng luwad.
Ang Titanium ay inililipat sa anyo ng mga mechanical fragment ng mga mineral at sa anyo ng mga colloids. Hanggang sa 30% TiO 2 ayon sa timbang ang naipon sa ilang mga clay. Ang mga mineral na Titanium ay lumalaban sa pag-aayos ng panahon at bumubuo ng malalaking konsentrasyon sa mga placer. Mahigit sa 100 mga mineral ang alam na naglalaman ng titan. Ang pinakamahalaga sa kanila: rutile TiO 2, ilmenite FeTiO 3, titanomagnetite FeTiO 3 + Fe3O 4, perovskite CaTiO 3, titanite CaTiSiO 5. Mayroong pangunahing mga titanium ores - ilmenite-titanomagnetite at placer ores - rutile-ilmenite-zircon.
Ang mga deposito ng Titanium ay matatagpuan sa South Africa, Russia, Ukraine, China, Japan, Australia, India, Ceylon, Brazil, South Korea, at Kazakhstan. Sa mga bansa ng CIS, ang Russian Federation (58.5%) at Ukraine (40.2%) ang kumukuha ng nangungunang lugar sa paggalugad ng mga reserba ng titanium ores.

APLIKASYON

Ang mga titanium alloys ay may mahalagang papel sa aeronautical engineering, kung saan ang layunin ay upang makuha ang pinakamagaan na disenyo na sinamahan ng kinakailangang lakas. Ang titanium ay magaan kumpara sa iba pang mga metal, ngunit sa parehong oras maaari itong gumana sa mataas na temperatura. Ang mga Titanium alloys ay ginagamit para sa paggawa ng cladding, mga fastening bahagi, set ng kuryente, mga bahagi ng chassis, at iba't ibang mga yunit. Gayundin, ang mga materyales na ito ay ginagamit sa mga istraktura ng aviation jet engine... Pinapayagan kang mabawasan ang kanilang timbang ng 10-25%. Ginagamit ang mga titanium alloys upang makagawa ng mga compressor disk at blades, mga bahagi ng paggamit ng hangin at mga gabay na van, at mga fastener.

Gayundin ang titan at ang mga haluang metal nito ay ginagamit sa rocketry. Sa pananaw ng panandaliang pagpapatakbo ng mga makina at ang mabilis na pagdaan ng mga siksik na layer ng himpapawid sa rocketry, ang mga problema sa lakas ng pagkapagod, static na pagtitiis, at bahagyang gumapang ay higit na natanggal.

Dahil sa hindi sapat na mataas na lakas na pang-init, ang teknikal na titan ay hindi angkop para magamit sa pagpapalipad, ngunit dahil sa sobrang mataas na paglaban sa kaagnasan, sa ilang mga kaso kinakailangan ito sa industriya ng kemikal at paggawa ng mga bapor. Ginagamit ito sa paggawa ng mga compressor at pump para sa pagbomba ng agresibong media tulad ng sulfuric at hydrochloric acid at kanilang mga asing-gamot, pipeline, shut-off valves, autoclave, iba't ibang mga uri ng lalagyan, filter, atbp. Ang titanium lamang ang lumalaban sa kaagnasan sa mga kapaligiran tulad ng mahalumiglang klorin, may tubig at acidic na klorin na solusyon, samakatuwid, ang kagamitan para sa industriya ng kloro ay ginawa mula sa metal na ito. Ang mga heat exchanger ay gawa sa titanium na nagpapatakbo sa mga kinakaing unos na kapaligiran, halimbawa, sa nitric acid (hindi fuming). Sa paggawa ng barko, ginagamit ang titan para sa paggawa ng mga propeller, paglalagay ng barko, mga submarino, torpedoes, atbp. Ang mga shell ay hindi sumunod sa titanium at mga haluang metal nito, na masidhing nagdaragdag ng paglaban ng daluyan sa panahon ng paggalaw nito.

Ang mga Titanium alloys ay nangangako para magamit sa maraming iba pang mga application, ngunit ang kanilang pagkalat sa teknolohiya ay napipigilan ng mataas na gastos at kakulangan ng titan.

Titanium - Ti

Klasipikasyon

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

Kasaysayan ng pagtuklas ng Titanium hindi mahulaan at napaka-adik. Sino sa palagay mo ang natuklasan na titan? Ang mga pagpipilian ay:

1. Siyentista.
2. Nakaranas ng mineralogist.
3. Forester.
4. Pari.

Natuklasan at natagpuan ni Titan Pari ng Britain noong 1791 sa Menakin Valley (sa ibaba ng lokasyon ay ipinapakita sa Google map):

Paano natuklasan ng pari na si Ullillam Gregor ang titan?

Ang Mineralogy ay hindi propesyon ng pastor. Sa halip, ito ay isang libangan, isang pagkahilig. Ang pagtuklas ng titan ay isang mahusay na tagumpay at ang pinaka natitirang kilos sa buhay ni Gregor. Nakuha niya ang titan salamat sa maitim na buhangin, na nakita niya sa lokal na tulay sa Menakin Valley. Si Gregor ay interesado sa pang-akit ng buhangin, katulad ng antrasite, at nagpasya siyang mag-eksperimento sa paghahanap sa kanyang mini-laboratoryo.
Inilubog ng pari ang isang sample ng nahanap na buhangin sa hydrochloric acid. Bilang isang resulta, ang ilaw na bahagi ng sample ay natunaw at ang maitim na buhangin lamang ang nanatili. Pagkatapos ay ibinuhos ni William ang buhangin sulfuric acid na natunaw ang natitirang sample. Nagpasya na ipagpatuloy ang eksperimento, pinainit ni Gregor ang solusyon at nagsimula itong maging maulap. Ang resulta ay tulad ng gatas ng kalamansi:

Nagulat si Gregor ng lilim ng suspensyon, ngunit hindi sapat upang makagawa ng matapang na konklusyon tungkol sa pagtuklas ng bagong elemento na Ti. Nagpasya siyang magdagdag pa ng acid H2SO4, ngunit hindi nawala ang ulap. Pagkatapos ay nagpatuloy ang pastor sa pag-init ng slurry hanggang sa ang likido ay tuluyang naalis. Ang isang puting pulbos ay nanatili sa lugar nito:

Noon napagpasyahan ni William Gregor na nakikipag-usap siya sa isang hindi kilalang uri ng kalamansi. Agad niyang binago ang kanyang isip pagkatapos ng pagkalkula ng pulbos (pagpainit sa 400 degree Celsius at pataas) - ang sangkap ay naging dilaw. Hindi makilala ang natuklasan, tumawag siya para sa tulong mula sa kanyang kaibigan, na, hindi katulad ng pastor, ay propesyonal na nakikibahagi sa mineralogy. Ang kanyang kaibigan, ang siyentipikong si Hawkins, ay nagkumpirma ng pagtuklas - ito bagong item!
Susunod, nag-apply ang pastor para matuklasan ang elemento. v " Physics journal"Tinawag niya ang nahanap na bato na" menakanite ", ang nakuha na oksido" menakin". Ngunit ang elemento mismo ay hindi nakatanggap ng isang pangalan noon ...
Bilang parangal sa pagtuklas ng titanium, isang plake ang itinayo noong Abril 2002 sa lugar na malapit sa tulay kung saan natagpuan ni William Gregor ang "kakaibang" maitim na buhangin. Nang maglaon, nagpasya ang pari na suriin ang pag-aaral ng mga mineral at binuksan ang kanyang sariling Geological Society sa bayan Cornwell. Natagpuan din niya ang titan sa Tibetan corundum at lata sa kanyang lugar.
Memoryal na plaka:

Sino ang nagbigay ng pangalan sa metal na Titan?

Martin Heinrich Klaproth Nag-aalangan ako tungkol sa artikulo mula sa "Physical Journal" tungkol sa pagtuklas ng menakin. Pagkatapos ay natuklasan nila ang maraming bagay. Ang siyentista mismo ang natuklasan Uranus at Zirconium! Nagpasya siyang subukan ang katotohanan ng mga salita ng pari sa pagsasanay. Habang naghahanap, natuklasan ko ang isang tiyak na "Hungarian red sherl" at nagpasyang mabulok ito sa mga elemento. Bilang isang resulta, nakatanggap siya ng isang puting pulbos na katulad ni Gregorovsky. Matapos ihambing ang mga density, naka-out na ito ang parehong sangkap.

Ang pari at ang tanyag na siyentipiko ay natuklasan ang parehong mineral - hindi ito Menakin o Sherl, ngunit rutile. Ang bato kung saan natagpuan ni Gregor ang itim na buhangin ay tinatawag na ngayong ilmenite. Alam ni Klaproth na ang pastor ang unang nakadiskubre ng dioxide at hindi nagpapanggap na nadiskubre ito (lalo na't natuklasan na niya sina Uranus at Zirconium). Ngunit ang pang-agham na pamayanan ay tinanggap ang mga pagsisikap ng siyentipiko higit sa pari. Pinaniniwalaan ngayon na ang parehong Gregor at Klaproth ay pantay na kasangkot at "magkasama" na natuklasan si Titan noong 1791 (bagaman unang ginawa ito ng pastor).

Bakit pinangalanan ang titanium?

Noong ika-18 siglo, ang paaralang Pranses ng chemist na si Lavoisier ay nagkaroon ng malaking impluwensya. Ayon sa mga prinsipyo ng paaralan, ang mga bagong elemento ay pinangalanan batay sa kanilang pangunahing tampok... Ayon sa prinsipyong ito, pinangalanan nila ang Oxygen (nabuo ng hangin), Hydrogen (nabuo ng tubig) at Nitrogen ("walang buhay"). Ngunit si Klaproth ay kritikal sa prinsipyong ito ng Lavoisier, bagaman suportado niya ang iba pa niyang mga aral. Napagpasyahan niyang sundin ang kanyang sariling prinsipyo: Tinawag ni Martin ang mga elemento na mitical na pangalan, planeta at iba pang mga pangalan na walang kinalaman sa mga katangian ng bagay.
Heinrich Klaproth na pinangalanang elemento na nakuha mula sa rutile titanium bilang parangal sa mga unang naninirahan sa planeta Earth... Ang Titan Prometheus ay nagbigay ng apoy sa mga tao, at ang bukas na metal na titan ay nagbibigay na ngayon ng aviation, paggawa ng barko at rocketry ng mga hilaw na materyales para sa mga bagong tuklas!

KAHULUGAN

Titanium- ang dalawampu't ikalawang elemento ng Periodic Table. Pagtatalaga - Ti mula sa Latin na "titanium". Matatagpuan sa ika-apat na panahon, pangkat ng IVB. Tumutukoy sa mga metal. Ang singil sa nukleyar ay 22.

Ang titan ay napaka-pangkaraniwan sa likas na katangian; ang nilalaman ng titanium sa crust ng mundo ay 0.6 wt%, ibig sabihin mas mataas kaysa sa nilalaman ng mga metal na malawakang ginagamit sa teknolohiya, tulad ng tanso, tingga at sink.

Bilang isang simpleng sangkap, ang titan ay isang kulay-pilak na puting metal (Larawan 1). Tumutukoy sa mga magaan na metal. Refractory. Densidad - 4.50 g / cm 3. Ang pagkatunaw at mga kumukulong puntos ay 1668 o C at 3330 o C, ayon sa pagkakabanggit. Lumalaban sa kaagnasan sa hangin sa ordinaryong temperatura, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang proteksiyon na pelikula ng komposisyon TiO 2 sa ibabaw nito.

Bigas 1. Titanium. Hitsura

Atomic at molekular bigat ng titan

Kamag-anak na bigat na molekular ng sangkap Ang (M r) ay isang bilang na nagpapakita kung gaano karaming beses ang masa ng isang naibigay na molekula ay mas malaki sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom, at kamag-anak atomic masa ng isang elemento(A r) - kung gaano karaming beses ang average na masa ng mga atomo ng isang sangkap ng kemikal ay higit sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom.

Dahil ang titan sa malayang estado ay umiiral sa anyo ng mga monoatomic Ti na mga Molekyul, ang mga halaga ng mga atomic at molekular na masa nito ay magkasabay. Ang mga ito ay katumbas ng 47.867.

Titanium isotopes

Alam na sa likas na katangian ang titan ay matatagpuan sa anyo ng limang matatag na mga isotop 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti at 50 Ti. Ang kanilang mga numero sa masa ay 46, 47, 48, 49 at 50, ayon sa pagkakabanggit. Ang nucleus ng 46Ti titanium isotope ay naglalaman ng dalawampu't dalawang proton at dalawampu't apat na neutron, at ang natitirang mga isotop ay naiiba lamang dito sa bilang ng mga neutron.

Mayroong mga artipisyal na titanium isotop na may mga bilang ng masa mula 38 hanggang 64, bukod dito ang pinaka-matatag ay 44 Ti na may kalahating-buhay na 60 taon, pati na rin ang dalawang mga isotopang nukleyar.

Mga Titanium ion

Sa antas ng panlabas na enerhiya ng titanium atom, mayroong apat na electron, na valence:

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

Bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal, binibigyan ng titan ng mga valence electron nito, ibig sabihin ang kanilang donor, at naging positibong sisingilin na ion:

Ti 0 -2e → Ti 2+;

Ti 0 -3e → Ti 3+;

Ti 0 -4e → Ti 4+.

Molekyul at atomo ng titan

Sa malayang estado, umiiral ang titanium sa anyo ng mga monatomic Ti na mga molekula. Narito ang ilang mga katangian na nagpapakilala sa atom at Molekyul ng titan:

Titanium alloys

Ang pangunahing pag-aari ng titan, na nag-aambag sa malawakang paggamit nito sa modernong teknolohiya- mataas na paglaban ng init ng parehong titanium mismo at mga haluang metal nito na may aluminyo at iba pang mga metal. Bilang karagdagan, ang mga haluang metal na ito ay lumalaban sa init - lumalaban upang mapanatili ang mataas na mekanikal na mga katangian sa mataas na temperatura. Ang lahat ng ito ay gumagawa ng mga titanium alloys na napakahalagang mga materyales para sa sasakyang panghimpapawid at rocketry.

Sa mataas na temperatura, pinagsasama ang titan ng mga halogens, oxygen, sulfur, nitrogen at iba pang mga elemento. Ito ang batayan para sa paggamit ng titanium-iron alloys (ferrotittan) bilang isang additive sa bakal.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

HALIMBAWA 2

Ehersisyo	Kalkulahin ang dami ng init na inilabas sa panahon ng pagbawas ng titanium (IV) chloride na may mass na 47.5 g na may magnesiyo. Ang thermochemical equation ng reaksyon ay ang mga sumusunod:
Solusyon	Isulat natin muli ang equation ng thermochemical ng reaksyon: TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2 = 477 kJ. Ayon sa equation ng reaksyon, 1 mol ng titanium (IV) chloride at 2 mol ng magnesium ang pumasok dito. Kalkulahin natin ang masa ng titanium (IV) chloride ayon sa equation, ibig sabihin teoretikal na masa (molar mass - 190 g / mol): m theor (TiCl 4) = n (TiCl 4) × M (TiCl 4); m theor (TiCl 4) = 1 × 190 = 190 g. Gawin nating proporsyon: m prac (TiCl 4) / m theor (TiCl 4) = Q prac / Q theor. Pagkatapos, ang dami ng init na inilabas habang binabawasan ang titanium (IV) chloride na may magnesiyo ay: Q prac = Q theor × m prac (TiCl 4) / m theor; Q prac = 477 × 47.5 / 190 = 119.25 kJ.
Sagot	Ang dami ng init ay 119.25 kJ.

Mataas na lakas na metal na may maraming mga natatanging katangian. Orihinal na ginamit ito sa industriya ng pagtatanggol at militar. Ang pag-unlad ng iba`t ibang mga sangay ng agham ay humantong sa mas malawak na paggamit ng titan.

Titanium sa konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid

Bilang karagdagan sa mataas na lakas nito, ang titan ay nakikilala din ng kagaanan nito. Malawakang ginagamit ang metal na ito sa konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid. Ang Titanium at mga haluang metal nito, dahil sa kanilang pisikal at mekanikal na mga katangian, ay hindi maaaring palitan ang mga istruktura na materyales.

Kagiliw-giliw na katotohanan: hanggang sa 60s, ang titan ay pangunahing ginagamit para sa paggawa ng mga gas turbine para sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid. Nang maglaon, nagsimulang magamit ang metal sa paggawa ng mga bahagi para sa mga console ng sasakyang panghimpapawid.

Ang titan ngayon ay ginagamit para sa paggawa ng balat ng sasakyang panghimpapawid, mga elemento ng pagdadala ng load, mga bahagi ng engine, at marami pa.

Titanium sa rocket science at space technology

Sa bukas na espasyo, ang anumang bagay ay napapailalim sa parehong napakababa at mataas na temperatura. Bilang karagdagan, mayroon ding radiation at mga maliit na butil na gumagalaw sa mataas na bilis.

Ang mga materyal na maaaring makatiis sa lahat ng mapangahas na kundisyon ay may kasamang bakal, platinum, tungsten at titan. Para sa isang bilang ng mga tagapagpahiwatig, ang kagustuhan ay ibinibigay sa huling metal.

Titanium sa paggawa ng barko

Sa paggawa ng barko, ang titan at ang mga haluang metal nito ay ginagamit para sa mga cladding ship, pati na rin sa paggawa ng mga bahagi para sa mga pipeline at pump.

Ang mababang density ng titan ay ginagawang posible upang madagdagan ang kadaliang mapakilos ng mga barko at, sa parehong oras, upang mabawasan ang kanilang timbang. Ang mataas na kaagnasan at pagguho ng pagguho ng metal ay nag-aambag sa isang pagtaas sa buhay ng serbisyo (ang mga bahagi ay hindi kalawang at hindi pinahiram ang kanilang sarili sa pinsala).

Gayundin, ang mga aparato sa pag-navigate ay ginawa mula sa titan, dahil ang metal na ito ay mayroon ding mahina na mga katangian ng magnetiko.

Titanium sa mechanical engineering

Ang mga Titanium alloys ay ginagamit sa paggawa ng mga tubo para sa kagamitan sa pagpapalitan ng init, mga turbine condenser, at panloob na mga ibabaw ng mga chimney.

Dahil sa mataas na mga katangian ng lakas nito, pinapayagan ka ng titan na pahabain ang buhay ng serbisyo ng kagamitan at makatipid sa pag-aayos.

Titanium sa industriya ng langis at gas

Ang mga tubo ng haluang metal na Titanium ay tutulong sa iyo na maabot ang lalim ng pagbabarena ng 15-20 km. Ang mga ito ay lubos na matibay at hindi napapailalim sa mas maraming pagpapapangit tulad ng iba pang mga metal.

Ngayon, ang mga produktong titanium ay matagumpay na ginamit sa pagbuo ng mga deep-water oil at gas na patlang. Ang mga siko, tubo, flanges, adaptor, atbp ay gawa sa mataas na lakas na metal. Dagdag pa, ang paglaban sa kaagnasan ng titanium sa tubig sa dagat ay may malaking papel para sa de-kalidad na operasyon.

Titanium sa industriya ng automotive

Ang mas magaan na timbang sa industriya ng sasakyan ay nakakatulong upang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina at sa gayon mabawasan ang mga emisyon. At dito ang titan at ang mga haluang metal nito ay sumagip. Para sa mga kotse (lalo na sa karera), ang mga spring, valve, bolts, transmission shafts at exhaust system ay gawa sa titanium.

Titanium sa konstruksyon

Dahil sa kakayahang makatiis sa karamihan ng mga kilalang negatibong kadahilanan kapaligiran, natagpuan ng titanium ang application sa konstruksyon. Ginagamit ito para sa panlabas na cladding ng mga gusali, cladding ng mga haligi, bilang mga materyales sa bubong, cornice, soffits, fasteners, atbp.

Titanium sa gamot

At sa gamot, isang malaking angkop na lugar ang inookupahan ng mga produkto mula sa titanium at mga haluang metal nito. Ang mga instrumento sa pag-opera, prostheses, implant ng ngipin, at intraosseous fixator ay ginawa mula sa malakas, magaan, hypoallergenic at matibay na metal na ito.

Titanium sa palakasan

Salamat sa parehong lakas at kagaanan, ang titan ay sikat sa paggawa ng kagamitan sa palakasan. Ginagamit ang metal na ito upang makabuo ng mga bahagi para sa mga bisikleta, golf club, ice axes, kagamitan para sa turismo at pag-mounting, mga talim para sa mga isketing, mga diving kutsilyo, pistola (pagbaril sa mga isports at ahensya ng nagpapatupad ng batas).

Titanium sa mga kalakal ng consumer

Mga bolpen at ballpen, alahas, relo, pinggan at kagamitan sa hardin, mga kaso para sa mga mobile phone, computer, TV.

Kagiliw-giliw: ang mga kampanilya ay ginawa mula sa titan. Mayroon silang isang maganda at hindi pangkaraniwang tunog.

Iba pang mga gamit para sa titan

Bukod sa iba pang mga bagay, natagpuan ng titan dioxide na laganap na paggamit. Ginagamit ito bilang isang puting pigment para sa paggawa ng mga pintura at barnis. Ang puting pulbos na ito ay may mataas na lakas na nagtatago, ibig sabihin magagawang masakop ang anumang kulay kung saan ito inilapat.

Kapag ang titanium dioxide ay inilapat sa ibabaw ng papel, nakakakuha ito ng mataas na kakayahang mai-print at kinis.

Ito ang itinalagang E171 sa pagpapakete ng chewing gums at sweets na nagsasaad ng pagkakaroon ng titanium dioxide. Bilang karagdagan, ang tambalang ito ay nagtatalsik ng mga crab stick, cake, gamot, cream, gel, shampoo, tinadtad na karne, pansit, nagpapagaan ng harina at glaze.

Titanium sheet - pinagsama at sheet na titan VT1-0, VT20, OT4.