Ինչ է տիտան:
Հատկություններ
- Ատոմային Նշան: Ti
- Ատոմային համարը `22
- Element Կատեգորիա: Անցումային մետաղ
- Խտություն `4.506 սմ3
- Հալման կետ `3034 ° F (1668 ° C)
- Եռման կետ `5949 ° F (3287 ° C)
- Moh's Hardness- ը: 6
Բնութագրերը
Թիթենի պարունակող համաձուլվածքները հայտնի են իրենց բարձր ուժով, թեթեւությամբ եւ բացառիկ կորոզիայի դիմադրությամբ:
Չնայած պողպատի պես ուժեղ լինելուն, տիտանը քաշի մոտ 40% թեթեւ է, որը կավիտացիայի եւ էլէոզիայի նկատմամբ դիմադրություն է, այն դարձնում է էական կառուցվածքային մետաղական ավիացիայի ճարտարագետների համար:
Titanium- ը նաեւ դիմացկուն է նաեւ ջրի եւ քիմիական լրատվամիջոցների կողմից կոռոզիացման դիմադրության մեջ: Դա դա արվում է `իր մակերեւույթի վրա կազմված տիտանի երկօքսիդի (TiO2) բարակ շերտով, որը այդ նյութերի ներթափանցման համար չափազանց դժվար է:
Ունենալով առաձգականության ցածր մոդուլ, նշանակում է, որ տիտանն էլ շատ ճկուն չէ, բայց կախումից հետո վերադառնում է իր սկզբնական ձեւին, որի արդյունքում ձեւավորվում է հիշողությունը:
Տիտանը ոչ մագնիսական եւ կենսունակ է (ոչ թունավոր, ոչ ալերգենիկ), ինչը հանգեցրեց բժշկական ոլորտի աճող օգտագործմանը:
Պատմություն
Տիտանի մետաղի օգտագործումը ցանկացած ձեւով, միայն իսկապես զարգացել է Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից հետո:
Փաստորեն, տիտանը ոչ մի մետաղական մեկուսացված չէր, մինչեւ ամերիկացի քիմիկոս Մեթյու Հանթերը արտադրում է այն, 1910 թ. Նատրիումի տիտանի թթաքրորիդի (TiCl4) նվազեցմամբ, Այժմ հայտնի է որպես Hunter գործընթացը:
Առեւտրային արտադրությունը, սակայն, չի եկել այն բանից հետո, երբ Ուիլյամ Ջասթին Քրոլը ցույց տվեց, որ 1930-ական թվականներին տիտանը կարող է նվազեցնել քլորիդից մագնեզիումը :
The Kroll գործընթացը մնում է ամենակարեւոր առեւտրային արտադրության մեթոդը այս օրերին:
Արդյունավետ արտադրության մեթոդի մշակման արդյունքում տիտանի առաջին խոշոր օգտագործումը եղել է ռազմական ինքնաթիռներում: 1950-ական թթ-ին եւ 1960-ական թթ. Սովետական եւ ամերիկյան ռազմական ինքնաթիռները եւ սուզանավերը (օրինակ `խորհրդային Ալֆա եւ Մայք Դու դասի սուզանավերը եւ USF F100 Super Saber- ը եւ Lockheed A-12) սկսեցին օգտվել թիթեղի համաձուլվածքներից: 1960-ականների սկզբին թիթեղի համաձուլվածքները սկսեցին օգտագործել նաեւ առեւտրային ինքնաթիռների արտադրողները:
Բժշկական ոլորտը, մասնավորապես ատամնաբուժական իմպլանտները եւ պրոթեզավորումները, արթնանում են տիտանի օգտակարության համար, շվեդ բժիշկ Պեր-Ինգվվար Բրեննգերի ուսումնասիրությունները, որոնք վերադառնում են 1950-ականներին, ցույց տվեցին, որ տիտանն առաջացնում է ոչ մի բացասական իմունային արձագանք մարդկանց մեջ, թույլ տալով, որ մետաղը ներգրավվի մեր մարմիններին մի գործընթացում կոչվում է osseointegration :
Արտադրություն
Չնայած տիտանը չորրորդ մետաղական տարրերն են երկրի խառնուրդում ( ալյումինի , երկաթի եւ մագնեզիումի ետեւում), թիթեղի մետաղի արտադրությունը չափազանց զգայուն է աղտոտման, մասնավորապես, թթվածնի շնորհիվ, որը հաշվի է առնվում համեմատաբար վերջերս զարգացումն ու բարձր ծախսերը:
Տիտանի առաջնային արտադրության մեջ օգտագործվող հիմնական հանքաքարերը յիմնիտ են, որոնք կազմում են արտադրության մոտ 90% -ը եւ ռուտիլը, որը կազմում է մնացած 10% -ը:
2010 թ.-ին արտադրվել է մոտ 6,3 մլն տոննա թթենի հանքային խտանյութ, չնայած տիտանի մետաղի արդյունքում ամեն տարի արտադրվում է միայն տիտանի կոնցենտրատի մի փոքր մասն (մոտ 5%): Փոխարենը, շատերը օգտագործվում են տիտանի երկօքսիդի (TiO2) արտադրության մեջ, ներկերում օգտագործվող սպիտակեցնող գունանյութ, սննդամթերք, դեղեր եւ կոսմետիկա:
Kroll- ի գործընթացի առաջին փուլում տիտանի հանքաքարը մանրացված է եւ կաթնաշաքարով տաքացվում է քլորի մթնոլորտում `տիտան tetrachloride (TiCl4) արտադրելու համար: Այնուհետեւ քլորիդը գրավում է եւ ուղարկվում կոնդենսատորով, որը արտադրում է ավելի քան 99% մաքուր տիտանի քլորիդ հեղուկ:
Այնուհետեւ, տիտանի թետախխածինը ուղղակիորեն ուղարկվում է հեղուկ մագնեզիում պարունակող անոթներ: Թթվածնի աղտոտվածությունից խուսափելու համար դա արվում է արգոն գազի ավելացման միջոցով:
Հետագա տոքսինգային գործընթացում, որը կարող է մի քանի օր տեւել, նավը ջեռուցվում է մինչեւ 1832 ° F (1000 ° C): Մագնեզիումը արձագանքում է տիտանի քլորիդին, քլորիդը քայքայելով եւ արտադրում է տարրական տիտանի եւ մագնեզիումի քլորիդ:
Արդյունքում արտադրվող մանրաթելային տիտանը կոչվում է տիտանի սպունգ: Թիթեղի համաձուլվածքների եւ բարձր մաքրության տիտանի բծեր արտադրելու համար տիտանի սպունգը կարող է հալվել տարբեր տարրողման տարրերով, օգտագործելով էլեկտրոնային ճառագայթ, պլազմային դար կամ վակուումային հոդի հալեցում:
Տիտանի արդյունահանման ծախսերի կրճատման հույսով, էլիտար եւ այլ տիտան մետաղների արտադրության գործընթացները շարունակում են ակտիվորեն ուսումնասիրվել:
Իր ռազմավարական բնույթի շնորհիվ, տիտանի մետաղի արտադրության վիճակագրությունը կարող է դժվար լինել: Այնուամենայնիվ, գնահատվում է, որ 2010 թ. Համաշխարհային տիտանի սպունգի արտադրությունը կազմել է շուրջ 150 հազար տոննա: Ամենամեծ արտադրող երկրներն են Չինաստանը, Ճապոնիան, Ռուսաստանը, Ղազախստանը եւ Միացյալ Նահանգները: Մեծ տիտանի սպունգ արտադրողները ներառում են VSMPO (Ռուսաստան), Titanium Metals Corp. (ԱՄՆ), RTI Intl. (ԱՄՆ), Fushun Jinming Titanium Արդյունաբերություն (Չինաստան), Luoyang Sunrui Wayi Titanium Co. (Չինաստան) եւ Օսակա Տիտանի Մեխանիկա Co. (Ճապոնիա):
Դիմումները
Տիտանի մետաղի համաձուլվածքները հիմնականում օգտագործվում են հետեւյալ ոլորտներում.
- Aerospace
- Ռազմական
- Բժշկական
- Քիմիական
- Սպորտային իրեր
Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում ինքնաթիռի արտադրողները ավելի շատ դարձան տիտանի `որպես առանցքային կառուցվածքային բաղադրիչ: 1960-ականների սկզբին իր առաջին օգտագործման արդյունքում Boeing- ի առեւտրային ավիաընկերություններում միջին տիտանի բովանդակությունը աճել է մարմնի քաշի շուրջ 2% -ից մինչեւ մոտ 15%: Ավելին ...
Աղբյուրները
> TIMET Video: The Kroll գործընթացը: Հասանելի է Միջազգային տիտանի ասոցիացիայի կայքում `http://www.titanium.org
ԱՄՆ-ի երկրաբանական հետազոտություն. Տիտան: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Վուլկան, Թոմ. 2010. Թիթեռ `աստվածների մետաղ . Hardassetinvestor.com- ը:
Հետեւեք Terence- ին Google+ ում