Што е титаниум?
Својства
- Атомски симбол: Ти
- Атомски број: 22
- Елемент Категорија: Транзиција Метал
- Густина: 4.506 / cm3
- Точка на топење: 3034 ° F (1668 ° C)
- Точка на вриење: 5949 ° F (3287 ° C)
- Цврстина на Мох: 6
Карактеристики
Легумите кои содржат титаниум се познати по нивната висока јачина, лесна и исклучителна отпорност на корозија.
И покрај тоа што е толку силен како челик, титаниум е околу 40% полесен во тежината, кој, заедно со отпорноста на кавитација и ерозија, го прави суштествениот структурен метал за инженерите од воздушниот простор.
Титаниум е исто така застрашувачки во неговата отпорност кон корозија од страна на водата и хемиските медиуми. Тоа го прави со формирање на тенок слој на титаниум диоксид (TiO2) на неговата површина што е крајно тешко за продирање на овие материјали.
Имајќи низок модул на еластичност значи дека титаниумот не е исто така многу флексибилен, но се враќа во својата оригинална форма по виткање, што резултира со нејзино значење да ги обликува мемориските легури.
Титаниум е не-магнетен и био-компатибилен (нетоксичен, не-алергенски), што доведе до нејзино зголемување на употребата во областа на медицината.
Историја
Употребата на металот од титаниум, во која било форма, навистина навистина се развиваше по Втората светска војна.
Всушност, титан не бил изолиран како метал, додека американскиот хемичар Метју Хантер го произведувал со редукција на титаниум тетрахлорид (TiCl4) со натриум во 1910 година; Метод кој сега е познат како процес на Хантер.
Комерцијалното производство, сепак, не дојде до кога Вилијам Џастин Крол покажа дека титаниум, исто така, може да се намали од хлоридот користејќи магнезиум во 1930-тите.
Процесот Крол останува најважниот комерцијален метод на производство до ден-денес.
Откако беше развиен рентабилен метод на производство, првата голема употреба на титаниум беше во воените авиони. Советските и американските воени авиони и подморници (на пр. Советски Алфа и Мајк Класа подморници и USAF F100 Супер Сабл и Локхид А-12) дизајнирани во 1950-тите и 1960-тите почнаа да користат титаниумски легури. До почетокот на 1960-тите, легурите на титаниум почнаа да се користат и од комерцијалните производители на авиони.
Медицинското поле, особено стоматолошките импланти и протетиката, се разбудило кон употребата на титаниум по студиите на шведскиот лекар Пер-Ингвар Бременмарк, кои датираат од 1950-тите години, покажале дека титаниум не предизвикува негативен имунолошки одговор кај луѓето, дозволувајќи му на метал да се интегрира во нашите тела во процес наречена osseointegration .
Производство
Иако титаниум е четврти најчести метални елементи во земната кора (зад алуминиум , железо и магнезиум), производството на метален титаниум е исклучително чувствително на контаминација, особено со кислород, што е причина за релативно неодамнешниот развој и високите трошоци.
Главните руди кои се користат во примарното производство на титаниум се илменитот, што опфаќа околу 90% од производството, а рутил, кој ги опфаќа останатите 10%.
Околу 6,3 милиони тони минерален концентрат беше произведен во 2010 година, иако само мал дел (околу 5%) од титаниум концентрат произведува секоја година на крајот завршува во метален титан. Наместо тоа, повеќето се користат во производството на титаниум диоксид (TiO2), пигмент од белење што се користи во бои, храна, лекови и козметика.
Во првиот чекор од процесот Крол, титаниумската руда е смачкана и загреана со коксен јаглен во хлорна атмосфера за да се произведе титаниум тетрахлорид (TiCl4). Хлоридот потоа се заробува и се испраќа преку кондензатор, кој произведува течна хлоридска течност која е повеќе 99% чиста.
Титан тетрахлоридот потоа се испраќа директно во садови кои содржат стопен магнезиум. Со цел да се избегне контаминација со кислород, ова е направено инертно преку додавање на гас од аргон.
За време на процесот на дестилација што може да потрае неколку дена, садот се загрева до 1832 ° F (1000 ° C). Магнезиумот реагира со титаниум хлорид, согорувајќи го хлоридот и произведувајќи елементарен титан и магнезиум хлорид.
Фибростниот титаниум кој се добива како резултат е наречен титаниум сунѓер. За да се произведат титаниумски легури и инготи со висока чистота, титаниум сунѓер може да се стопи со разни легирање елементи користејќи електронски зрак, плазма лак или вакуум-лачно топење.
Во надеж дека ќе ги намалат трошоците за екстракција на титаниум, електролитичките и другите процеси за производство на титаниум метал продолжуваат активно да се истражуваат.
Поради својата стратешка природа, може да биде тешко да се дојде до статистика за производство на титаниум метал. Сепак, се проценува дека вкупното производство на титаниум сунѓер во светот изнесуваше околу 150.000 тони во 2010 година. Најголеми земји-производители се Кина, Јапонија, Русија, Казахстан и САД. Големи производители на титаниум сунѓер вклучуваат ВСМПО (Русија), Титаниум Металс Корп (САД), RTI Intl. (САД), Fushun Jinming Титаниум индустрија (Кина), Luoyang Sunrui Wayi Титаниум копродукции (Кина) и Осака Титаниум технологија копродукции (Јапонија).
Апликации
Титаниумските метални легури првенствено се користат во следниве индустрии:
- Воздухопловна
- Воена
- Медицински
- Хемиски
- Спортска опрема
Во текот на изминатите неколку децении, производителите на авиони се повеќе се свртија кон титаниум како клучна структурна компонента. Од неговата прва употреба во раните 60-ти години, просечната содржина на титаниум во комерцијалните авиокомпании на "Боинг" се зголеми од околу 2% од телесната тежина на околу 15%. Повеќе...
Извори
> TIMET Видео: Процесот Крол. Достапно на веб-страницата на Меѓународната титанска асоцијација: http://www.titanium.org
Геолошко истражување на САД: титаниум. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Вулкан, Том. Титан: Металот на боговите . Hardassetinvestor.com.
> Следете Теренс на Google+