amžina, paslaptingas, erdvė, medžiaga ateities - visi šie ir daugelis priskirti įvairių šaltinių titano kitų epitetų.Istorija šio metalo atradimas nebuvo smulki: tuo pačiu metu per pasirinktą elementas savo gryna forma dirbo kelis mokslininkus.Iš studijuoti fizines ir chemines savybes ir sričių, kuriose jos taikymo procesas nėra baigtas šiandien.Titano - ateities metalas, jo vietą žmogaus gyvenime nėra visiškai apibrėžtas, šiuolaikinį mokslininkams didžiulį mastą kūrybiškumo ir mokslinių tyrimų.
Žanras
cheminis elementas titano (Titanium) yra paskirta periodinės lentelės Mendelejevas simbolis Ti.Įsikūręs šoninės pogrupio IV grupėje ketvirtojo laikotarpio ir turi serijos numerį 22. paprasta medžiaga iš titano - metalo baltos sidabro spalvos, lengvas ir patvarus.Elektroninis konfigūracija atomo turi tokią struktūrą: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Todėl, titano turi keletą galimų oksidacijos laipsnį, 2, 3, 4, labiausiai stabilių junginių ji yra keturvalentis.
Titano - legiruotojo arba iš metalo?
gautų iš palūkanų problemą, kad daugelis.1910, Amerikos chemikas medžiotojas buvo pirmasis grynas titanas.Metalo pateikta tik 1% priemaišų, bet suma yra nereikšmingas, ir paaiškėjo, tapo neįmanoma toliau tirti jo savybes.Šios medžiagos plastiškumas buvo pasiektas tolkopod aukštoje temperatūroje, esant normalioms sąlygoms (kambario temperatūros), mėginys buvo per silpnas.Tiesą sakant, šis straipsnis nėra suinteresuoti mokslininkai nuo jo naudojimo perspektyvos atrodė pernelyg neaiški.Gauti ir toliau tiriant sudėtingumo sumažintas jos taikymo potencialą.Tik 1925, chemikai iš Nyderlandų J. de Boer ir A. van Arkel gavo titano metalo, kurio savybės pritraukė inžinierių ir dizainerių dėmesį visame pasaulyje.Iš šio elemento tyrimo istorija prasideda 1790, šiuo metu, lygiagrečiai, nepriklausomai vienas nuo kito, du mokslininkai atviras titano kaip elementas.Kiekvienas iš jų gauna junginys (oksidas) Agentas, nesugeba nustatyti metalą savo gryniausia forma.Titanas yra laikomas anglų vienuolis Williamas mineralogo Gregor atradėjas.Dėl savo parapijos, esančios pietvakarinėje Anglijos teritorijoje, jaunas mokslininkas pradėjo studijuoti juoda smėlio slėnio Menakena.Eksperimentų su magnetu atrankos rezultatai buvo brilliant grūdai, kuris yra iš titano junginys.Tuo pačiu metu vokiečių chemikas Martinas Heinrichas Klaproth nustatė naują medžiagą iš mineralinio rutilo.1797, jis taip pat įrodė, kad atviros lygiagrečių elementai yra panašūs.Titano dioksidas daugiau nei šimtmetį, yra paslaptis daugeliui chemikų gauti grynas metalas buvo neįmanoma net Berzelius.Naujausios technologijos XX amžiuje labai paspartino studijuoti minėtą elementą procesą ir nustatė pradinius sritis jo naudojimą.Tuo pačiu metu plečia laiko apimtį.Apriboti savo sudėtingumo proceso gali tik gaminti medžiagą sritį, kaip antai gryno titano.Metalo lydinių ir pakankamai didelė kaina, todėl šiandien jis negali išstumti tradicinį geležies ir aliuminio.
kilmė pavadinimo
Menakin - vardo titano, kuris buvo naudojamas iki 1795 m.Tai reiškia, kad teritorinės jurisdikcijos, vadinamas naują elementą W. Gregory.Martinas Klaproth priskiria elementą 1797, pavadinimas "Titanas".Tuo savo prancūzų kolegų, vadovaujama gana įtakinga chemikas AL Lavuazjė metu siūlome skambinti naujai atrastą medžiagą pagal pagrindines jų savybes.Vokiečių mokslininkas nesutiko su šiuo požiūriu, jis teisingai manė, kad atradimas etapas yra gana sunku apibrėžti visas savybes, būdingas medžiagos ir turi būti atspindėta pavadinime.Tačiau turime pripažinti, kad vartotojas pasirinktas Klaproth terminas yra visiškai suderinta su metalo - tai jau ne kartą pabrėžė, šiuolaikinių mokslininkų.Yra du pagrindiniai teorijos pavadinimu Titan.Metalo galėjo būti paskirta garbei Elven karalienės Titania (simbolių germanų mitologijos).Šis pavadinimas simbolizuoja tiek lengvumo ir patvarumo klausimą.Dauguma mokslininkų yra linkę naudoti graikų mitologijoje, kurioje Titans buvo vadinamas galinguosius žemės deivės Gajos sūnus.Ši versija Sako anksčiau atviros elemento vardą - Uranas.
Būdamas gamtos
metalų, kuri techniškai yra vertingi žmonėms, titano užima ketvirtą vietą žemės plutos mastu.Didelė dalis gamtoje pasižymi tik geležies, magnio ir aliuminio.Didžiausias pastebėtas titano bazalto lukštų, šiek tiek mažesnis, nei tai iš granito sluoksniu.Jūros vandens kiekio medžiagos yra žemas - maždaug 0,001 mg / l.Cheminiai elementai titano yra gana aktyvus, toks tyras, jis negali būti rasta.Daugeliu atvejų, ji yra numatyta su deguonies junginių, tokiu būdu turi keturis valentingumas.Titano mineralų kiekis skiriasi 63-75 (iš įvairių šaltinių), o dabartiniame etape mokslinių tyrimų, mokslininkai ir toliau atrasti naujų formų jo junginių.Praktiniam naudojimui, svarbiausia yra šie mineralai:
- Ilmenitas (FeTiO3).
- Rūta (TiO2).
- titanitas (CaTiSiO5).
- perovskito (CaTiO3).
- Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4) ir pan., D.
Visa dabartinė titano turinčių rūdos yra padalintas į aliuviniai ir pagrindinis.Šis elementas yra silpnas migrantas, jis gali keliauti tik akmenų forma ar juda apsiveršiavimo purvinas apatinius rūšių.Biosferoje, didžiausias kiekis titano esančius dumblius.Antžeminių fauna elemento atstovai kaupiasi rago, plaukų audinius.Žmogaus organizmui būdingas titano buvimo blužnies, antinksčių, placenta, skydliaukės.
fizikinės savybės
Titano - spalvos metalo su sidabriškai baltos spalvos, atrodo plieno.0 0C turi 4,517 g / cm3, tankis.Ši medžiaga turi mažą tankį, kuris yra būdingas šarminių metalų (kadmio, natrio, ličio, cezio).Tankis titano užima tarpinę padėtį tarp geležies ir aliuminio, o jos veikimas yra didesnis, nei abiejų elementų.Pagrindinės savybės metalų, kurie nustatant jų taikymo yra atsižvelgta, yra takumo ir kietumas.Titanas yra stipresnis nei aliuminio 12 kartų, geležies ir vario - 4 kartus, o tai yra daug lengviau.Iš grynos medžiagos ir jos takumo ribą plastiškumas leidžia apdirbimo dideliu ir žemos temperatūros verčių, kaip ir kitų metalų atveju, t. E. kniedijimu, kalimas, suvirinimas, geležinkelių.Ypatumas titano - jos žemą šilumos laidumo, ir, tokiu būdu, šie savybės yra išsaugomi esant aukštesnei temperatūrai iki 500 0C.Magnetinis laukas yra Paramagnetinis titano elementas, ji nėra traukia kaip geležies, ir nėra išstumiamas kaip vario.Labai aukštas antikorozinis pasirodymas atšiauriomis sąlygomis ir mechaninių poveikių yra unikalus.Daugiau negu 10 metų yra jūros vandenyje nebuvo pakeisti išvaizdą ir sudėtį titano plokščių.Geležies, šiuo atveju būtų visiškai sunaikinti korozijos.
termodynamiczny savybės titano
- tankis (normaliomis sąlygomis) yra 4.54 g / cm3.
- atominės skaičius - 22.
- grupės metalai - ugniai atsparių, lengvai.
- atominė masė titano - 47,0.
- Virimo temperatūra (0C) - 3260.
- molinis tūris cm3 / mol - 10,6.
- lydymosi temperatūra titano (0C) - 1668.
- Specifinė šiluma garavimas (kJ / mol), - 422,6.
- elektrinė varža (esant 20 0 C) omų * cm * 10-6 - 45.
cheminės savybės
Padidintas atsparumas korozijai elementas, nes dėl mažo oksido plėvelė paviršiaus formavimas.Jis apsaugo nuo (įprastomis sąlygomis) cheminė reakcija su dujų (deguonies, vandenilio), esančių aplinkinių atmosferą tokių elementų kaip titano metalo.Jo savybės gali skirtis pagal temperatūros įtaka.Su savo padidėjimas iki 600 0C įvyksta reakcijai tarp deguonies, tokiu būdu susidarant titano oksido (TiO2).Atsižvelgiant į atmosferos dujų absorbcijos atveju formuojasi trapi junginių kurie neturi praktinės naudos dėl šios priežasties suvirinimo bei lydymo titano pagamintą vakuume.Grįžtamas reakcija yra vandenilio ištirpti metalo, tai įvyksta daugiau aktyvus esant aukštesnei temperatūrai (400 0 C ir aukščiau).Titano, ypač smulkios dalelės (Plona plokštė arba vielos), sudeginama azoto atmosferoje.Cheminė reakcija tarp įmanoma tik esant 700 0C temperatūroje, tokiu būdu suformuojant nitrido skardos.Su daug metalai sudaro aukštos kietumo lydiniai dažnai legiravimo elementas.Reakcijos su halogenų (chromo, bromo, jodo), įveda tik esant katalizatoriui (aukštos temperatūros) ir objekto buvimo prie sąveikos su sausos medžiagos.Tai gamina labai kietas ugniai lydiniai.Su sprendimai daugumos šarmais ir rūgštimis, titano, chemiškai aktyvus, išimtis yra koncentruota sieros (su ilgo virimo), vandenilio fluorido, karšto organinė (skruzdžių rūgšties, oksalo rūgšties).
indėliai
paprastai gamtoje Ilmenitas Rūda - jos rezervai sudarė 800 mln.Rutilo indėlių indėliai yra daug kuklesnis, tačiau bendras tūris - išlaikant gamybos augimą - turėtų suteikti žmoniją per ateinančius 120 metų, metalą, pavyzdžiui, titano.Galutinio produkto kaina, priklausys nuo poreikio ir vis manufacturability, bet vidutiniškai svyruoja nuo 1200 iki 1800 rublių. / Kg.Su nuolat techninių patobulinimų žymiai sumažino visų gamybos procesų išlaidas savo laiku atnaujinimus.Didžiausios atsargos titano rūdos, Kinija ir Rusija taip pat mineralinis pagrindas yra Japonija, Pietų Afrikoje, Australijoje, Kazachstanas, Indija, Pietų Korėja, Ukraina, Ceiloną.Indėliai skirtingų gamybos apimčių ir procentai titano rūdos, geologiniai tyrimai ir toliau nuolat, todėl galima daryti prielaidą, sumažės rinkos vertę metalo ir jo platesnį taikymą.Rusija yra pats didžiausias gamintojas titano.
Kaip
dėl titano gamyba yra dažniausiai naudojamas jo dioksidas, kurio sudėtyje yra minimalus priemaišų.Jis gaunamas turtinimo Ilmenitas koncentratų arba rutilo rūdų.Elektros krosnis terminis apdorojimas rūdos įvyksta, kuris lydi geležies ir atskyrimo šlakas, kuriuose yra titano oksido susidarymo.Sulfato arba chloridas metodas yra naudojamas geležies be frakcijų gydymui.Titano oksidas yra pilki milteliai (žr. Nuotrauką).Titano metalo gautas jos apdorojimo etapą.
Pirmasis etapas yra sukepinimo ir kokso šlako su poveikio chloro garų procesas.Gautos sumažintas TiCl4 su magnio arba natrio pagal temperatūros 850 0C.Titano kempinė (akytas lydyto masė), gautos cheminės reakcijos, išgrynintas arba išlydomas į luitus.Priklausomai nuo tolesnio naudojimo suformuota metalo lydinio arba grynas (priemaišos pašalinamos šildymo iki 1000 0 ° C)., Kad medžiagos, gamybą, kurių 0,01% priemaišų, naudojamų jodido metodą dalį.Jis yra pagrįstas garinimo proceso titano kempinė, anksčiau gydyti halogeno, ir jo garų.
Programos
lydymosi temperatūra titano yra pakankamai didelė, kad metalo lengvumas yra neįkainojamas privalumas naudojant jį kaip konstrukcinių medžiagų.Todėl jis randa didžiausią taikymą laivų statybos pramonės, aviacijos pramonėje, raketų gamyba, cheminių medžiagų gamyba.Titanas yra dažnai naudojamas kaip įvairių lydinių, kad nedemonstruoja tobulesnes savybes šilumos varža ir kietumo difuzanto.Didelis atsparumas korozijai ir gebėjimas atlaikyti labiausiai agresyvi aplinka, kad šis metalas yra nepakeičiamas chemijos pramonėje.Titano (lydiniai) gaminami su vamzdžiais, cisternomis, vožtuvai, filtrai, naudojami distiliavimui ir transportavimo rūgščių ir kitų chemiškai aktyvių medžiagų.Jis teigė, sukurti veikiančias esant aukštesnei temperatūrai atlikimo prietaisus.Titano junginiai naudojami atlikti patvarus pjovimo įrankiai, dažai, plastiko ir popieriaus, chirurginiai instrumentai, implantai, papuošalai, apdailos medžiagų, naudojamų maisto pramonėje.Visi sunku sritys aprašyti.Šiuolaikinė medicina už visą biologinės saugos dažnai naudoja metalo titano.Kaina - tai yra vienintelis veiksnys, kuris įtakoja yra taikant šį elementą plotis.Teisingumas yra teiginys, kad titano - iš ateities medžiaga, kuri studijuoja žmoniją įveda naują plėtros etapą.
