mūžīgs, noslēpumains, telpa, materiāls par nākotni - visi šie un daudzi citi epitetiem piešķirti dažādiem avotiem titāna.Vēsture atklāšanas šā metāla nebija triviāls: tajā pašā laikā vairāk nekā izvēlētā elementa tīrā veidā strādājuši vairāki zinātnieki.Par studijām fizikālās un ķīmiskās īpašības un identifikācija jomās tās piemērošanas process nav pabeigts šodien.Titanium - metāls nākotnē, tās vietu cilvēka dzīvē vēl nav pilnībā definēti, sniedzot modernas pētniekiem milzīgu jomu jaunradi un pētniecību.
Feature
ķīmiskais elements titāna (Titanium) tiek izraudzītas periodiskās tabulas Mendeļejevs simbolu Ti.Atrodas sānu apakšgrupā IV grupā ceturtā perioda un ir sērijas numurs 22. Vienkāršu vielu titāna - metāla white-sudraba krāsu, gaismas un izturīgs.Elektroniskā konfigurācija atoma ir šāda struktūra: 22), 2), 8), 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Līdz ar to, titāna ir vairākas iespējamās oksidēšanas 2, 3, 4, jo visstabilākā savienojumiem tas ir tetravalentām.
Titāna - sakausējums vai metāla?
Par interešu jautājums daudziem.1910. gadā amerikāņu ķīmiķis Hunter bija pirmais tīra titāna.Metāla ietverts tikai 1% piemaisījumu, bet summa ir niecīga, un tas izrādījās padarīja neiespējamu turpināt pētīt to īpašības.Šī materiāla plastiskums tika sasniegts tolkopod augstām temperatūrām, normālos apstākļos (istabas temperatūrā), izlase bija pārāk trausla.Faktiski, šis postenis neinteresē zinātnieki, jo tās izmantošanas perspektīvas šķita pārāk neskaidrs.Iespēja iegūt un izmeklēt vēl sarežģītība samazina potenciālu tās piemērošanas.Tikai 1925.gadā, ķīmiķi no Nīderlandes J. de Boer un A. van ARKEL saņēma titāna metāla, kuru īpašības ir piesaistījušas uzmanību inženieri un dizaineri visā pasaulē.Pētījuma šā elementa vēsturē sākas ar 1790, šajā laikā, paralēli, neatkarīgi viens no otra, abi zinātnieki atvērtu titāna, kā elements.Katrs no viņiem saņem savienojumu (oksīdu) aģents, nespēj identificēt metāla tā tīrākajā formā.Titāna tiek uzskatīts atklājējs angļu mūku mineralogs William Gregor.Teritorijā sava pagasta, kas atrodas dienvidrietumu daļā Anglijas, jaunais zinātnieks sāka pētīt melnā smiltis ieleja Menakena.Eksperimentos ar magnēta atlases rezultāti bija brilliant graudi, kas ir savienojums ar titāna.Vienlaikus vācu ķīmiķis Martins Heinrihs Klaprots identificējusi jaunu vielu, no minerālu rutila.In 1797, viņš arī pierādīja, ka atklātās paralēlie elementi ir līdzīgi.Titāna dioksīds vairāk kā gadsimtu, ir noslēpums daudziem ķīmiķiem, lai iegūtu tīru metāls nebija iespējams pat Berzelius.Jaunākās tehnoloģijas XX gadsimta ievērojami paātrināja procesu pētot minēto elementu un noteica sākotnējās jomas tā izmantošanu.Tajā pašā laikā paplašinot laika.Ierobežot savu sarežģīto procesu var tikai ražot vielas, piemēram, tīra titāna.Par metālu sakausējumu un pietiekami augsta cena, tāpēc šodien viņš nevar izspiest tradicionālo dzelzs un alumīnija.
izcelsmes nosaukumu
Menakin - pirmo nosaukumu titāna, kas tika izmantota līdz 1795..Tas ir, teritoriālajā jurisdikcijā, ko sauc par jaunu elementu W. Gregory.Martin Klaproth piešķir elements 1797 nosaukumu "Titan".Laikā, kad viņa Francijas kolēģiem, ar diezgan ietekmīgas ķīmiķis AL Lavoisier noveda piedāvā zvanīt jaunatklātiem vielu saskaņā ar to pamata īpašībām.Vācu zinātnieks nepiekrita šai pieejai, viņš pamatoti uzskatīja, ka atklājums posms ir diezgan grūti definēt visus īpatnībām vielas un atspoguļojas nosaukumā.Tomēr, mums ir jāatzīst, ka lietotājam izvēlēts Klaproth termiņš ir pilnībā saskan ar metāla - tas ir vairākkārt uzsvērusi, mūsdienu zinātnieki.Ir divas galvenās teorijas nosaukumu Titan.Metāla varētu izraudzīta par godu elfu karalienes Titania (Character ģermāņu mitoloģiju).Šis nosaukums simbolizē gan vieglumu un izturību jautājumu.Lielākā daļa zinātnieku sliecas izmantot grieķu mitoloģijā, kurā Titans sauca dēlus varenie zemes dievietes Gaia.Šī versija saka nosaukumu iepriekš atklātā elementu - urāna.
Atrodoties dabas
no metāliem, kas tehniski ir vērts uz cilvēkiem, titāna ieņem ceturto vietu apmērā zemes garozā.Liela daļa dabā ir raksturīga tikai dzelzs, magnija un alumīnija.Lielākā novērota titānu bazalts korpusa, nedaudz mazāks nekā to slāni granīta.Jūras ūdenī vielas saturu ir zems - aptuveni 0,001 mg / l.Ķīmiskais elements titāna ir diezgan aktīvs, tik tīrs tas nevar atrast.Vairumā gadījumu, tas ir klāt savienojumos ar skābekli, tādējādi ir valenci četri.Par titāna minerālvielu daudzums svārstās 63-75 (no dažādiem avotiem), bet pie pašreizējā posmā pētījumu, zinātnieki turpina atklāt jaunus veidus tā savienojumi.Praktiskai izmantošanai, svarīgākais ir šādas minerālvielas:
- ilmenītu (FeTiO3).
- rutila (TiO2).
- Titanite (CaTiSiO5).
- Perovskite (CaTiO3).
- Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4), un tā tālāk. D.
Viss esošais titāna saturošas rūdas ir sadalīta sanesu un pamata.Šis elements ir vājš migrants, viņš var ceļot tikai kā akmeņu vai pārvietojas atnešanās dubļainiem grunts sugas.Biosfērā, lielākā summa titāna ietverts aļģēm.No zemes faunas elementu pārstāvji uzkrājas audos ragi, dzīvnieku spalvas.Cilvēka ķermeņa, kas raksturīgs ar klātbūtnē titāna liesā, virsnieru dziedzeru, placenta, vairogdziedzera.
fizikālās īpašības
Titāna - krāsots metāls ar sudrabaini baltā krāsā, izskatās tērauda.Pie 0 0C ir blīvums 4,517 g / cm3.Vielai ir zems īpatsvaru, kas ir tipisks sārmu metālu (kadmija, nātrijs, litija, cēzija).Blīvums titāna ieņem starpstāvokli starp dzelzs un alumīnija, bet tās sniegums ir augstāka nekā abiem elementiem.Galvenās īpašības metāliem, kas tiek ņemti vērā, nosakot apjomu to piemērošanu, ir tecēšanas un cietība.Titāns ir spēcīgāka nekā alumīnija 12 reizes, dzelzs un vara - 4 reizes, bet tas ir daudz vieglāk.Par tīru vielu un tās ieguves limitu plastiskums ļauj apstrādes augstā un zemā temperatūrā vērtībām, kā attiecībā uz citiem metāliem, t. E. By kniedēšanas, kalšanas, metināšanas, ritošā.Pazīšanas īpašība titāna - tā zema siltuma vadītspēja un, līdz ar to, šīs īpašības saglabājas augstā temperatūrā līdz 500 0C.Magnētiskais lauks ir paramagnētisks titāna elements, tas nav piesaistīts kā dzelzs, un netiek izmesti kā varš.Ļoti augstas pretkorozijas sniegumu skarbajā vidē un mehāniskām ietekmēm ir unikāli.Vairāk nekā 10 gadus atrodoties jūras ūdenī nemainīja izskatu un sastāvu titāna plāksnēm.Dzelzs šajā gadījumā būtu pilnīgi iznīcināta ar koroziju.
Termodinamiskā īpašības titāna
- blīvums (normālos apstākļos) ir 4.54 g / cm3.
- Atomic skaits - 22.
- Group Metāli - ugunsizturīgu, viegli.
- atomu masa titāna - 47.0.
- Vārīšanās punkts (0C) - 3260.
- molārā tilpums cm3 / mol - 10.6.
- kušanas temperatūra no titāna (0C) - 1668.
- īpatnējais siltums iztvaikošanas (kJ / mol) - 422,6.
- elektriskā pretestība (pie 20 0 C) Om * cm * 10-6 - 45.
ķīmiskās īpašības
palielināts korozijizturība elements, jo veidojoties uz virsmas mazā oksīda plēvi.Tas novērš (normālos apstākļos) ķīmisko reakciju ar gāzu (skābekļa, ūdeņraža), kas atrodas apkārtējā atmosfērā tādiem elementiem kā titāna metāla.Tās īpašības mainās reibumā temperatūras.Ar savu pieaugumu līdz 600 0C notiek reakcija starp skābekli, tādējādi veidojot titāna oksīds (TiO2).Attiecībā uz uzsūkšanos atmosfēras gāzu veidojas trauslas savienojumi, kam nav praktiska izmantojuma šī iemesla metināšanai un kušanas titāna ražots vakuumā.Atgriezeniska reakcija ir likvidācija ūdeņradi metāla, tas notiek aktīvāka augstākās temperatūrās (400 0 C un augstāk).Titāna, it īpaši smalkās daļiņas (no plānas plāksnes vai stieples), sadedzina slāpekļa atmosfērā.Ķīmiskā reakcija starp iespējama tikai pie temperatūras 700 0C, tādējādi veidojot nitrīda alvas.Ar daudziem metāliem veidojot augstas cietības sakausējumus bieži sakausējuma elementu.Reakcija ar halogēna atomiem (hroms, broma, joda) ieiet tikai katalizatora klātbūtnē (augstas temperatūras), un ņemot vērā mijiedarbību ar sausu vielu.Tas rada ļoti ciets ugunsizturīgo sakausējumiem.Ar risinājumi vairumā sārmiem un skābēm, titāna ķīmiski aktīvs, izņēmums ir koncentrēta sērskābes (ar ilgstošu vārīšanu), fluorūdeņražskābes, karsts organiskā (skudrskābe, skābeņskābe).
noguldījumi
Visbiežāk dabas ilmenītu rūdas - tās rezerves tiek lēstas 800 miljonu tonnu.Par rutila noguldījumu noguldījumi ir daudz pieticīgāki, taču kopējais apjoms - saglabājot ražošanas pieaugumu - jānodrošina cilvēci nākamo 120 gadu, ar metālu, piemēram, titāna.Par gala produkta cena būs atkarīga no pieprasījuma un pieaugošo ražotspēju, bet vidēji svārstās no 1200 līdz 1800 rubļu. / Kg.Ar nepārtrauktu tehnisko uzlabojumu būtiski samazināja izmaksas visu ražošanas procesu to savlaicīgu modernizāciju.Lielākie rezerves titāna rūdas, Ķīna un Krievija ir arī minerālūdens bāze ir Japāna, Dienvidāfrika, Austrālija, Kazahstāna, Indija, Dienvidkoreja, Ukraina, Ceilonas.Noguldījumi dažādu ražošanas apjomiem un procentos no titāna rūdas, ģeoloģiskie pētījumi turpinās pastāvīgi, kas ļauj pieņemt, samazināt tirgus vērtību metāla un tās plašāku piemērošanu.Krievija ir līdz šim lielākais ražotājs titāna.
Getting
ražošanai titāna visbiežāk izmanto savu dioksīdu, kas satur minimālo daudzumu piemaisījumu.To iegūst, bagātināšanai ilmenītu koncentrātus vai rutila rūdām.Elektriskā krāsns termiskā apstrāde rūdas notiek, kas pavada veidošanās dzelzs un atdalīšanai izdedži, kas satur titāna oksīda.Sulfāta vai hlorīds metode tiek izmantota, lai ārstētu dzelzs-bez frakcijām.Titāna oksīds ir pelēks pulveris (sk. Foto).Titāna metal, ko iegūst tās apstrādes posmā.
Pirmais posms ir process, aglomerācijas un koksa izdedžu ar pakļaušanu hlora tvaikiem.Iegūtais samazināta TiCl4 ar magniju vai nātriju zem temperatūras 850 0C.Titāna sūklis (porains kausēta masa), kas rodas ķīmiskā reakcijā, attīrīts vai pārkausēja stieņos.Atkarībā no turpmākas izmantošanas veidoja metālu sakausējuma vai pure (piemaisījumus atdala ar apkuri līdz 1000 0 C).Par tādu vielu ražošanā, ar daļu no 0,01% piemaisījumu izmantoto jodīda metodi.Tā ir balstīta uz iztvaicēšanas procesa titāna sūklis iepriekš apstrādātas ar halogēna atomu, šīs vielas tvaiku.
Pieteikumus
kušanas temperatūra titāna ir pietiekami augsts, ka vieglums metāla ir nenovērtējams priekšrocība ir iespēja izmantot to kā konstrukciju materiālu.Tāpēc viņš atrod vislielāko pieteikumu kuģubūves nozarē, aviācijā, ražošanu raķešu, ķīmiskās ražošanas.Titāna bieži lieto kā leģējošo piedevu dažādos sakausējumu, kas uzrāda labākus īpašības siltuma pretestību un cietība.Augsta izturība pret koroziju un spēja izturēt visvairāk agresīvu vide padara šo metāls ir nepieciešama, ķīmiskajā rūpniecībā.Titāna sakausējumi () ražo caurules, rezervuāri, vārsti, filtri, ko izmanto destilāciju un transportēšanai skābēm un citām ķīmiski aktīvām vielām.Viņš apgalvoja, lai radītu ierīces, kas darbojas paaugstinātā temperatūrā veiktspēju.Titāna savienojumus izmanto, lai padarītu izturīgu Instruments, krāsas, plastmasas un papīra, ķirurģiskie instrumenti, implanti, rotaslietas, dekoratīvie materiāli, ko izmanto pārtikas rūpniecībā.Visas grūti jomas aprakstīt.Mūsdienu medicīna par pilnu bioloģisko drošību bieži izmanto metāla titāna.Cena - tas ir vienīgais faktors, kas ietekmē ir platums piemērojot šo elementu.Tiesiskums ir apgalvojums, ka titāna - materiāls par nākotni, kas mācās cilvēcei ieiet jaunā attīstības posmā.
