ebedi, gizemli, uzay, malzeme - titanyum çeşitli kaynaklardan atanan tüm bu ve diğer birçok lakaplar.Bu metalin keşif tarihi önemsiz değildi: saf haliyle seçilen öğe üzerinde aynı zamanda çeşitli bilim adamları çalıştı at.Kendi uygulama alanlarında fiziksel ve kimyasal özellikleri ve kimlik okuyan süreci bugün bitmedi.Titanyum - geleceğin metal, insan hayatındaki yeri henüz tamamen modern araştırmacılar yaratıcılık ve araştırma için büyük bir kapsam vererek tanımlı değil.
Özelliği
kimyasal element titanyum (Titanyum) Mendeleev sembolü Ti periyodik tabloda belirtilmektedir.Dördüncü dönem Grup IV yan alt grubunda yer alan ve bir seri numarası 22. titanyum basit madde var - metal beyaz gümüş rengi, hafif ve dayanıklı.22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2: atomu elektronik konfigürasyonu, aşağıdaki yapıya sahiptir.Sonuç olarak, titanyum, 3, 4, en kararlı bileşiklere bu dört değerlikli 2 birkaç olası oksidasyon durumları yer alır.
Titanyum - alaşımı veya metal?
birçok ilgi konusunu.1910 yılında, Amerikalı kimyacı Hunter ilk saf titanyum oldu.Metal kirlilikler sadece% 1'ini içeriyordu, fakat miktar ihmal edilebilir ve çıktı imkansız daha özelliklerini incelemek için yaptı.Bu malzemenin süneklik yüksek sıcaklıklarda tolkopod elde edildi, normal koşullar altında (oda sıcaklığı) altında, örnek kırılgan oldu.Kullanımı için umutları çok belirsiz görünüyordu çünkü Aslında, bu öğe ilgilenen bilim adamları değil.Alma ve ayrıca soruşturma karmaşıklığı uygulaması potansiyelini azalttı.Sadece 1925 yılında, Hollanda J. de Boer ve A. van Arkel'in gelen kimyagerler dünyada mühendisler ve tasarımcılar dikkatini çekmiştir özellikleri olan titanyum metali aldı.Bu elemanın çalışma tarihi bir unsuru olarak, her biri birbirinden bağımsız paralel olarak, bu zamanda, 1790 iki bilim açık titanyum başlar.Bunların her en saf haliyle metal tanımlamak için başarısız bir bileşik (oksit) ajanı alır.Titanyum İngiliz keşiş mineralog William Gregor kaşifi olarak kabul edilir.İngiltere'nin güneybatı kesiminde yer alan, onun kilise, topraklarında, genç bir bilim adamı siyah kum vadi Menakena çalışmaya başladı.Mıknatıs seçimi ile deneylerin sonuçları, parlak taneler, bir titanyum bileşiği, bir oldu.Aynı zamanda Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth mineral rutil yeni madde belirledi.1797 yılında, o da açık paralel unsurlar benzer olduğunu kanıtladı.Yüzyılı aşkın bir süredir titanyum dioksit birçok kimyagerler için bir gizem saf metal bile Berzelius mümkün değildi elde etmektir.XX yüzyılın son teknolojiler büyük ölçüde söz konusu elemanı okuyan sürecini hızlandırdı ve onun kullanımıyla ilgili ilk alanlarını belirlemiştir.Aynı zamanda zaman kapsamını genişletiyor.Böyle saf titanyum sadece bir maddeyi üretebilen sürecin karmaşıklığı kapsamını sınırlamak.Metal alaşımlar ve yeterince yüksek fiyatı, bu yüzden bugün o geleneksel demir ve alüminyum yerini alamaz.Titanyum ilk isim, 1795 yılına kadar kullanıldı - adını
Menakin of
kökenli.Yani bölgesel yargı, yeni bir öğe W. Gregory denilen vardır.Martin Klaprot 1797 yılında adı "Titan" eleman atar.Oldukça etkili kimyacı AL Lavoisier tarafından yönetilen, onun Fransız meslektaşları, zamanda temel özelliklerine göre yeni keşfedilen madde aramak için sunuyoruz.Bu yaklaşımın kabul etmedi Alman bilim adamı, o haklı keşif faz maddeye özgü ve başlık yansıtılması tüm özelliklerini tanımlamak oldukça zor olduğuna inanılmaktadır.Ancak, biz o kullanıcı tarafından seçilen Klaprot terim tam metal ile uyumludur tanımalı - defalarca çağdaş bilim adamları vurguladı.Adı Titan iki ana teori vardır.Metal elf kraliçesi Titania (Karakter Germen mitolojisi) onuruna tayin edilebilir.Bu isim hafiflik ve dayanıklılık madde hem de simgeliyor.Çoğu bilim adamı Titans Toprak tanrıçası Gaia kudretli oğulları denilen edildiği Yunan mitolojisinde, kullanmak için eğimlidir.Uranyum - Bu sürüm, daha önce açık elemanın adını söylüyor.
teknik insanlara değer olan metallerin doğası
olmak, titanyum yerkabuğunun ölçüde dördüncü sırada yer almaktadır.Doğada büyük oranda sadece demir, magnezyum ve alüminyum karakterize edilir.Büyük granit bir tabakada biraz daha az, bazalt kabuk titanyum içeriği saptanmıştır.Maddenin deniz suyu içeriğinde düşük - yaklaşık 0.001 mg / l.Kimyasal element titanyum, o bulunamıyor çok saf oldukça aktiftir.Bir çok durumda, bu nedenle, oksijen ile bileşiklerde mevcut olan dört valansa sahiptir.Araştırmanın bugünkü aşamasında, bilim adamları bileşikleri yeni formlar keşfetmeye devam ederken titanyum mineralleri miktarı 63 75 den (çeşitli kaynaklardan) değişir.
- İlmenit (FeTiO3): Pratik kullanım için en önemli Aşağıdaki minerallerdir.
- Rutil (TiO2).
- Titanit (CaTiSiO5).
- Perovskit (CaTiO3).
- titanomagnetit (FeTiO3 + Fe3O4) vb. D.
Varolan tüm titanyum içeren cevher alüvyon ve temel ayrılmıştır.Bu eleman o taşların şeklinde sadece seyahat veya çamurlu dip türler buzağılama hareketli olabilir, zayıf bir göçmen olduğunu.Biyosfer olarak, titanyum büyük miktarda alg bulunan.Karasal fauna elemanın temsilcileri boynuz, saç dokularında birikir.Dalakta titanyum varlığı, böbreküstü bezleri, plasenta, tiroid ile karakterize insan vücudu için.
fiziksel özellikleri
Titanyum - renkli gümüş-beyaz renkli metal, çelik gibi görünüyor.0 ° C'de 4,517 g 0C / sm3 bir yoğunluğa sahiptir.Madde alkali metallerin (kadmiyum, sodyum, lityum, sezyum) tipik düşük bir ağırlıkları vardır.Performans hem de elementlerin daha yüksek iken Yoğunluk titanyum, demir ve alüminyum arasında bir ara konuma sahiptir.Bunların uygulama kapsamının belirlenmesinde dikkate alınır metallerin ana özellikleri, akma mukavemeti ve sertlik vardır.Çok daha kolay iken, 4 kez - Titanyum alüminyum 12 kez, demir ve bakır daha güçlüdür.Saf madde ve verim limit süneklik haddeleme perçinleme, dövme, kaynak, By diğer metaller durumunda, t. E. gibi, yüksek ve düşük sıcaklık değerlerinde işleme izin verir.Titanyum ayırt edici özelliği - düşük ısı iletkenliği ve dolayısıyla bu özellikleri 500 0C kadar olan yüksek sıcaklıklarda tutulur.Manyetik alan paramanyetik titanyum elemanı, bu demir gibi çekici değil edilir, ve bakır gibi çıkarılır değildir.Sert ortamlarda ve mekanik etkilere çok yüksek anti-korozyon performansı özeldir.Deniz suyunda olmanın 10 yıldan fazla titanyum plakaların görünümünü ve kompozisyonunu değişmedi.Bu durumda demir tamamen korozyona tarafından tahrip edilmiş olacaktı.
termodinamik (normal koşullarda) titanyum
- Yoğunluk özellikleri 4,54 g / cm3 olan.
- Atom numarası - 22.
- Grubu Metaller - refrakter, kolay.
- titanyum atom kütlesi - 47.0.
- Kaynama noktası (0C) - 3260.
- molar hacim cm3 / mol - 10.6.
- titanyum erime noktası (0 ° C) - buharlaşma 1668.
- Spesifik ısı (kJ / mol) - 422,6.(20 0 ° C'de)
- elektriksel direnç Ohm * cm * 10-6 - 45.
kimyasal özellikleri
küçük nedeniyle oksit filmin yüzeyi üzerinde oluşmasına korozyon direnci elemanı artmıştır.Bu (normal koşullarda) titanyum metal gibi elementlerin Çevre atmosferinde bulunan gazlar (oksijen, hidrojen) kimyasal reaksiyonunu önler.Bunların özellikleri sıcaklığın etkisi altında değişebilmektedir.600 kadar olan artış ile 0C böylece bir titanyum oksit (TiO2) oluşturan oksijen arasındaki reaksiyonu meydana gelir.Atmosfer gazlarının emilmesi durumunda pratik Bu nedenle kaynak kullanımı ve vakum altında üretilen titanyum erime sahip kırılgan bileşikler oluşur.Tersinir tepkime daha yüksek sıcaklıklarda (yukarıda 400 0 C ve) daha aktif oluşur metal hidrojen çözünme olduğunu.Titanyum, özellikle de ince ebatlı partiküller (ince bir levha veya tel), bir azot atmosferi yakılır.700 0 C arasındaki bir sıcaklıkta mümkün arasında kimyasal tepkimenin olduğu ve böylece bir nitrür TİN oluşturulması.Birçok metaller yüksek sertlik alaşımları oluştururlar ile sık sık eleman alaşım.Halojen (krom, brom, iyot) ile reaksiyon, sadece kuru madde ile etkileşimleri, bir katalizör (yüksek sıcaklık) ve hedef mevcudiyetinde girer.Bu çok sağlam bir refrakter alaşımlar üretmektedir.En alkali ve asitlere, titanyum (uzun süreli kaynatma ile) kimyasal olarak aktif, özel konsantre edilir, sülfürik, hidroklorik, sıcak organik (formik asit, oksalik asit) çözeltileri ile.Doğa ilmenit cevher en yaygın
mevduat
- kendi rezervleri 800 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir.Rutil mevduat mevduat daha mütevazı, ancak toplam hacim - Üretim büyümeyi korurken - titanyum gibi, önümüzdeki 120 yıl içinde bir metal insanlığa sunmalıdır.Nihai ürünün fiyatı talebi ve artan üretilebilirlik bağlıdır, ancak ortalama aralıklarda 1200 1800 ruble olacak. / Kg.Sürekli teknik gelişmeler ile önemli ölçüde zamanında yükseltmeleri tüm üretim süreçlerinin maliyetini azalttı.Titanyum cevheri rezervleri büyük, Çin ve Rusya da mineral baz var Japonya, Güney Afrika, Avustralya, Kazakistan, Hindistan, Güney Kore, Ukrayna, Seylan'ı vardır.Farklı üretim hacimleri ve titanyum cevheri yüzdeleri Mevduat, jeolojik araştırmalar mümkün piyasa metalin değerini ve geniş bir uygulama azaltmak varsaymak kılan, sürekli devam ediyor.Rusya titanyum kadar büyük üreticisi gereğidir.Titanyum üretimi için
Alma
genellikle yabancı madde asgari bir miktarını içeren, onun dioksit kullanılır.Bu ilmenit konsantreler veya rutil cevherleri zenginleştirilmesi ile elde edilir.Cevher elektrikli fırın ısı işlemi demir ve cüruf içeren bir titanyum oksit ayrılması oluşumu eşlik ettiği ortaya çıkar.Sülfat ya da klorid yöntemi demir içermeyen kısımların tedavisi için kullanılmaktadır.Titanyum oksit gri toz (bkz. Fotoğraf).Titanyum metal onun işleme aşamasında elde edilir.
ilk aşaması, klor buharlanna maruz bırakmayla birlikte sinterleme ve kok cüruf işlemidir.Sıcaklık 850 0C altında magnezyum veya sodyum ile TiCI4 azaltılmış çıkan.Bir kimyasal tepkimenin sonucunda Titanyum süngeri (gözenekli kaynaşmış kütle), saflaştırılmış veya külçe içine erimiş.Oluşan metal alaşımı veya saf daha kullanımlarına bağlı olarak, (yabancı maddeler 1000 0 ° C'ye ısıtılarak uzaklaştırılır).Iyodür yöntemi kullanılmıştır kirliliklerin% 0.01 pay ile maddelerin üretimi için.Bu halojen ile önceden işleme tabi tutulmuş titanyum sünger, kendi buhar buharlaştırılması sürecine dayanır.Titanyum
Uygulamaları
erime noktası metal hafifliği bir yapı malzemesi olarak kullanarak paha biçilmez avantaj olduğunu yeterince yüksek.Bu nedenle, o gemi inşa sektöründe büyük uygulama, havacılık sanayi, füze üretimi, kimyasal üretim bulur.Titanyum genellikle ısı direnci ve sertlik gelişmiş özellikler sergileyen çeşitli alaşımların bir takviye olarak kullanılır.Yüksek korozyon direnci ve yeteneği en agresif ortamlarda bu metal ve kimyasal sanayi için vazgeçilmez hale dayanacak şekilde.Titanyum (alaşımlar) damıtma ve asit ve diğer kimyasal aktif maddelerin taşınması için kullanılan borular, tanklar, vanalar, filtreler, üretti.O yüksek sıcaklık performansı çalışan cihazlar oluşturmak için iddia etti.Titanyum bileşikleri kalıcı kesim araçları, boyalar, gıda endüstrisinde kullanılan plastik ve kağıt, cerrahi aletler, implantlar, takı, dekoratif malzemeler, yapmak için kullanılır.Sert tüm alanları tanımlamak için.Tam biyolojik güvenliği için Modern tıp genellikle metal titanyum kullanır.Fiyat - bu elemanın uygulama genişliği ise etkileyen tek faktör değildir.Geleceğin malzemesi, insanlığı okuyor yeni bir gelişme aşamasına girer - Adalet titanyum iddiasıdır.
