Шта је титанијум?
Особине
- Атомски симбол: Ти
- Атомски број: 22
- Елемент Категорија: Прелазни метал
- Густина: 4.506 / цм3
- Тачка топљења: 3034 ° Ф (1668 ° Ц)
- Тачка кључања: 5949 ° Ф (3287 ° Ц)
- Тврдоћа Моха: 6
Карактеристике
Легуре које садрже титан су познате по својој снажној, лаганој и изузетној отпорности на корозију .
Упркос томе што је јак као и челик, титан је око 40% лакши у тежини, који, заједно са својом отпорношћу на кавитацију и ерозију, чини је неопходним структуралним металом за инжењере ваздухопловства.
Титан је такође огроман у својој отпорности на корозију воде и хемијских медија. То ради тако што се на његовој површини формира танак слој титан диоксида (ТиО2), који је изузетно тешко продирати овим материјалима.
Имајући низак модул еластичности значи да титан није такође врло флексибилан, али се враћа у свој изворни облик након савијања, што резултира његовом важношћу за обликовање меморијских легура.
Титанијум је немагнетски и биокомпатибилни (нетоксични, неалергенски), што је довело до њеног све веће употребе у медицинском пољу.
Историја
Употреба титанијумског метала, у било ком облику, стварно се развијала тек након Другог свјетског рата.
У ствари, титан није изолован као метал, док га амерички хемичар Маттхев Хунтер није произвео редукцијом титанијум тетрахлорида (ТиЦл4) са натријумом 1910; Метода сада позната као Хунтер процес.
Комерцијална производња, међутим, није дошла тек након што је Виллиам Јустин Кролл показао да се титан може смањити и са хлоридом магнезијумом у 1930-тим.
Процес Кролл остаје најважнији начин комерцијалне производње до данас.
Након што је развијен економски начин производње, прва титанијумска употреба је била у војним авионима. И совјетски и амерички војни авиони и подморнице (нпр. Подморнице Совјетске Алфа и Мике Класе и УСАФ Ф100 Супер Сабре и Лоцкхеед А-12) дизајниране у 1950-их и 1960-их почеле су користити легуре титана. Почетком 1960-их, легуре титана почели су да користе и комерцијални произвођачи авиона.
Медицинско поље, нарочито зубни имплантати и протетика, пробудило се уз помоћ титанијума након што су студије шведског доктора Пер-Ингвар Бранемарк из 1950. године показале да титан не изазива негативан имунски одговор код људи, дозвољавајући металу да се интегрише у наше тело у процесу названа оссеоинтеграција .
Производња
Иако је титан четврти најчешћи метални елементи у земаљској корици (иза алуминијума , гвожђа и магнезијума), производња титанијумског метала је изузетно осјетљива на контаминацију, нарочито кисеоником, што представља његов релативно новији развој и високе трошкове.
Главне руде које се користе у примарној производњи титана су илменит, који чини око 90% производње, а рутиле, који чини преосталих 10%.
У 2010. години произведено је око 6,3 милиона тона концентрата титан-минерала, иако се сваке године произведе концентрација титана који се састоји од око пет одсто (око 5%) концентрата титана у крајњем крају у металном титанијуму. Уместо тога, већина се користи у производњи титановог диоксида (ТиО2), белог пигмента који се користи у бојама, хранама, лековима и козметичким препаратима.
У првом кораку процеса Кролл, титанова руда се сруши и загрева коксним угљем у атмосфери хлора за производњу титанијум тетрахлорида (ТиЦл4). Хлорид се затим ухвати и шаље кроз кондензатор, који производи течност за титанијум хлорид који је више 99% чист.
Титанијум тетрахлорид се затим шаље директно у посуде која садрже растопљени магнезијум. Да би се избегла контаминација кисеоником, ово је инертно додато гасом аргона.
Током последичног процеса дестилације, који може трајати неколико дана, суд се загрева до 1832 ° Ф (1000 ° Ц). Магнезијум реагује са титанијум хлоридом, уклањајући хлорид и производњу елементалног титана и магнезијум хлорида.
Влакни титан који се производи као резултат се назива титанијум спужвом. За производњу легура титана и титанијумских ингота високе чистоће, титанијум сунђер се може растопити са различитим легирним елементима користећи талас електронског зрака, плазма или таложења вакуум-арка.
У нади да ће се смањити трошкови екстракције титана, електролитички и други процеси за производњу титанијумског метала и даље се активно истражују.
Због своје стратешке природе, може се тешко наћи статистику о производњи метала у титанијуму. Међутим, процењује се да је укупна производња светског титана сунђера у 2010. години износила око 150.000 тона. Највеће земље произвођача су Кина, Јапан, Русија, Казахстан и Сједињене Државе. Произвођачи великих титана спужве укључују ВСМПО (Русија), Титаниум Металс Цорп. (САД), РТИ Интл. (САД), Фусхун Јинминг Титаниум Индустри (Кина), Луоианг Сунруи Ваии Титаниум Цо. (Кина) и Осака Титаниум Тецхнологи Цо. (Јапан).
Апликације
Титанијумске легуре метала првенствено се користе у следећим индустријама:
- Аероспаце
- Војна
- Медицински
- Хемијски
- Спортска опрема
Током протеклих неколико деценија, произвођачи авиона све више се окрећу на титан као кључну структурну компоненту. Од првих употреба почетком шездесетих година прошлог века, просечан титан у Боинговим комерцијалним авио-компанијама повећао се са око 2% телесне тежине на око 15%. Више...
Извори
> ТИМЕТ Видео: Кролл Процес. Доступно на интернет страници Међународног удружења титана: хттп://ввв.титаниум.орг
Геолошка истраживања САД: Титанијум. хттп://минералс.усгс.гов/минералс/пубс/цоммодити/титаниум/
Вулкан, Том. 2010. Титаниум: Метал оф тхе Годс . Хардассетинвестор.цом.
> Пратите Теренце на Гоогле+