Titan metalldir. titanning xossalari. Titandan foydalanish. Titanning navlari va kimyoviy tarkibi. Titan: elementning ochilish tarixi Titanning qaynash nuqtasi

Titan dastlab 1791 yilda uni kashf etgan britaniyalik kimyogari Uilyam Gregor tomonidan "gregorit" deb nomlangan. Keyinchalik titan 1793 yilda nemis kimyogari M. X. Klaprot tomonidan mustaqil ravishda kashf etilgan. U uni yunon mifologiyasidagi titanlar sharafiga titan deb atadi - "tabiiy kuchning timsoli". Faqat 1797 yilda Klaprot o'zining titanining Gregor tomonidan ilgari kashf etilgan element ekanligini aniqladi.

Xususiyatlari va xususiyatlari

Titan - Ti belgisi va atom raqami 22 bo'lgan kimyoviy element. Bu kumush rangga ega, zichligi past va yuqori quvvatga ega yaltiroq metalldir. Dengiz suvi va xlordagi korroziyaga chidamli.

Element uchrashadi bir qator foydali qazilma konlarida, asosan, rutil va ilmenit er qobig'i va litosferada keng tarqalgan.

Titan kuchli engil qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Metallning ikkita eng foydali xususiyati korroziyaga chidamlilik va qattiqlik va zichlikka nisbati, har qanday metall elementning eng yuqori ko'rsatkichidir. Qotishtirilmagan holatda bu metall ba'zi po'latlar kabi mustahkam, ammo kamroq zichlikka ega.

Metallning fizik xossalari

Bu kuchli metall past zichlikli, ancha egiluvchan (ayniqsa anoksik muhitda), yorqin va metalloid oq. 1650 ° C (yoki 3000 ° F) dan yuqori bo'lgan nisbatan yuqori erish nuqtasi uni o'tga chidamli metall sifatida foydali qiladi. Bu paramagnit va ancha past elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Mohs shkalasi bo'yicha titanning qattiqligi 6. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, u qotib qolgan po'lat va volframdan biroz pastroq.

Savdoda toza (99,2%) titan taxminan 434 MPa kuchlanish kuchiga ega, bu an'anaviy past po'lat qotishmalariga mos keladi, ammo titan ancha engilroq.

Titanning kimyoviy xossalari

Alyuminiy va magniy kabi titan va uning qotishmalari havo ta'sirida darhol oksidlanadi. Atrof-muhit haroratida suv va havo bilan sekin reaksiyaga kirishadi, chunki u passiv oksidli qoplama hosil qiladi quyma metallni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi.

Atmosfera passivatsiyasi titanga platinaga deyarli teng keladigan mukammal korroziyaga chidamliligini beradi. Titan suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalar, xlorid eritmalari va ko'pgina organik kislotalarning hujumiga dosh bera oladi.

Titan sof azotda yonadigan kam sonli elementlardan biri bo'lib, 800 ° C (1470 ° F) da titanium nitridi hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi. Kislorod, azot va boshqa ba'zi gazlar bilan yuqori reaktivligi tufayli titan filamentlari titaniumli sublimatsiya nasoslarida ushbu gazlar uchun absorber sifatida ishlatiladi. Ushbu nasoslar arzon va ishonchli tarzda UHV tizimlarida juda past bosim hosil qiladi.

Umumiy titanli minerallar anataza, brukit, ilmenit, perovskit, rutil va titanit (sfen). Ushbu minerallardan faqat rutil va ilmenit iqtisodiy ahamiyatga ega, lekin hatto ularni yuqori konsentratsiyada topish qiyin.

Titan meteoritlarda topilgan va sirt harorati 3200 ° C (5790 ° F) bo'lgan Quyosh va M tipidagi yulduzlarda topilgan.

Turli rudalardan titanni olishning hozirda ma'lum bo'lgan usullari mashaqqatli va qimmat.

Ishlab chiqarish va ishlab chiqarish

Hozirgi vaqtda titan va titanium qotishmalarining 50 ga yaqin navlari ishlab chiqilgan va foydalanilmoqda. Bugungi kunga kelib, titaniumli metall va qotishmalarning 31 klassi tan olingan, ulardan 1-4 sinflari tijorat jihatdan toza (qotishtirilmagan). Ular kislorod miqdoriga qarab tortishish kuchida farqlanadi, 1-daraj eng egiluvchan (0,18% kislorod bilan eng past tortishish kuchi) va 4-daraja eng kam egiluvchan (maksimal valentlik kuchi 0,40% kislorod bilan) hisoblanadi. ).

Qolgan sinflar qotishmalar bo'lib, ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega:

plastik;
kuch;
qattiqlik;
elektr qarshilik;
maxsus korroziyaga chidamlilik va ularning birikmalari.

Ushbu spetsifikatsiyalarga qo'shimcha ravishda, titanium qotishmalari ham aerokosmik va kosmosni qondirish uchun ishlab chiqariladi harbiy texnika(SAE-AMS, MIL-T), ISO standartlari va mamlakatga xos spetsifikatsiyalar va aerokosmik, harbiy, tibbiy va sanoat ilovalari uchun oxirgi foydalanuvchi talablari.

Tijorat nuqtai nazaridan sof tekis mahsulot (lavha, plastinka) osongina shakllantirilishi mumkin, ammo ishlov berishda metallning "xotirasi" va qaytib kelish tendentsiyasi mavjudligini hisobga olish kerak. Bu, ayniqsa, ba'zi yuqori quvvatli qotishmalar uchun to'g'ri keladi.

Titan ko'pincha qotishmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi:

alyuminiy bilan;
vanadiy bilan;
mis bilan (qattiqlashtirish uchun);
temir bilan;
marganets bilan;
molibden va boshqa metallar bilan.

Foydalanish sohalari

Plitalar, plastinka, novda, sim, quyma shaklidagi titanium qotishmalari sanoat, aerokosmik, rekreatsion va rivojlanayotgan bozorlarda qo'llaniladi. Titan kukuni pirotexnikada yorqin yonuvchi zarrachalar manbai sifatida ishlatiladi.

Titan qotishmalarining zichlik nisbati yuqori kuchlanish kuchi, yuqori korroziyaga chidamliligi, charchoqqa chidamliligi, yuqori yorilishga chidamliligi va o'rtacha yuqori harorat qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli ular samolyotlarda, zirhlarda, dengiz kemalari, kosmik kemalar va raketalar.

Ushbu ilovalar uchun titan alyuminiy, tsirkoniy, nikel, vanadiy va boshqa elementlar bilan qotishma bo'lib, muhim tarkibiy qismlar, yong'in devorlari, qo'nish moslamalari, egzoz quvurlari (vertolyotlar) va gidravlik tizimlar kabi turli komponentlarni ishlab chiqaradi. Aslida, ishlab chiqarilgan titan metallining uchdan ikki qismi samolyot dvigatellari va ramkalarida ishlatiladi.

Titan qotishmalari korroziyaga chidamli bo'lgani uchun dengiz suvi, ular pervanel vallari, issiqlik almashtirgich armaturalari va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu qotishmalar fan va harbiylar uchun okeanni kuzatish va kuzatish qurilmalarining korpuslari va komponentlarida qo'llaniladi.

Maxsus qotishmalar quduqda va neft quduqlarida va nikel gidrometallurgiyasida yuqori mustahkamligi uchun qo'llaniladi. Pulpa va qog'oz sanoati titandan natriy gipoxlorit yoki nam xlor gazi (oqartirishda) kabi qattiq muhitlarga ta'sir qiladigan texnologik uskunalarda foydalanadi. Boshqa ilovalar ultratovushli payvandlash, to'lqinli lehimlashni o'z ichiga oladi.

Bundan tashqari, bu qotishmalar avtomobillarda, ayniqsa avtomobil va mototsikl poygalarida qo'llaniladi, bu erda past og'irlik, yuqori kuch va qattiqlik muhim ahamiyatga ega.

Titan ko'plab sport buyumlarida qo'llaniladi: tennis raketkalari, golf klublari, lakros roliklari; kriket, xokkey, lakros va futbol dubulg'alari, shuningdek, velosiped ramkalari va komponentlari.

Chidamliligi tufayli titan dizaynerlik zargarlik buyumlari (ayniqsa, titan uzuklar) uchun ko'proq mashhur bo'ldi. Uning harakatsizligi uni allergiyasi bo'lgan odamlar yoki basseyn kabi muhitda zargarlik buyumlarini kiyadiganlar uchun yaxshi tanlov qiladi. Titan, shuningdek, 24 karatli oltin sifatida sotilishi mumkin bo'lgan qotishma ishlab chiqarish uchun oltin bilan qotishtiriladi, chunki 1% qotishma Ti pastroq navni kafolatlash uchun etarli emas. Olingan qotishma taxminan 14 karatli oltinning qattiqligida va sof 24 karatli oltindan kuchliroqdir.

Ehtiyot choralari

Titan hatto yuqori dozalarda ham toksik emas. Kukun shaklida yoki metall talaş sifatida, u jiddiy yong'in xavfi va havoda qizdirilsa, portlash xavfini keltirib chiqaradi.

Titan qotishmalarining xususiyatlari va qo'llanilishi

Quyida sinflarga bo'lingan eng ko'p uchraydigan titanium qotishmalari, ularning xususiyatlari, afzalliklari va sanoat qo'llanilishi haqida umumiy ma'lumot berilgan.

7-sinf

7-daraj mexanik va fizik jihatdan 2-darajali sof titanga teng, palladiyning oraliq elementini qo'shishdan tashqari, uni qotishma qiladi. U mukammal payvandlanish va elastiklikka ega, bu turdagi barcha qotishmalarning eng korroziyaga chidamliligi.

7-sinf kimyoviy jarayonlar va asbob-uskunalar komponentlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

11-sinf

11-sinf 1-sinfga juda o'xshaydi, korroziyaga chidamliligini yaxshilash uchun palladiy qo'shilishi bundan mustasno, uni qotishma qiladi.

Boshqa foydali xususiyatlar optimal egiluvchanlik, mustahkamlik, qattiqlik va mukammal payvandlanish qobiliyatini o'z ichiga oladi. Ushbu qotishma ayniqsa korroziya muammosi bo'lgan ilovalarda ishlatilishi mumkin:

kimyoviy ishlov berish;
xloratlar ishlab chiqarish;
tuzsizlantirish;
dengiz ilovalari.

Ti 6Al-4V sinf 5

Qotishma Ti 6Al-4V yoki 5-sinf titan eng ko'p ishlatiladi. Bu butun dunyo bo'ylab titan iste'molining 50% ni tashkil qiladi.

Foydalanish qulayligi uning ko'plab afzalliklarida yotadi. Ti 6Al-4V quvvatini oshirish uchun issiqlik bilan ishlov berish mumkin. Ushbu qotishma past og'irlikda yuqori quvvatga ega.

Bu foydalanish uchun eng yaxshi qotishma bir qancha sohalarda aerokosmik, tibbiyot, dengiz va kimyoviy qayta ishlash sanoati kabi. U yaratish uchun ishlatilishi mumkin:

aviatsiya turbinalari;
dvigatel komponentlari;
samolyot konstruktiv elementlari;
aerokosmik mahkamlagichlar;
yuqori samarali avtomatik qismlar;
sport anjomlari.

Ti 6AL-4V ELI sinf 23

23-darajali - jarrohlik titanium. Ti 6AL-4V ELI yoki 23-sinf Ti 6Al-4V ning yuqori tozalikdagi versiyasidir. U rulonlardan, iplardan, simlardan yoki tekis simlardan tayyorlanishi mumkin. Bu yuqori quvvat, past og'irlik, yaxshi korroziyaga chidamlilik va yuqori qattiqlik kombinatsiyasi talab qilinadigan har qanday vaziyat uchun eng yaxshi tanlovdir. U mukammal zarar qarshiligiga ega.

U bio-mosligi, yaxshi charchoq kuchi tufayli implantatsiya qilinadigan komponentlar kabi biomedikal ilovalarda qo'llanilishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu konstruktsiyalarni ishlab chiqarish uchun jarrohlik muolajalarida ham foydalanish mumkin:

ortopedik pinlar va vintlar;
ligature uchun qisqichlar;
jarrohlik shtapellari;
buloqlar;
ortodontik asboblar;
kriyojenik tomirlar;
suyaklarni mahkamlash moslamalari.

12-sinf

12-sinf titanium yuqori sifatli payvandlash qobiliyatiga ega. Bu yuqori haroratlarda yaxshi quvvatni ta'minlaydigan yuqori quvvatli qotishma. 12-sinf titanium 300 seriyali zanglamaydigan po'latlarga o'xshash xususiyatlarga ega.

Turli xil shakllarda shakllantirish qobiliyati uni ko'plab ilovalarda foydali qiladi. Ushbu qotishmaning yuqori korroziyaga chidamliligi uni ishlab chiqarish uskunalari uchun ham bebaho qiladi. 12-sinf quyidagi sohalarda qo'llanilishi mumkin:

issiqlik almashinuvchilari;
gidrometallurgik qo'llanmalar;
yuqori haroratli kimyoviy ishlab chiqarish;
dengiz va havo komponentlari.

Ti5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2.5Sn - barqarorlik bilan yaxshi payvandlanishni ta'minlay oladigan qotishma. Bundan tashqari, yuqori harorat barqarorligi va yuqori quvvatga ega.

Ti 5Al-2.5Sn asosan aviatsiya sanoatida, shuningdek, kriogen qurilmalarda qo'llaniladi.

Davriy tizimda titan kimyoviy elementi Ti (Titan) sifatida belgilanadi va IV guruhning yon kichik guruhida, 4-davrda atom raqami 22 ostida joylashgan. Bu kumush-oq rangli qattiq metall bo'lib, ko'p sonning bir qismidir. minerallar. Siz bizning veb-saytimizda titan sotib olishingiz mumkin.

Titan 18-asrning oxirida Angliya va Germaniyadan kelgan kimyogarlar Uilyam Gregor va Martin Klaproth tomonidan olti yillik farq bilan bir-biridan mustaqil ravishda kashf etilgan. Titanlarning qadimgi yunon belgilari (ulkan, kuchli, o'lmas mavjudotlar) sharafiga elementga nom bergan Martin Klaproth edi. Ma'lum bo'lishicha, bu nom bashoratli bo'lib qoldi, ammo titanning barcha xususiyatlari bilan tanishish uchun insoniyatga 150 yildan ko'proq vaqt kerak bo'ldi. Faqat uch o'n yil o'tgach, titan metallining birinchi namunasi olindi. O'sha paytda u mo'rtligi tufayli deyarli ishlatilmagan. 1925 yilda bir qator tajribalardan so'ng kimyogarlar Van Arkel va De Bur yodid usuli yordamida sof titan oldilar.

Metallning qimmatli xususiyatlari tufayli muhandislar va dizaynerlar darhol unga e'tibor qaratdilar. Bu haqiqiy yutuq edi. 1940 yilda Kroll rudadan titan olishning magniy-termik usulini ishlab chiqdi. Ushbu usul bugungi kunda ham dolzarbdir.

Fizikaviy va mexanik xususiyatlar

Titan juda chidamli metalldir. Uning erish nuqtasi 1668±3°C. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, u tantal, volfram, reniy, niobiy, molibden, tantal, tsirkoniy kabi metallardan past. Titan paramagnit metaldir. Magnit maydonda u magnitlanmaydi, lekin undan tashqariga chiqarilmaydi. 2-rasm
Titan past zichlikka (4,5 g/sm³) va yuqori quvvatga (140 kg/mm² gacha) ega. Bu xususiyatlar yuqori haroratlarda deyarli o'zgarmaydi. U alyuminiydan 1,5 baravar og'irroq (2,7 g / sm³), lekin temirdan (7,8 g / sm³) 1,5 baravar engilroq. Mexanik xususiyatlar bo'yicha titan bu metallardan ancha ustundir. Kuchliligi bo'yicha titan va uning qotishmalari qotishma po'latlarning ko'p navlari bilan tengdir.

Korroziyaga chidamliligi jihatidan titanium platinadan kam emas. Metall kavitatsiya sharoitlariga mukammal qarshilik ko'rsatadi. Titan qismining faol harakati paytida suyuq muhitda hosil bo'lgan havo pufakchalari uni deyarli yo'q qilmaydi.

Bu sinish va plastik deformatsiyaga qarshi tura oladigan bardoshli metalldir. U alyuminiydan 12 marta, mis va temirdan 4 marta qattiqroq. Yana bir muhim ko'rsatkich - hosilning kuchi. Ushbu ko'rsatkichning oshishi bilan titan qismlarining operatsion yuklarga chidamliligi yaxshilanadi.

Ba'zi metallar (ayniqsa, nikel va vodorod) bilan qotishmalarda titan ma'lum bir haroratda yaratilgan mahsulot shaklini "eslab qolishga" qodir. Bunday mahsulot keyinchalik deformatsiyalanishi mumkin va u uzoq vaqt davomida bu pozitsiyani saqlab qoladi. Agar mahsulot ishlab chiqarilgan haroratgacha qizdirilsa, mahsulot asl shaklini oladi. Bu xususiyat "xotira" deb ataladi.

Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi nisbatan past va chiziqli kengayish koeffitsienti ham mos ravishda. Bundan kelib chiqadiki, metall elektr va issiqlikni yomon o'tkazuvchidir. Ammo past haroratlarda u elektr tokining supero'tkazuvchisi bo'lib, u energiyani sezilarli masofalarga uzatish imkonini beradi. Titan ham yuqori elektr qarshiligiga ega.
Sof titan metallga bo'ysunadi har xil turlari sovuq va issiq ishlov berish. U 0,01 mm gacha qalinlikdagi chiziqlar, choyshablar va plyonkalarga tortilishi va simga aylantirilishi, zarb qilinishi, o'ralishi mumkin. Titandan quyidagi turdagi prokatlar ishlab chiqariladi: titanli lenta, titan sim, titan quvurlari, titanium vtulkalar, titan doirasi, titan bar.

Kimyoviy xossalari

Sof titan reaktiv element hisoblanadi. Uning yuzasida zich himoya plyonkasi hosil bo'lganligi sababli, metall korroziyaga juda chidamli. Havoda, sho'r dengiz suvida oksidlanishga uchramaydi, ko'plab agressiv kimyoviy muhitda o'zgarmaydi (masalan: suyultirilgan va konsentrlangan nitrat kislota, aqua regia). Yuqori haroratlarda titanium reagentlar bilan faolroq o'zaro ta'sir qiladi. 1200 ° S haroratda havoda yonadi. Yonilg'i yoqilganda, metall yorqin porlashni beradi. Titan yuzasida sariq-jigarrang nitrid plyonkasi hosil bo'lishi bilan azot bilan ham faol reaksiya sodir bo'ladi.

Xona haroratida xlorid va sulfat kislotalar bilan reaksiyalar kuchsiz, lekin qizdirilganda metall kuchli eriydi. Reaksiya natijasida quyi xloridlar va monosulfat hosil bo'ladi. Fosfor va nitrat kislotalar bilan zaif o'zaro ta'sirlar ham sodir bo'ladi. Metall halogenlar bilan reaksiyaga kirishadi. Xlor bilan reaksiya 300 ° C da sodir bo'ladi.
Vodorod bilan faol reaksiya xona haroratidan biroz yuqoriroq haroratda davom etadi. Titan vodorodni faol ravishda o'zlashtiradi. 1 g titan 400 sm³ gacha vodorodni o'zlashtira oladi. Isitilgan metall karbonat angidrid va suv bug'ini parchalaydi. Suv bug'lari bilan o'zaro ta'sir 800 ° C dan yuqori haroratlarda sodir bo'ladi. Reaktsiya natijasida metall oksidi hosil bo'ladi va vodorod chiqib ketadi. Yuqori haroratlarda issiq titan karbonat angidridni o'zlashtiradi va karbid va oksid hosil qiladi.

Qanday qilib olish mumkin

Titan Yerdagi eng keng tarqalgan elementlardan biridir. Uning sayyora ichaklaridagi miqdori massa bo'yicha 0,57% ni tashkil qiladi. Metallning eng yuqori kontsentratsiyasi "bazalt qobig'i" (0,9%), granit jinslarda (0,23%) va o'ta asosli jinslarda (0,03%) kuzatiladi. Titan kislotasi yoki dioksid shaklida bo'lgan 70 ga yaqin titan minerallari mavjud. Titan rudalarining asosiy minerallari: ilmenit, anataza, rutil, brukit, loparit, leykoksin, perovskit va sfen. Titanning asosiy jahon ishlab chiqaruvchilari Buyuk Britaniya, AQSh, Frantsiya, Yaponiya, Kanada, Italiya, Ispaniya va Belgiyadir.
Titan olishning bir necha yo'li mavjud. Ularning barchasi amalda qo'llaniladi va juda samarali.

1. Magniy termal jarayoni.

Titan o'z ichiga olgan ruda qazib olinadi va dioksidga qayta ishlanadi, u asta-sekin va juda yuqori haroratlarda xlorlanishga duchor bo'ladi. Xlorlash uglerodli muhitda amalga oshiriladi. Reaksiya natijasida hosil bo'lgan titanium xlorid keyinchalik magniy bilan kamayadi. Olingan metall yuqori haroratda vakuum uskunasida isitiladi. Natijada, magniy va magniy xlorid bug'lanadi, titan ko'p teshiklar va bo'shliqlar bilan qoladi. Yuqori sifatli metall ishlab chiqarish uchun shimgichli titan qayta eritiladi.

2. Gidrid-kaltsiy usuli.

Birinchidan, titan gidrid olinadi, so'ngra u tarkibiy qismlarga bo'linadi: titanium va vodorod. Jarayon havosiz bo'shliqda yuqori haroratda amalga oshiriladi. Kaltsiy oksidi hosil bo'ladi, u zaif kislotalar bilan yuviladi.
Kaltsiy gidrid va magniy termal usullari odatda sanoat miqyosida qo'llaniladi. Ushbu usullar qisqa vaqt ichida minimal pul xarajatlari bilan sezilarli miqdorda titan olish imkonini beradi.

3. Elektroliz usuli.

Titan xlorid yoki dioksid ta'sir qiladi yuqori quvvat joriy. Natijada, birikmalar parchalanadi.

4. Yodid usuli.

Titan dioksidi yod bug'lari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Keyinchalik, titanium yodid yuqori haroratga ta'sir qiladi, natijada titanium hosil bo'ladi. Bu usul eng samarali, ammo ayni paytda eng qimmat hisoblanadi. Titan aralashmalar va qo'shimchalarsiz juda yuqori tozalikka ega.

Titandan foydalanish

Yaxshi korroziyaga qarshi xususiyatlari tufayli titan kimyoviy uskunalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Metall va uning qotishmalarining yuqori issiqlikka chidamliligi zamonaviy texnologiyada foydalanishga yordam beradi. Titan qotishmalari samolyotlar, raketalar va kemasozlik uchun ajoyib materialdir.

Yodgorliklar titandan yasalgan. Va bu metalldan yasalgan qo'ng'iroqlar o'zlarining g'ayrioddiy va juda chiroyli ovozi bilan mashhur. Titan dioksidi ba'zi dorilarning tarkibiy qismidir, masalan: teri kasalliklariga qarshi malhamlar. Nikel, alyuminiy va uglerodli metall birikmalari ham katta talabga ega.

Titan va uning qotishmalari kimyo va oziq-ovqat sanoati, rangli metallurgiya, elektronika, yadro texnologiyasi, energetika, elektrokaplama kabi sohalarda qo'llanilishini topdi. Titan va uning qotishmalaridan qurollar, zirh plitalari, jarrohlik asboblari va implantlari, sug'orish tizimlari, sport anjomlari va hatto zargarlik buyumlari ishlab chiqariladi. Nitridlash jarayonida metall yuzasida go'zalligi bo'yicha hatto haqiqiy oltindan ham kam bo'lmagan oltin plyonka hosil bo'ladi.

1941 Qaynatish harorati 3560 Oud. termoyadroviy issiqlik 18,8 kJ/mol Oud. bug'lanish issiqligi 422,6 kJ/mol Molar issiqlik sig'imi 25,1 J/(K mol) Molyar hajm 10,6 sm³/mol Oddiy moddaning kristall panjarasi Panjara tuzilishi olti burchakli
mahkam o'ralgan (a-Ti) Panjara parametrlari a=2,951 c=4,697 (a-Ti) Munosabat c/a 1,587 Harorat Debye 380 Boshqa xususiyatlar Issiqlik o'tkazuvchanligi (300 K) 21,9 Vt/(m K) CAS yo'q 7440-32-6

Entsiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Titan / Titan. Kimyo oson

✪ Titan - YERDAGI ENG MUCHIM METAL!

✪ Kimyo 57. Titan elementi. Merkuriy elementi - Ko'ngilochar fanlar akademiyasi

✪ Titan ishlab chiqarish. Titan dunyodagi eng kuchli metallardan biridir!

✪ Iridium - Yer yuzidagi eng nodir metall!

Subtitrlar

Hammaga salom! Aleksandr Ivanov siz bilan va bu "Kimyo oddiy" loyihasi Va endi biz uni titan bilan biroz yoritamiz! Mana shunday ko'rinishga ega bo'lgan bir necha gramm sof titan uzoq vaqt oldin, Manchester universitetida hali universitet bo'lmaganida olingan. Ushbu namuna aynan o'sha muzeydan olingan. qazib olingan bu rutilga o'xshaydi 1867 yilda titan haqida 100 dan ortiq minerallar ma'lum bo'lib, odamlar titan haqida bilgan hamma narsa darslikdagi 1 sahifaga joylashdi 20-asr boshlariga kelib, hech narsa o'zgarmadi 1791 yilda ingliz kimyogari va mineralog Uilyam Gregor menakinit mineralida yangi elementni topdi va uni "menakin" deb atadi Biroz vaqt o'tgach, 1795 yilda nemis kimyogari Martin Klaproth boshqa mineral - rutil tarkibida yangi kimyoviy elementni topdi.Titan o'z nomini Klaprothdan oldi, u unga nom berdi. elflar malikasi Titaniya sharafiga.Biroq, boshqa versiyaga ko'ra, elementning nomi titanlar, yer ma'budasining qudratli o'g'illari - Geylar nomidan keladi. Biroq, 1797 yilda Gregor va Klaproth kashf etgani ma'lum bo'ldi. bir xil kimyoviy element Lekin nomi Klaprot bergani qoldi.Ammo Gregor ham, Klaprot ham metall titanni ololmadilar.Ular oq kristall kukun oldilar, bu titan dioksidi.Birinchi marta metall titanni rus olimi D.K. Kirilov 1875-yilda Lekin bu toʻgʻri yoritilmagan boʻlsa-da, uning ishi eʼtiborga olinmadi.Bundan keyin sof titanni shvedlar L.Nilson va O.Peterson, shuningdek, fransuz Moissan qoʻlga kiritdilar.Va faqat 1910-yilda amerikalik kimyogar. M. Hunter titan olishning oldingi usullarini takomillashtirdi va bir necha gramm sof 99% titan oldi.Shuning uchun ham koʻpchilik kitoblarda aynan Hunter metall titan olgan olim qanday qilib titanning katta kelajagi boʻlishini hech kim bashorat qilmagan, chunki unchalik katta boʻlmagan aralashmalar ham bor edi. uning tarkibida uni juda mo'rt va mo'rt qilib qo'ydi, bu esa mexanik ishlov berishga imkon bermadi. Shuning uchun ba'zi titan birikmalari o'zlarining keng qo'llanilishini metallning o'zidan oldin topdilar.Titan tetraklorid birinchi marta ishlatilgan. jahon urushi tutun pardasini yaratish uchun Ochiq havoda titan tetraklorid gidrolizlanib, titan oksixloridlari va titan oksidini hosil qiladi. Hozirgi vaqtda titan tetraxlorid metall titan olish uchun ishlatiladi Sof titan olish usuli yuz yil davomida o'zgarmadi. Birinchidan, titan dioksidi xlor bilan titan tetrakloridga aylantiriladi, bu haqda biz yuqorida aytib o'tgan edik.So'ngra magniytermiya yordamida titan tetraklorid olinadi. shimgich shaklida hosil bo'lgan titan tetraklorid Bu jarayon 900 ° C haroratda po'lat retortalarda amalga oshiriladi. Qattiq reaksiya sharoitlari tufayli, afsuski, bizda bu jarayonni ko'rsatish imkoniyati yo'q.Natijada , titanli shimgich olinadi, u ixcham metallga eritiladi.Oʻta toza titan olish uchun yodid usuli qoʻllaniladi. pardozlash, bu haqda biz tsirkoniy haqidagi videoda batafsil gaplashamiz.Siz allaqachon sezganingizdek, titan tetraxlorid normal sharoitda tiniq, rangsiz suyuqlikdir.Ammo titanium trikloridni oladigan bo'lsak, u qattiq binafsha rangli moddadir.Faqat bor. molekulada bitta kamroq xlor atomi va allaqachon boshqa holat Titan triklorid gigroskopikdir. Shuning uchun siz u bilan faqat inert atmosferada ishlashingiz mumkin.Titan trixlorid xlorid kislotada yaxshi eriydi.Hozir bu jarayonni kuzatayapsiz.Eritmada kompleks ion 3 hosil bo'ladi.Kompleks ionlar nima, boshqa vaqt aytaman. Keyingi safar. Ayni paytda, shunchaki dahshatga tushing :) Agar hosil bo'lgan eritmaga ozgina nitrat kislota qo'shilsa, unda titanium nitrat hosil bo'ladi va jigarrang gaz ajralib chiqadi, biz buni haqiqatda ko'ramiz. Titan ionlariga sifatli reaktsiya bor. Biz vodorod periksni tashlaymiz. Ko'rib turganingizdek, yorqin rangli birikma hosil bo'lishi bilan reaksiya sodir bo'ladi Bu pertitan kislotasi.1908 yilda Qo'shma Shtatlarda titan dioksidi qo'rg'oshin va ruxga asoslangan oq o'rnini bosgan oq rangni ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Oq titan qo'rg'oshin va ruxdan sifat jihatidan ancha ustun edi.Shuningdek, titan oksidi emal ishlab chiqarish uchun ishlatilgan, u kema qurilishida metall va yog'och qoplamalari uchun ishlatilgan Hozirgi vaqtda titan dioksidi oziq-ovqat sanoatida oq bo'yoq sifatida ishlatiladi - bu Qisqichbaqa tayoqchalari, nonushta donlari, mayonez, saqich, sut mahsulotlari va boshqalarda mavjud bo'lgan E171 qo'shimchasi. Bundan tashqari, titan dioksidi kosmetikada ishlatiladi - u sosga kiradi. quyosh kremiga ega bo'lgan "Yaltiroq bo'lgan hamma narsa oltin emas" - biz bu iborani bolalikdan bilamiz Va zamonaviy cherkov va titanga nisbatan u tom ma'noda ishlaydi va cherkov va titan o'rtasida qanday umumiylik bo'lishi mumkin? Mana nima: cherkovlarning oltin bilan yaltiraydigan barcha zamonaviy gumbazlari, aslida, oltin bilan hech qanday aloqasi yo'q.Aslida, barcha gumbazlar titanium nitridi bilan qoplangan.Shuningdek, metall matkaplar titanium nitridi bilan qoplangan.Faqat 1925 yilda, baland. -toza titan olindi, bu uni o'rganish imkonini berdi.fizikaviy va kimyoviy xossalari Va ular ajoyib bo'lib chiqdi.Ma'lum bo'lishicha, titan temirdan deyarli ikki baravar yengil bo'lib, mustahkamligi bo'yicha ko'plab po'latlardan ustundir.Shuningdek, titan alyuminiydan bir yarim baravar og'irroq, undan olti baravar kuchli va o'z kuchini 500 ° S gacha saqlaydi - yuqori elektr o'tkazuvchanligi va magnit bo'lmaganligi tufayli titan elektrotexnika sohasida katta qiziqish uyg'otadi. korroziyaga chidamliligi yuqori boʻlganligi tufayli titan kosmik texnologiyalar uchun materialga aylandi Rossiyada Verxnyaya Saldada jahon aerokosmik sanoati uchun titan ishlab chiqaradigan VSMPO-AVISMA korporatsiyasi mavjud. -Ro muz kublari, turli xil kimyoviy asbob-uskunalar va boshqa ko'plab qimmatbaho keraksiz narsalar, ammo har biringiz sof titandan tayyorlangan belkurak yoki lom sotib olishingiz mumkin! Va bu hazil emas! Mana shunday nozik disperslangan titan kukuni atmosfera kislorodi bilan reaksiyaga kirishadi. Bunday rang-barang yonish tufayli titan pirotexnikada qo'llanilishini topdi Va hammasi shu, obuna bo'ling, barmog'ingizni ko'taring, loyihani qo'llab-quvvatlashni va do'stlaringizga aytishni unutmang! Xayr!

Hikoya

TiO 2 ning kashfiyoti ingliz tomonidan deyarli bir vaqtda va mustaqil ravishda amalga oshirildi V. Gregor?! va nemis kimyogari M. G. Klaprot. V. Gregor magnit temirli qum tarkibini o'rganar ekan (Krid, Kornuoll, Angliya) noma'lum metallning yangi "yer" ini (oksid) ajratib oldi va uni menaken deb ataydi. 1795 yilda nemis kimyogari Klaprot rutil mineralida yangi elementni topdi va uni titan deb nomladi. Ikki yil o'tgach, Klaprot rutil va xavfli er bir xil elementning oksidlari ekanligini aniqladi va uning ortida Klaprot tomonidan taklif qilingan "titan" nomi saqlanib qoldi. 10 yildan so'ng titanning kashfiyoti uchinchi marta sodir bo'ldi. Frantsuz olimi L. Voklen anataza tarkibida titanni kashf etdi va rutil va anataza bir xil titan oksidi ekanligini isbotladi.

Metall titanning birinchi namunasi 1825 yilda J. Ya. Berzelius tomonidan olingan. Titanning yuqori kimyoviy faolligi va uni tozalashning qiyinligi tufayli gollandiyalik A. van Arkel va I. de Bur 1925 yilda titanium yodid bug'ining TiI 4 ni termal parchalanishi orqali Ti ning sof namunasini oldi.

ismning kelib chiqishi

Metall o'z nomini titanlar, qadimgi yunon mifologiyasining qahramonlari, Gaia bolalari sharafiga oldi. Elementning nomi frantsuz tilidan farqli o'laroq, kimyoviy nomenklatura haqidagi qarashlariga ko'ra Martin Klaproth tomonidan berilgan. kimyo maktabi, bu erda ular elementni kimyoviy xossalari bilan nomlashga harakat qilishdi. Nemis tadqiqotchisining o'zi yangi elementning xossalarini faqat oksidi bilan aniqlashning iloji yo'qligini ta'kidlaganligi sababli, u ilgari kashf etgan uranga o'xshash mifologiyadan unga nom tanladi.

Tabiatda bo'lish

Titan tabiatda eng ko'p bo'lgan 10-o'rinni egallaydi. Yer qobig'idagi tarkib massa bo'yicha 0,57%, dengiz suvida - 0,001 mg / l. Ultra asosli jinslarda 300 g/t, asosli jinslarda 9 kg/t, kislotali jinslarda 2,3 kg/t, gil va slanetslarda 4,5 kg/t. Yer qobig'ida titan deyarli har doim tetravalent bo'lib, faqat kislorod birikmalarida mavjud. Erkin shaklda bo'lmaydi. Titan ob-havo va yog'ingarchilik sharoitida Al 2 O 3 uchun geokimyoviy yaqinlikka ega. U nurash qobig'ining boksitlarida va dengiz gilli cho'kindilarida to'plangan. Titanni uzatish minerallarning mexanik bo'laklari shaklida va kolloidlar shaklida amalga oshiriladi. Ba'zi gillarda og'irligi bo'yicha 30% gacha TiO 2 to'planadi. Titan minerallari ob-havoga chidamli bo'lib, plasserlarda katta konsentratsiyalarni hosil qiladi. Titanni o'z ichiga olgan 100 dan ortiq minerallar ma'lum. Ulardan eng muhimlari: rutil TiO 2 , ilmenit FeTiO 3 , titanomagnetit FeTiO 3 + Fe 3 O 4 , perovskit CaTiO 3 , titanit CaTiSiO 5 . Birlamchi titan rudalari - ilmenit-titanomagnetit va plaser - rutil-ilmenit-tsirkon mavjud.

Tug'ilgan joyi

Titan konlari Janubiy Afrika, Rossiya, Ukraina, Xitoy, Yaponiya, Avstraliya, Hindiston, Seylon, Braziliya, Janubiy Koreya, Qozog'istonda joylashgan. MDH mamlakatlarida titan rudalarining o'rganilgan zahiralari bo'yicha Rossiya Federatsiyasi (58,5%) va Ukraina (40,2%) yetakchi o'rinni egallaydi. Eng katta depozit Rossiyada - Yaregskoye.

Zaxiralar va ishlab chiqarish

2002 yilda qazib olingan titanning 90% titan dioksidi TiO 2 ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Titan dioksidining jahon ishlab chiqarishi yiliga 4,5 million tonnani tashkil etdi. Titan dioksidining tasdiqlangan zahiralari (Rossiyasiz) taxminan 800 million tonnani tashkil etadi.2006 yil uchun, AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, titan dioksidi bo'yicha va Rossiyani hisobga olmaganda, ilmenit rudalari zaxiralari 603-673 million tonnani, rutilni tashkil qiladi. - 49, 7-52,7 mln.t. Shunday qilib, ishlab chiqarishning hozirgi sur'atida titanning dunyodagi tasdiqlangan zaxiralari (Rossiyadan tashqari) 150 yildan ortiq vaqt davomida etarli bo'ladi.

Rossiya titan zaxiralari bo'yicha dunyoda Xitoydan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Rossiyadagi titanning mineral-xomashyo bazasi butun mamlakat bo'ylab teng ravishda tarqalgan 20 ta kondan (shundan 11 tasi asosiy va 9 tasi allyuvial) iborat. O'rganilgan konlarning eng kattasi (Yaregskoye) Uxta shahridan (Komi Respublikasi) 25 km uzoqlikda joylashgan. Konning zaxiralari taxminan 10% titan dioksidining o'rtacha miqdori bo'lgan 2 milliard tonna rudaga baholanadi.

Dunyodagi eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi Rossiyaning VSMPO-AVISMA kompaniyasi hisoblanadi.

Kvitansiya

Qoidaga ko'ra, titanium va uning birikmalarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material nisbatan kichik miqdordagi aralashmalarga ega titanium dioksididir. Xususan, titan rudalarini boyitish jarayonida olingan rutil kontsentrati bo'lishi mumkin. Biroq, dunyodagi rutil zahiralari juda cheklangan va ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan sintetik rutil yoki titan shlaklari ko'proq ishlatiladi. Titan shlakini olish uchun ilmenit konsentrati elektr kamon pechida qaytariladi, temir esa metall fazaga (quyma temir) ajraladi va kamaytirilmagan titan oksidi va aralashmalar shlak fazasini hosil qiladi. Boy cüruf xlorid yoki sulfat kislota usuli bilan qayta ishlanadi.

Titan rudalarining kontsentrati sulfat kislota yoki pirometallurgik qayta ishlanadi. Sulfat kislota bilan ishlov berish mahsuloti titanium dioksid kukuni TiO 2 hisoblanadi. Pirometallurgiya usulidan foydalanib, ruda koks bilan sinterlanadi va xlor bilan ishlanadi, bir juft titanium tetraxlorid TiCl 4 olinadi:

T i O 2 + 2 C + 2 C l 2 → T i C l 4 + 2 C O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2C+2Cl_(2)\o‘ngga strelka TiCl_(4)+2CO))))

850 ° C da hosil bo'lgan TiCl 4 bug'lari magniy bilan qaytariladi:

T i C l 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i (\displaystyle (\mathsf (TiCl_(4)+2Mg\o‘ng strelka 2MgCl_(2)+Ti)))

Bundan tashqari, ishlab chiquvchilari Derek Frey, Tom Farting va Jorj Chen nomi bilan atalgan FFC Kembrij jarayoni va u yaratilgan Kembrij universiteti endi mashhurlikka erisha boshladi. Ushbu elektrokimyoviy jarayon kaltsiy xlorid va so'nmagan ohakning eritilgan aralashmasida titanni oksiddan to'g'ridan-to'g'ri uzluksiz kamaytirish imkonini beradi. Bu jarayon kaltsiy xlorid va ohak aralashmasi bilan to'ldirilgan elektrolitik vannadan, grafit qurbonlik (yoki neytral) anod va qaytariladigan oksiddan tayyorlangan katoddan foydalanadi. Vannadan oqim o'tkazilganda, harorat tezda ~1000-1100 ° C ga etadi va kaltsiy oksidi eritmasi anodda kislorod va metall kaltsiyga parchalanadi:

2 C a O → 2 C a + O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CaO\o‘ngga strelka 2Ca+O_(2)))

Olingan kislorod anodni oksidlaydi (grafit ishlatilganda) va kaltsiy eritmada katodga o'tadi va u erda titanni oksiddan tiklaydi:

O 2 + C → C O 2 (\displaystyle (\mathsf (O_(2)+C\o‘ng ko‘rsatkich CO_(2)))) T i O 2 + 2 C a → T i + 2 C a O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2Ca\o‘ng ko‘rsatkich Ti+2CaO)))

Hosil bo'lgan kaltsiy oksidi yana kislorod va metall kaltsiyga ajraladi va jarayon 10 ga qadar takrorlanadi. to'liq transformatsiya titanium shimgichga katod yoki kaltsiy oksidi tükenmesi. Ushbu jarayonda kaltsiy xlorid faol kaltsiy va kislorod ionlarining erishi va harakatchanligiga elektr o'tkazuvchanligini berish uchun elektrolit sifatida ishlatiladi. Inert anoddan foydalanilganda (masalan, qalay oksidi) karbonat anod o'rniga anodda molekulyar kislorod chiqariladi, bu esa kamroq ifloslantiradi. muhit, ammo bu holda jarayon kamroq barqaror bo'ladi va qo'shimcha ravishda, ma'lum sharoitlarda kaltsiy oksidi emas, balki xloridning parchalanishi energiya jihatidan qulayroq bo'ladi, bu esa molekulyar xlorning chiqishiga olib keladi.

Olingan titan "gubka" eritiladi va tozalanadi. Titan yodid usuli yoki elektroliz bilan tozalanadi, Ti ni TiCl 4 dan ajratadi. Titan ingotlarini olish uchun yoy, elektron nur yoki plazma bilan ishlov berish qo'llaniladi.

Jismoniy xususiyatlar

Titan yengil, kumushrang oq metalldir. U ikkita kristall modifikatsiyada mavjud: a-Ti olti burchakli yopilgan panjarali (a=2,951 Å; c=4,679 Å; z=2; bo‘shliqlar guruhi C6mmc), b-Ti kubik tanasi markazlashtirilgan qadoqlash (a=3,269 Å; z=2; kosmik guruh) Im3m), o'tish harorati a↔b 883 °C, DH o'tish 3,8 kJ/mol. Erish nuqtasi 1660 ± 20 °C, qaynash nuqtasi 3260 °C, a-Ti va b-Ti zichligi mos ravishda 4,505 (20 °C) va 4,32 (900 °C) g/sm³, atom zichligi 5,71⋅1022 da sm³ [ ]. Plastik, inert atmosferada payvandlangan. Qarshilik 0,42 µOhm m 20 da °C

U yuqori viskoziteye ega, ishlov berish paytida u chiqib ketish asbobiga yopishib olishga moyil bo'ladi va shuning uchun asbobga maxsus qoplamalar, turli moylash materiallarini qo'llash talab etiladi.

Oddiy haroratda u TiO 2 oksidining himoya passivlashtiruvchi plyonkasi bilan qoplangan, buning natijasida u ko'pgina muhitlarda (ishqoriydan tashqari) korroziyaga chidamli.

Titan changi portlashga moyil. Yonish nuqtasi - 400 ° S. Titan talaşlari yonuvchan.

Titan po'lat, volfram va platina bilan bir qatorda vakuumda yuqori qarshilikka ega, bu uning engilligi bilan birga uni dizaynda juda istiqbolli qiladi. kosmik kemalar.

Kimyoviy xossalari

Titan ko'plab kislotalar va ishqorlarning suyultirilgan eritmalariga chidamli (H 3 PO 4 va konsentrlangan H 2 SO 4 bundan mustasno).

Murakkab tuzuvchi moddalar ishtirokida ham kuchsiz kislotalar bilan, masalan, gidroflorik kislota bilan oson reaksiyaga kirishadi, u murakkab anion 2− hosil bo'lishi tufayli o'zaro ta'sir qiladi. Titan organik muhitda korroziyaga eng sezgir, chunki suv borligida titanium mahsuloti yuzasida oksidlar va titan gidridining zich passiv plyonkasi hosil bo'ladi. Titanning korroziyaga chidamliligining eng sezilarli o'sishi agressiv muhitda suv miqdorining 0,5 dan 8,0% gacha oshishi bilan sezilarli bo'ladi, bu aralash suvdagi kislotalar va ishqorlar eritmalarida titanning elektrod potentsiallarini elektrokimyoviy tadqiqotlar bilan tasdiqlaydi. -organik muhit.

Havoda 1200 ° C gacha qizdirilganda, Ti o'zgaruvchan tarkibli TiO x oksidi fazalarini hosil qilish bilan yorqin oq olov bilan yonadi. Titan tuzlari eritmalaridan TiO(OH) 2 ·xH 2 O gidroksidi cho'kma hosil bo'lib, ehtiyotkorlik bilan kalsinlash natijasida TiO 2 oksidi olinadi. TiO(OH) 2 gidroksid xH 2 O va TiO 2 dioksidi amfoterdir.

Ilova

Sof shaklda va qotishmalar shaklida

Qotishmalar ko'rinishidagi titan samolyot, raketa va kemasozlikda eng muhim strukturaviy materialdir.
Metall: kimyo sanoatida (reaktorlar, quvurlar, nasoslar, quvur liniyasi armaturalari), harbiy sanoatda (zirhlar, aviatsiyadagi zirhlar va o't o'chirish to'siqlari, suv osti kemalari korpuslari), sanoat jarayonlarida (tuzsizlantirish zavodlari, sellyuloza va qog'oz jarayonlari), avtomobil sanoatida qo'llaniladi. , qishloq xoʻjaligi sanoati, oziq-ovqat sanoati, pirsing zargarlik buyumlari, tibbiyot sanoati (protezlar, osteoprotezlar), stomatologik va endodontik asboblar, tish implantlari, sport buyumlari, zargarlik buyumlari, mobil telefonlar, engil qotishmalar va boshqalar.
Titan quyish grafit qoliplarida vakuumli pechlarda amalga oshiriladi. Vakuumli investitsion quyish ham qo'llaniladi. Badiiy kastingdagi texnologik qiyinchiliklar tufayli u cheklangan darajada qo'llaniladi. Dunyodagi birinchi monumental quyma titan haykali bu Moskvadagi Yuriy Gagarin nomidagi maydonda o'rnatilgan haykaldir.
Titan ko'plab qotishma po'latlar va ko'pgina maxsus qotishmalarning qotishma qo'shimchasidir. nima?] .
Nitinol (nikel-titanium) tibbiyot va texnologiyada ishlatiladigan shakl xotirasi qotishmasi.
Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida ularning aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida ishlatilishini aniqladi.
Titanium yuqori vakuumli nasoslarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan oluvchi materiallardan biridir.

Ulanishlar shaklida

Oq titan dioksidi (TiO 2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oziq-ovqat qo'shimchasi E171.
Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi.
Noorganik titan aralashmalari kimyoviy, elektron, shisha tolali sanoatda qo'shimchalar yoki qoplamalar sifatida ishlatiladi.
Titan karbid, titanium diborid, titanium karbonitrit metallni qayta ishlash uchun o'ta qattiq materiallarning muhim tarkibiy qismidir.
Titan nitridi oltinga o'xshash rangga ega bo'lgani uchun asboblarni, cherkov gumbazlarini qoplash va zargarlik buyumlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Bariy titanati BaTiO 3, qo'rg'oshin titanati PbTiO 3 va boshqa bir qator titanatlar ferroelektriklardir.

Turli metallar bilan ko'plab titanium qotishmalari mavjud. Qotishma elementlari polimorf o'zgarish haroratiga ta'siriga qarab uch guruhga bo'linadi: beta stabilizatorlar, alfa stabilizatorlar va neytral sertleştiriciler. Birinchisi transformatsiya haroratini pasaytiradi, ikkinchisi uni oshiradi, ikkinchisi esa unga ta'sir qilmaydi, lekin matritsaning eritma qattiqlashishiga olib keladi. Alfa stabilizatorlariga misollar: alyuminiy, kislorod, uglerod, azot. Beta stabilizatorlari: molibden, vanadiy, temir, xrom, nikel. Neytral sertleştiriciler: zirkonyum, qalay, kremniy. Beta stabilizatorlari, o'z navbatida, beta-izomorf va beta-evtekoid hosil qiluvchilarga bo'linadi.

Eng keng tarqalgan titanium qotishmasi Ti-6Al-4V qotishmasi (rus tasnifida - VT6).

Iste'mol bozorlarini tahlil qilish

Qo'pol titanning (titan shimgichning) tozaligi va darajasi odatda uning qattiqligi bilan belgilanadi, bu aralashmalarning tarkibiga bog'liq. Eng keng tarqalgan brendlar TG100 va TG110 [ ] .

Fiziologik harakat

Yuqorida aytib o'tilganidek, titan stomatologiyada ham qo'llaniladi. O'ziga xos xususiyati Titandan foydalanish nafaqat kuchda, balki metallning o'zi suyak bilan birga o'sish qobiliyatida hamdir, bu esa tish asosining mustahkamligini ta'minlashga imkon beradi.

izotoplar

Tabiiy titan beshta barqaror izotop aralashmasidan iborat: 46 Ti (7,95%), 47 Ti (7,75%), 48 Ti (73,45%), 49 Ti (5,51%), 50 Ti (5, 34%).

Ma'lum sun'iy radioaktiv izotoplar 45 Ti (T ½ = 3,09 h), 51 Ti (T ½ = 5,79 min) va boshqalar.

Eslatmalar

Maykl E. Vizer, Norman Xolden, Tayler B. Koplen, Jon K. Bölke, Maykl Berglund, Villi A. Brand, Pol De Bievre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Yuris Meyja, Takafumi Xirata, Tomas Proxaska, Ronni Schoenberg, Glenda O'Konnor, Tomas Uolchik, Shige Yoneda, Syan-Kun Chju. Elementlarning atom vazni 2011 (IUPAC Texnik Hisobot) (ingliz tili) // Sof va amaliy kimyo. - 2013. - jild. 85, yo'q. 5 . - B. 1047-1078. - DOI: 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
Tahririyat xodimlari: Zefirov N. S. (bosh muharrir). Kimyoviy ensiklopediya: 5 jildda - Moskva: Sovet entsiklopediyasi, 1995. - T. 4. - S. 590-592. - 639 b. - 20 000 nusxa. - ISBN 5-85270-039-8.
Titan- Fizika entsiklopediyasidan maqola
J.P. Rayli va Skirrow G. Kimyoviy okeanografiya V. 1, 1965 yil
Depozit titan.
Depozit titan.
Ilmenit, rutil, titanomagnetit - 2006
Titan (noaniq) . "Mineral" axborot-tahlil markazi. Davolanish sanasi 2010 yil 19 noyabr. Asl nusxadan arxivlangan, 2011 yil 21 avgust.
Korporatsiya VSMPO-AVISMA
Koncz, St; Szanto, St.; Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) 368-369-betlar
Titan - kelajak metalli (ruscha).
Titan - Kimyoviy entsiklopediyadan maqola
suv jarayonga passivatsiya titan - 26 fevral 2015 kimyo va kimyo texnologiyaga hayotga ta’siri (noaniq) . www.chemfive.ru 2015 yil 21 oktyabrda olindi.
XX asrda badiiy kasting
Jahon bozorida titan oxirgi ikki oyda narxlar barqarorlashdi (sharh)

Havolalar

Kimyoviy elementlarning mashhur kutubxonasida titan

Bo'l

Yo'q

Titanning fizik va kimyoviy xossalari, titanni olish

Titanni sof shaklda va qotishmalar shaklida qo'llash, titanni birikmalar shaklida qo'llash, titanning fiziologik ta'siri.

1-bo'lim. Titanning tarixi va tabiatda paydo bo'lishi.

Titan -bu to'rtinchi guruhning ikkilamchi kichik guruhi elementi, D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining to'rtinchi davri, atom raqami 22. Oddiy modda titan (CAS raqami: 7440-32-6) och kumush-oq. metall. U ikkita kristall modifikatsiyada mavjud: olti burchakli yaqin qadoqlangan panjara bilan a-Ti, kubik tana markazli o'ramli b-Ti, a↔b polimorf o'zgarishining harorati 883 °C. Erish nuqtasi 1660±20 °C.

Titanning tarixi va tabiatda mavjudligi

Titan qadimgi yunon qahramonlari Titanlar sharafiga nomlangan. Nemis kimyogari Martin Klaproth elementning kimyoviy xususiyatlariga ko'ra nom berishga harakat qilgan frantsuzlardan farqli o'laroq, o'zining shaxsiy sabablariga ko'ra buni shunday nomlagan, ammo o'sha paytda elementning xususiyatlari noma'lum bo'lganligi sababli, bunday nom edi. tanlangan.

Titan sayyoramizdagi soni bo'yicha 10-elementdir. Yer qobig'idagi titan miqdori og'irlik bo'yicha 0,57% va 1 litr dengiz suviga 0,001 milligrammni tashkil qiladi. Titan konlari xududida joylashgan: Yujno Afrika Respublikasi, Ukraina, Rossiya, Qozog'iston, Yaponiya, Avstraliya, Hindiston, Seylon, Braziliya va Janubiy Koreya.

tomonidan jismoniy xususiyatlar titan engil kumush rangli metalldir, bunga qo'shimcha ravishda, u ishlov berish jarayonida yuqori yopishqoqlik bilan ajralib turadi va kesish asbobiga yopishib olishga moyil bo'ladi, shuning uchun bu ta'sirni bartaraf etish uchun maxsus moylash materiallari yoki püskürtme ishlatiladi. Xona haroratida u TiO2 oksidining shaffof plyonkasi bilan qoplangan, buning natijasida u ishqorlardan tashqari ko'pchilik agressiv muhitda korroziyaga chidamli. Titan changi portlash qobiliyatiga ega, porlash nuqtasi 400 ° C. Titan talaşlari yonuvchan.

Sof titan yoki uning qotishmalarini ishlab chiqarish uchun ko'p hollarda titanium dioksidi oz miqdordagi birikmalar bilan ishlatiladi. Masalan, titan rudalarini boyitish natijasida olingan rutil konsentrati. Ammo rutilning zahiralari juda kichik va shu munosabat bilan ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan sintetik rutil yoki titan shlaklari ishlatiladi.

Titanning kashfiyotchisi 28 yoshli ingliz rohib Uilyam Gregor hisoblanadi. 1790 yilda u o'z cherkovida mineralogik tadqiqotlar olib borar ekan, Angliyaning janubi-g'arbiy qismidagi Menaken vodiysida qora qumning tarqalishi va g'ayrioddiy xususiyatlariga e'tibor qaratdi va uni o'rganishga kirishdi. Qumda ruhoniy oddiy magnit tomonidan jalb qilingan qora porloq mineralning donalarini topdi. 1925 yilda Van Arkel va de Bur tomonidan yodid usulida olingan eng sof titan egiluvchan va texnologik metall bo'lib, ko'plab qimmatbaho xususiyatlarga ega bo'lib, ko'plab dizaynerlar va muhandislarning e'tiborini tortdi. 1940 yilda Kroll rudalardan titanni olishning magniy-termik usulini taklif qildi, bu hozirgi vaqtda ham asosiy hisoblanadi. 1947 yilda birinchi 45 kg tijorat sof titan ishlab chiqarildi.

Titan Mendeleyevning elementlar davriy tizimidagi atom raqami 22 ga ega. Atom massasi uning izotoplarini o'rganish natijalari bo'yicha hisoblangan tabiiy titan 47,926 ni tashkil qiladi. Shunday qilib, neytral titan atomining yadrosida 22 proton mavjud. Neytronlarning soni, ya'ni neytral zaryadsiz zarralar har xil: ko'pincha 26 ta, lekin 24 dan 28 gacha o'zgarishi mumkin. Shuning uchun titanium izotoplari soni har xil. Hammasi bo'lib 22-sonli elementning 13 ta izotopi hozir ma'lum.Tabiiy titan beshta barqaror izotop aralashmasidan iborat bo'lib, titan-48 eng keng tarqalgan bo'lib, uning tabiiy rudalardagi ulushi 73,99% ni tashkil qiladi. Titan va IVB kichik guruhining boshqa elementlari xususiyatlari jihatidan IIIB kichik guruhi (skandiy guruhi) elementlariga juda o'xshash, ammo ular ikkinchisidan katta valentlikni namoyon qilish qobiliyati bilan farq qiladi. Titanning skandiy, ittriy, shuningdek, VB kichik guruhining elementlari - vanadiy va niobiy bilan o'xshashligi, shuningdek, titanning ko'pincha ushbu elementlar bilan birga tabiiy minerallarda mavjudligida ifodalanadi. Bir valentli galogenlar (ftor, brom, xlor va yod) bilan u di-tri- va tetra birikmalar hosil qilishi mumkin, oltingugurt va uning guruhining elementlari (selen, tellur) - mono- va disulfidlar, kislorod bilan - oksidlar, dioksidlar va trioksidlar. .

Titan shuningdek, vodorod (gidridlar), azot (nitridlar), uglerod (karbidlar), fosfor (fosfitlar), mishyak (arsidlar) bilan birikmalar, shuningdek, ko'plab metallar bilan birikmalar - intermetall birikmalar hosil qiladi. Titan nafaqat oddiy, balki juda ko'p murakkab birikmalar hosil qiladi, uning organik moddalar bilan ko'plab birikmalari ma'lum. Titan ishtirok etishi mumkin bo'lgan birikmalar ro'yxatidan ko'rinib turibdiki, u kimyoviy jihatdan juda faol. Shu bilan birga, titan korroziyaga chidamliligi juda yuqori bo'lgan kam sonli metallardan biridir: u havoda, sovuq va qaynoq suvda amalda abadiydir, dengiz suvida, ko'plab noorganik va organik tuzlarning eritmalarida juda chidamli. kislotalar. Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi bo'yicha u barcha metallardan ustun turadi, olijanob metallar - oltin, platina va boshqalar, zanglamaydigan po'lat, nikel, mis va boshqa qotishmalarning ko'p turlari. Suvda, ko'plab agressiv muhitda, sof titan korroziyaga duchor bo'lmaydi. Metallga kimyoviy va mexanik ta'sirlarning kombinatsiyasi natijasida titan va eroziya korroziyasiga qarshi turadi. Shu nuqtai nazardan, u zanglamaydigan po'latlar, mis asosidagi qotishmalar va boshqa strukturaviy materiallarning eng yaxshi navlaridan kam emas. Titan, shuningdek, charchoq korroziyasiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi, bu ko'pincha metallning yaxlitligi va mustahkamligi (yorilish, mahalliy korroziya markazlari va boshqalar) buzilishi shaklida namoyon bo'ladi. Azot, xlorid, oltingugurt, "aqua regia" va boshqa kislotalar va ishqorlar kabi ko'plab agressiv muhitda titanning xatti-harakati ushbu metall uchun hayratlanarli va hayratlanarli.

Titan juda chidamli metalldir. Uzoq vaqt davomida u 1800 ° C da eriydi, deb ishonishgan, ammo 50-yillarning o'rtalarida. Ingliz olimlari Diardorf va Hayes sof elementar titanning erish nuqtasini o'rnatdilar. U 1668 ± 3 ° S ni tashkil etdi. O'zining refrakterligi bo'yicha titan volfram, tantal, niobiy, reniy, molibden, platinoidlar, sirkoniy kabi metallardan keyin ikkinchi o'rinda turadi va asosiy strukturaviy metallar orasida birinchi o'rinda turadi. Titanning metall sifatidagi eng muhim xususiyati uning o'ziga xos fizik-kimyoviy xossalari: past zichlik, yuqori quvvat, qattiqlik va boshqalar. Asosiysi, bu xususiyatlar yuqori haroratlarda sezilarli darajada o'zgarmaydi.

Titan engil metall bo'lib, uning zichligi 0 ° C da atigi 4,517 g / sm8, 100 ° S da 4,506 g / sm3 ni tashkil qiladi. Titan solishtirma ogʻirligi 5 g/sm3 dan kam boʻlgan metallar guruhiga kiradi. Bu o'ziga xos og'irligi 0,9-1,5 g / sm3, magniy (1,7 g / sm3), alyuminiy (2,7 g / sm3) va boshqalar bo'lgan barcha gidroksidi metallar (natriy, kadiy, litiy, rubidiy, seziy) o'z ichiga oladi. Titaniumdan ko'proq. Alyuminiydan 1,5 baravar og'irroq va bunda, albatta, uni yo'qotadi, lekin u temirdan 1,5 baravar engilroq (7,8 g / sm3). Biroq, o'ziga xos zichlik bo'yicha alyuminiy va temir o'rtasida oraliq o'rinni egallagan titan mexanik xususiyatlari bo'yicha ulardan ko'p marta ustundir.). Titan sezilarli qattiqlikka ega: alyuminiydan 12 barobar, temir va misdan 4 baravar qattiqroq. Metallning yana bir muhim xususiyati uning oquvchanligidir. U qanchalik baland bo'lsa, ushbu metalldan tayyorlangan qismlar operatsion yuklarga qanchalik yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Titanning oquvchanligi alyuminiynikidan deyarli 18 baravar yuqori. Titan qotishmalarining o'ziga xos kuchini 1,5-2 marta oshirish mumkin. Uning yuqori mexanik xususiyatlari bir necha yuz darajagacha bo'lgan haroratlarda yaxshi saqlanadi. Sof titan issiq va sovuq holatda ishlov berishning barcha turlari uchun javob beradi: uni temir kabi zarb qilish, chizish va hatto sim qilish, qalinligi 0,01 mm gacha bo'lgan choyshablar, lentalar va plyonkalarga o'rash mumkin.

Aksariyat metallardan farqli o'laroq, titan sezilarli elektr qarshiligiga ega: agar kumushning elektr o'tkazuvchanligi 100 ga teng bo'lsa, u holda misning elektr o'tkazuvchanligi 94, alyuminiy 60, temir va platina -15, titan esa atigi 3,8 ga teng. Titan paramagnit metall bo'lib, u magnit maydondagi temir kabi magnitlanmaydi, lekin mis kabi undan tashqariga chiqarilmaydi. Uning magnit sezuvchanligi juda zaif, bu xususiyat qurilishda ishlatilishi mumkin. Titan nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, faqat 22,07 Vt / (mK), bu temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan taxminan 3 barobar, magniydan 7 baravar, alyuminiy va misdan 17-20 baravar past. Shunga ko'ra, titanning chiziqli termal kengayish koeffitsienti boshqa strukturaviy materiallarga qaraganda pastroqdir: 20 S da temirdan 1,5 baravar past, mis uchun 2 va alyuminiy uchun deyarli 3 barobar. Shunday qilib, titan elektr va issiqlikni yomon o'tkazuvchidir.

Bugungi kunda titanium qotishmalari aviatsiya texnologiyasida keng qo'llaniladi. titanium qotishmalari sanoat miqyosi birinchi marta samolyot reaktiv dvigatellarini loyihalashda foydalanilgan. Reaktiv dvigatellarni loyihalashda titandan foydalanish ularning vaznini 10...25% ga kamaytirish imkonini beradi. Xususan, titanium qotishmalaridan kompressor disklari va pichoqlari, havo olish qismlari, hidoyat qanotlari va mahkamlagichlar tayyorlanadi. Titan qotishmalari tovushdan tez uchadigan samolyotlar uchun ajralmas hisoblanadi. Parvoz tezligining o'sishi samolyot terining haroratining oshishiga olib keldi, buning natijasida alyuminiy qotishmalari endi tovushdan yuqori tezlikda aviatsiya texnologiyasi talablariga javob bermaydi. Bu holda terining harorati 246 ... 316 ° S ga etadi. Bunday sharoitda titanium qotishmalari eng maqbul material bo'lib chiqdi. 70-yillarda fuqarolik samolyotlarining korpusi uchun titanium qotishmalaridan foydalanish sezilarli darajada oshdi. O'rta masofali TU-204 samolyotida titanium qotishmalaridan tayyorlangan qismlarning umumiy massasi 2570 kg ni tashkil qiladi. Vertolyotlarda titandan foydalanish, asosan, asosiy rotor tizimining qismlari, haydovchi va boshqaruv tizimining qismlari uchun asta-sekin kengayib bormoqda. Raketa fanida titan qotishmalari muhim o'rinni egallaydi.

Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi yuqori bo'lganligi sababli titan va uning qotishmalari kemasozlikda pervanellar, kema qoplamalari, suv osti kemalari, torpedalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, ular harakatlanayotganda idishning qarshiligini keskin oshiradi. Asta-sekin titanni qo'llash sohalari kengayib bormoqda. Titan va uning qotishmalari kimyo, neft-kimyo, sellyuloza-qog'oz va oziq-ovqat sanoati, rangli metallurgiya, energetika, elektronika, yadro texnologiyasi, elektrokaplama, qurol-yarog' ishlab chiqarishda, zirhli plitalar, jarrohlik asboblari, jarrohlik implantlari, tuzsizlantirish zavodlari, poyga avtomobili qismlari, sport anjomlari (golf klublari, toqqa chiqish uskunalari), soat qismlari va hatto zargarlik buyumlari. Titanni nitridlash uning yuzasida go'zalligi bo'yicha haqiqiy oltindan kam bo'lmagan oltin plyonka hosil bo'lishiga olib keladi.

TiO2 ning kashfiyoti deyarli bir vaqtda va mustaqil ravishda ingliz V. Gregor va nemis kimyogari M. G. Klaprot tomonidan amalga oshirildi. V. Gregor magnit temirli qum tarkibini o'rganar ekan (Krid, Kornuoll, Angliya, 1791), noma'lum metallning yangi "yer" (oksid) ni ajratib oldi va uni menaken deb ataydi. 1795 yilda nemis kimyogari Klaprot rutil mineralida yangi elementni topdi va uni titan deb nomladi. Ikki yil o'tgach, Klaprot rutil va xavfli er bir xil elementning oksidlari ekanligini aniqladi va uning ortida Klaprot tomonidan taklif qilingan "titan" nomi saqlanib qoldi. 10 yildan so'ng titanning kashfiyoti uchinchi marta sodir bo'ldi. Frantsuz olimi L.Voklen anataza tarkibida titanni ochdi va rutil va anataza bir xil titan oksidi ekanligini isbotladi.

Metall titanning birinchi namunasi 1825 yilda J. Ya. Berzelius tomonidan olingan. Titanning yuqori kimyoviy faolligi va uni tozalashning murakkabligi tufayli gollandiyalik A. van Arkel va I. de Bur 1925 yilda titanium yodid TiI4 bug'ining termal parchalanishi orqali sof Ti namunasini oldi.

Titan tabiatda eng ko'p bo'lgan 10-o'rinni egallaydi. Yer qobig'idagi tarkib massa bo'yicha 0,57%, dengiz suvida 0,001 mg / l. Ultra asosli jinslarda 300 g/t, asosli jinslarda 9 kg/t, kislotali jinslarda 2,3 kg/t, gil va slanetslarda 4,5 kg/t. Yer qobig'ida titan deyarli har doim tetravalent bo'lib, faqat kislorod birikmalarida mavjud. Erkin shaklda bo'lmaydi. Titan ob-havo va yog'ingarchilik sharoitida Al2O3 uchun geokimyoviy yaqinlikka ega. U nurash qobig'ining boksitlarida va dengiz gilli cho'kindilarida to'plangan. Titanni uzatish minerallarning mexanik bo'laklari shaklida va kolloidlar shaklida amalga oshiriladi. Og'irligi bo'yicha 30% gacha TiO2 ba'zi gillarda to'planadi. Titan minerallari ob-havoga chidamli bo'lib, plasserlarda katta konsentratsiyalarni hosil qiladi. Titanni o'z ichiga olgan 100 dan ortiq minerallar ma'lum. Ulardan eng muhimlari: rutil TiO2, ilmenit FeTiO3, titanomagnetit FeTiO3 + Fe3O4, perovskit CaTiO3, titanit CaTiSiO5. Birlamchi titan rudalari - ilmenit-titanomagnetit va plaser - rutil-ilmenit-tsirkon mavjud.

Asosiy rudalar: ilmenit (FeTiO3), rutil (TiO2), titanit (CaTiSiO5).

2002 yilda qazib olingan titanning 90% titan dioksidi TiO2 ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Titan dioksidining jahon ishlab chiqarishi yiliga 4,5 million tonnani tashkil etdi. Titan dioksidining tasdiqlangan zahiralari (Rossiyasiz) taxminan 800 million tonnani tashkil etadi.2006 yil uchun, AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, titan dioksidi bo'yicha va Rossiyani hisobga olmaganda, ilmenit rudalari zaxiralari 603-673 million tonnani, rutilni tashkil qiladi. - 49,7- 52,7 million tonna Shunday qilib, ishlab chiqarishning hozirgi sur'atida, titanning jahonda tasdiqlangan zaxiralari (Rossiyadan tashqari) 150 yildan ortiq vaqt davomida etarli bo'ladi.

Dunyodagi eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi Rossiyaning VSMPO-AVISMA kompaniyasi hisoblanadi.

Sof shaklda va qotishmalar shaklida

Moskvadagi Leninskiy prospektidagi Gagaringa titan haykali

Metall: kimyo sanoatida (reaktorlar, quvurlar, nasoslar, quvur armaturalari), harbiy sanoatda (zirhlar, aviatsiyadagi zirhlar va o't o'chirish to'siqlari, suv osti kemalari korpuslari), sanoat jarayonlarida (tuzsizlantirish zavodlari, sellyuloza va qog'oz jarayonlari), avtomobil sanoatida qo'llaniladi. , qishloq xoʻjaligi sanoati, oziq-ovqat sanoati, pirsing zargarlik buyumlari, tibbiyot sanoati (protezlar, osteoprotezlar), stomatologik va endodontik asboblar, stomatologik implantlar, sport buyumlari, zargarlik buyumlari (Aleksandr Xomov), mobil telefonlar, engil qotishmalar va boshqalar eng muhim konstruktiv materialdir. samolyot, raketa, kemasozlikda.

Titan quyish grafit qoliplarida vakuumli pechlarda amalga oshiriladi. Vakuumli investitsion quyish ham qo'llaniladi. Texnologik qiyinchiliklar tufayli u badiiy kastingda cheklangan darajada qo'llaniladi. Dunyodagi birinchi monumental quyma titan haykali bu Moskvadagi Yuriy Gagarin nomidagi maydonda o'rnatilgan haykaldir.

Titan ko'plab qotishma po'latlarda va ko'pgina maxsus qotishmalarda qotishma qo'shimcha hisoblanadi.

Nitinol (nikel-titanium) tibbiyot va texnologiyada ishlatiladigan shakl xotirasi qotishmasi.

Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida ularning aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida ishlatilishini aniqladi.

Titanium yuqori vakuumli nasoslarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan oluvchi materiallardan biridir.

Oq titan dioksidi (TiO2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oziq-ovqat qo'shimchasi E171.

Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Noorganik titan aralashmalari kimyoviy, elektron, shisha tolali sanoatda qo'shimchalar yoki qoplamalar sifatida ishlatiladi.

Titan karbid, titanium diborid, titanium karbonitrit metallni qayta ishlash uchun o'ta qattiq materiallarning muhim tarkibiy qismidir.

Titan nitridi asboblarni, cherkov gumbazlarini qoplash uchun va kostyum zargarlik buyumlarini ishlab chiqarishda ishlatiladi, chunki. oltinga o'xshash rangga ega.

Bariy titanati BaTiO3, qo'rg'oshin titanati PbTiO3 va boshqa bir qator titanatlar ferroelektriklardir.

60% - bo'yoq;

20% - plastmassa;

13% - qog'oz;

7% - mashinasozlik.

Tozaligiga qarab kilogrammi 15-25 dollar.

Qo'pol titanning (titan shimgichning) tozaligi va darajasi odatda uning qattiqligi bilan belgilanadi, bu aralashmalarning tarkibiga bog'liq. Eng keng tarqalgan brendlar TG100 va TG110.

Ferrotitanning narxi (kamida 70% titan) 22.12.2010 holatiga ko'ra kilogramm uchun 6,82 dollarni tashkil qiladi. 01.01.2010 da narx bir kilogramm uchun 5,00 dollar darajasida edi.

Rossiyada 2012 yil boshida titan narxi 1200-1500 rubl / kg edi.

Afzalliklari:

past zichlik (4500 kg / m3) ishlatiladigan materialning massasini kamaytirishga yordam beradi;

yuqori mexanik kuch. Shuni ta'kidlash kerakki, yuqori haroratlarda (250-500 ° C) titanium qotishmalari yuqori quvvatli alyuminiy va magniy qotishmalariga nisbatan mustahkamlik jihatidan ustundir;

g'ayrioddiy yuqori korroziyaga chidamliligi, titanning metall massasiga mahkam bog'langan sirtda TiO2 oksidining ingichka (5-15 mikron) uzluksiz plyonkalarini hosil qilish qobiliyatiga bog'liq;

eng yaxshi titanium qotishmalarining o'ziga xos kuchi (kuch va zichlik nisbati) 30-35 yoki undan ko'pga etadi, bu qotishma po'latlarning o'ziga xos kuchidan deyarli ikki baravar ko'p.

Kamchiliklari:

yuqori narx ishlab chiqarish, titan temir, alyuminiy, mis, magniyga qaraganda ancha qimmat;

yuqori haroratlarda faol o'zaro ta'sir, ayniqsa suyuqlik holati, atmosferani tashkil etuvchi barcha gazlar bilan, buning natijasida titan va uning qotishmalari faqat vakuumda yoki inert gazlar muhitida eritilishi mumkin;

titan chiqindilarini ishlab chiqarish bilan bog'liq qiyinchiliklar;

titanning ko'plab materiallarga yopishishi tufayli zaif antifriction xususiyatlari, titanium bilan bog'langan titan ishqalanish uchun ishlay olmaydi;

titan va uning ko'plab qotishmalarining vodorodning mo'rtlashishiga va tuzning korroziyasiga yuqori moyilligi;

ostenitik zanglamaydigan po'latlarga o'xshash zaif ishlov berish qobiliyati;

yuqori kimyoviy faollik, yuqori haroratda don o'sishi tendentsiyasi va fazali transformatsiyalar payvandlash siklida titanni payvandlashda qiyinchiliklarga olib keladi.

Titanning asosiy qismi aviatsiya va raketa texnologiyasi va dengiz kemasozlik ehtiyojlariga sarflanadi. Titan (ferrotitanium) yuqori sifatli po'latlarga qotishma qo'shimchasi sifatida va deoksidlovchi sifatida ishlatiladi. Texnik titan agressiv muhitda ishlaydigan tanklar, kimyoviy reaktorlar, quvurlar, armatura, nasoslar, klapanlar va boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yuqori haroratlarda ishlaydigan elektrovakuum qurilmalarining panjaralari va boshqa qismlari ixcham titandan tayyorlanadi.

Strukturaviy material sifatida foydalanish bo'yicha titan 4-o'rinda, faqat Al, Fe va Mg dan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida ularning aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida ishlatilishini aniqladi. Titanning biologik xavfsizligi uni oziq-ovqat sanoati va rekonstruktiv jarrohlik uchun ajoyib materialga aylantiradi.

Titan va uning qotishmalari yuqori haroratlarda, korroziyaga chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, solishtirma mustahkamligi, past zichligi va boshqa foydali xususiyatlarida saqlanadigan yuqori mexanik mustahkamligi tufayli mashinasozlikda keng qo'llaniladi. Titan va uning qotishmalarining yuqori narxi ko'p hollarda ularning ko'proq ishlashi bilan qoplanadi va ba'zi hollarda ular muayyan sharoitlarda ishlashga qodir bo'lgan asbob-uskunalar yoki tuzilmalarni ishlab chiqarish mumkin bo'lgan yagona materialdir.

Titan qotishmalari aviatsiya texnologiyasida muhim rol o'ynaydi, bu erda maqsad kerakli quvvat bilan birlashtirilgan eng engil dizaynni olishdir. Titan boshqa metallar bilan solishtirganda engil, lekin ayni paytda u yuqori haroratlarda ham ishlay oladi. Titan qotishmalari terini, mahkamlash qismlarini, quvvat to'plamini, shassi qismlarini va turli birliklarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Shuningdek, ushbu materiallar samolyot reaktiv dvigatellarini qurishda qo'llaniladi. Bu ularning vaznini 10-25% ga kamaytirish imkonini beradi. Titan qotishmalari kompressor disklari va pichoqlarini, havo olish va yo'naltiruvchi qanot qismlarini va mahkamlagichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan va uning qotishmalari raketa fanida ham qo'llaniladi. Dvigatellarning qisqa muddatli ishlashi va atmosferaning zich qatlamlarining tez o'tishini hisobga olgan holda, raketa fanida charchoqqa chidamlilik, statik chidamlilik va qisman emirilish muammolari ko'p jihatdan bartaraf etiladi.

Texnik titan etarli darajada yuqori issiqlikka chidamliligi tufayli aviatsiya uchun mos emas, lekin juda yuqori korroziyaga chidamliligi tufayli u ba'zi hollarda kimyo sanoati va kemasozlikda ajralmas hisoblanadi. Shunday qilib, kompressorlar va nasoslar ishlab chiqarishda sulfat va xlorid kislotasi va ularning tuzlari, quvurlari, klapanlar, avtoklavlar, turli idishlar, filtrlar va boshqalar kabi agressiv muhitlarni pompalash uchun ishlatiladi. Faqat titan ho'l xlor kabi muhitda korroziyaga chidamliligiga ega, xlorning suvli va kislotali eritmalari, shuning uchun xlor sanoati uchun uskunalar ushbu metalldan tayyorlanadi. Titan korroziy muhitda, masalan, nitrat kislotada (tuman emas) ishlaydigan issiqlik almashtirgichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kemasozlikda titan parvona ishlab chiqarish, kemalar, suv osti kemalari, torpedalar va boshqalarni qoplash uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, ular harakatlanayotganda idishning qarshiligini keskin oshiradi.

Titan qotishmalari ko'plab boshqa ilovalarda foydalanish uchun istiqbolli, ammo ularning texnologiyada qo'llanilishi titanning yuqori narxi va tanqisligi bilan cheklanadi.

Titan aralashmalari turli sohalarda ham keng qo'llaniladi. Titan karbid yuqori qattiqlikka ega va kesish asboblari va abraziv materiallarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oq titan dioksidi (TiO2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi. Noorganik titan birikmalari qo'shimcha sifatida kimyo, elektron, shisha tolali sanoatda qo'llaniladi. Titan diborid o'ta qattiq metallga ishlov berish materiallarining muhim tarkibiy qismidir. Titan nitridi asboblarni qoplash uchun ishlatiladi.

Titanning hozirgi yuqori narxlari bilan u asosan harbiy texnika ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, bu erda asosiy rol xarajatlarga emas, balki texnik xususiyatlarga tegishli. Shunga qaramay, titanning noyob xususiyatlaridan fuqarolik ehtiyojlari uchun foydalanish holatlari ma'lum. Titan narxining pasayishi va uni ishlab chiqarish o'sishi bilan bu metalldan harbiy va fuqarolik maqsadlarida foydalanish tobora kengayib boradi.

Aviatsiya. Titan va uning qotishmalarining past solishtirma og'irligi va yuqori mustahkamligi (ayniqsa, yuqori haroratlarda) ularni juda qimmatli aviatsiya materiallariga aylantiradi. Samolyot qurilishi va samolyot dvigatellarini ishlab chiqarish sohasida titan alyuminiy va zanglamaydigan po'latni tobora ko'proq almashtirmoqda. Harorat ko'tarilgach, alyuminiy tezda kuchini yo'qotadi. Boshqa tomondan, titanium 430 ° C gacha bo'lgan haroratlarda aniq quvvat ustunligiga ega va bu tartibning ko'tarilgan harorati aerodinamik isitish tufayli yuqori tezlikda sodir bo'ladi. Aviatsiyada po'latni titan bilan almashtirishning afzalligi - kuchni yo'qotmasdan og'irlikni kamaytirishdir. Yuqori haroratlarda ishlashning ortishi bilan og'irlikning umumiy kamayishi samolyotning foydali yukini, masofasini va manevr qobiliyatini oshirishga imkon beradi. Bu dvigatellarni ishlab chiqarishda, fyuzelyajlarni qurishda, terilar va hatto mahkamlagichlarni ishlab chiqarishda samolyot qurilishida titandan foydalanishni kengaytirishga qaratilgan sa'y-harakatlarni tushuntiradi.

Reaktiv dvigatellarni qurishda titan asosan kompressor pichoqlari, turbinali disklar va boshqa ko'plab shtamplangan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu erda titan zanglamaydigan va issiqlik bilan ishlangan qotishma po'latlarni almashtiradi. Dvigatel og'irligining bir kilogrammini tejash, fyuzelyajning engillashishi tufayli samolyotning umumiy og'irligidan 10 kilogrammgacha tejaydi. Kelajakda dvigatel yonish kameralari uchun qoplamalar ishlab chiqarish uchun titan plitalaridan foydalanish rejalashtirilgan.

Samolyot qurilishida titan yuqori haroratlarda ishlaydigan fyuzelaj qismlari uchun keng qo'llaniladi. Titan plitasi barcha turdagi korpuslarni, kabellarning himoya qoplamalarini va snaryadlar uchun qo'llanmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qotishma titan plitalaridan tayyorlangan turli elementlar qattiqlik, fyuzelaj ramkalari, qovurg'alar va boshqalar.

Qopqoqlar, qopqoqlar, simi g'iloflari va o'q otish moslamalari qotishmagan titandan qilingan. Qotishma titan fyuzelaj ramkasi, ramkalar, quvurlar va yong'inga qarshi to'siqlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan F-86 va F-100 samolyotlarini qurishda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Kelajakda titandan qo'nish moslamasi eshiklari, gidravlik quvurlar, egzoz quvurlari va nozullar, nayzalar, flaplar, katlama tirgaklari va boshqalar ishlab chiqariladi.

Titan zirh plitalari, pervanel pichoqlari va qobiq qutilarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Titan hozirda samolyot qurilishida qo'llaniladi. harbiy aviatsiya Qoplama uchun Duglas X-3, Respublika F-84F, Curtiss-Rayt J-65 va Boeing B-52.

Titan DC-7 fuqarolik samolyotlarini qurishda ham qo'llaniladi. Duglas kompaniyasi alyuminiy qotishmalari va zanglamaydigan po'latni titan bilan almashtirib, dvigatel yonilg'i va yong'inga qarshi to'siqlarni ishlab chiqarishda samolyot konstruktsiyasining og'irligini 90 kg ga yaqin tejashga erishdi. Hozirgi vaqtda ushbu samolyotdagi titan qismlarining og'irligi 2% ni tashkil qiladi va bu ko'rsatkichni samolyotning umumiy og'irligining 20% ga oshirish kutilmoqda.

Titandan foydalanish vertolyotlarning og'irligini kamaytirishga imkon beradi. Titan plitasi pollar va eshiklar uchun ishlatiladi. Vertolyotning og'irligini sezilarli darajada kamaytirishga (taxminan 30 kg) qotishma po'latni uning rotorlari pichoqlarini qoplash uchun titanium bilan almashtirish orqali erishildi.

Harbiy-dengiz floti. Titan va uning qotishmalarining korroziyaga chidamliligi ularni dengizda juda qimmatli materialga aylantiradi. AQSh dengiz floti departamenti titanning tutun gazlari, bug ', neft va dengiz suvi ta'siriga qarshi korroziyaga chidamliligini keng qamrovli o'rganmoqda. Titanning yuqori o'ziga xos kuchi dengiz ishlarida deyarli bir xil ahamiyatga ega.

Metallning past o'ziga xos og'irligi korroziyaga chidamliligi bilan birgalikda kemalarning manevr qobiliyatini va masofasini oshiradi, shuningdek, moddiy qismni saqlash va uni ta'mirlash xarajatlarini kamaytiradi.

Titanning dengiz flotida qo'llanilishi suv osti dizel dvigatellari uchun egzoz susturucularini ishlab chiqarishni o'z ichiga oladi. o'lchash asboblari, kondensatorlar va issiqlik almashinuvchilari uchun yupqa devorli quvurlar. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, titan, boshqa hech qanday metall kabi, suv osti kemalarida egzoz susturucularının ishlash muddatini oshirishga qodir. Sho'r suv, benzin yoki moy ta'sirida bo'lgan asboblar disklari uchun titanium yaxshi chidamlilikni ta'minlaydi. Issiqlik almashtirgich quvurlarini ishlab chiqarish uchun titandan foydalanish imkoniyati o'rganilmoqda, bu quvurlarni tashqi tomondan yuvadigan dengiz suvida korroziyaga chidamli bo'lishi va shu bilan birga ularning ichida oqayotgan chiqindi kondensat ta'siriga bardosh berishi kerak. Tutun gazlari va dengiz suvi ta'siriga chidamli bo'lishi kerak bo'lgan titandan antennalar va radar qurilmalarining tarkibiy qismlarini ishlab chiqarish imkoniyati ko'rib chiqilmoqda. Titan klapanlar, pervaneler, turbinalar va boshqalar kabi qismlarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkin.

Artilleriya. Ko'rinishidan, titanning eng katta potentsial iste'molchisi artilleriya bo'lishi mumkin, bu erda hozirda turli prototiplar ustida intensiv tadqiqotlar olib borilmoqda. Biroq, bu sohada faqat alohida qismlar va titandan tayyorlangan qismlarni ishlab chiqarish standartlashtirilgan. Keng ko'lamli tadqiqotlar bilan artilleriyada titandan juda cheklangan foydalanish uning yuqori narxi bilan izohlanadi.

Artilleriya uskunalarining turli qismlari titan narxining pasayishi sharti bilan an'anaviy materiallarni titan bilan almashtirish imkoniyati nuqtai nazaridan o'rganildi. Asosiy e'tibor og'irlikni kamaytirish zarur bo'lgan qismlarga qaratildi (qo'lda va havoda tashiladigan qismlar).

Po'lat o'rniga titandan tayyorlangan ohak taglik plitasi. Bunday almashtirish va ba'zi o'zgarishlardan so'ng, umumiy og'irligi 22 kg bo'lgan ikkita yarmidan yasalgan po'lat plastinka o'rniga 11 kg og'irlikdagi bitta qismni yaratish mumkin edi. Ushbu almashtirish tufayli xizmat ko'rsatuvchi xodimlar sonini uchdan ikkitaga qisqartirish mumkin. Olovni o'chirish moslamalarini ishlab chiqarish uchun titandan foydalanish imkoniyati ko'rib chiqilmoqda.

Titandan yasalgan qurol o'rnatgichlari, aravachalar xochlari va teskari tsilindrlar sinovdan o'tkazilmoqda. Titandan boshqariladigan snaryadlar va raketalar ishlab chiqarishda keng foydalanish mumkin.

Titan va uning qotishmalarining birinchi tadqiqotlari ulardan zirh plitalarini ishlab chiqarish imkoniyatini ko'rsatdi. Po'lat zirhni (qalinligi 12,7 mm) bir xil snaryadga chidamliligi (qalinligi 16 mm) titaniumli zirh bilan almashtirish, ushbu tadqiqotlarga ko'ra, vaznni 25% gacha tejash imkonini beradi.

Yuqori sifatli titanium qotishmalari po'lat plitalarni teng qalinlikdagi titan plitalari bilan almashtirish imkoniyatiga umid beradi, bu esa og'irlikni 44% gacha tejaydi. Titandan sanoatda foydalanish ko'proq manevrni ta'minlaydi, transport oralig'ini va qurolning chidamliligini oshiradi. Havo transportining hozirgi rivojlanish darajasi engil zirhli avtomobillar va titandan yasalgan boshqa transport vositalarining afzalliklarini aniq ko'rsatmoqda. Artilleriya bo‘limi kelgusida piyoda askarlarni dubulg‘a, nayzalar, granata va titandan yasalgan qo‘lda o‘t o‘chirgichlar bilan jihozlash niyatida. Titan qotishmasi birinchi marta artilleriyada ba'zi avtomatik qurollarning pistonini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan.

Transport. Zirhli materiallar ishlab chiqarishda titandan foydalanishning ko'pgina afzalliklari transport vositalariga ham tegishli.

Hozirgi vaqtda transport muhandislik korxonalari tomonidan iste'mol qilinadigan konstruktiv materiallarni titan bilan almashtirish yoqilg'i sarfini kamaytirishga, yuk ko'tarish qobiliyatini oshirishga, krank mexanizmlari qismlarining charchoq chegarasini oshirishga va hokazolarga olib kelishi kerak. temir yo'llar o'lik vaznni kamaytirish muhim ahamiyatga ega. Titandan foydalanish hisobiga harakatlanuvchi tarkibning umumiy og'irligining sezilarli darajada kamayishi tortishni tejaydi, bo'yin va o'q qutilarining o'lchamlarini kamaytiradi.

Treylerlar uchun og'irlik ham muhimdir. Bu erda o'qlar va g'ildiraklar ishlab chiqarishda po'latni titan bilan almashtirish ham yuk ko'tarish qobiliyatini oshiradi.

Bu imkoniyatlarning barchasini titanning narxini bir funt titan yarim tayyor mahsulotlar uchun 15 dan 2-3 dollargacha pasaytirish orqali amalga oshirish mumkin edi.

Kimyo sanoati. Kimyo sanoati uchun uskunalar ishlab chiqarishda metallning korroziyaga chidamliligi katta ahamiyatga ega. Uskunaning og'irligini kamaytirish va kuchini oshirish ham muhim ahamiyatga ega. Mantiqan, titan undan kislotalar, ishqorlar va noorganik tuzlarni tashish uchun uskunalar ishlab chiqarishda bir qator afzalliklarni berishi mumkin deb taxmin qilish kerak. Titandan foydalanish uchun tanklar, ustunlar, filtrlar va barcha turdagi yuqori bosimli tsilindrlar kabi uskunalarni ishlab chiqarishda qo'shimcha imkoniyatlar ochilmoqda.

Titan quvurlaridan foydalanish koeffitsientni oshirishi mumkin foydali harakat laboratoriya avtoklavlarida va issiqlik almashtirgichlarda isitish batareyalari. Titanning gazlar va suyuqliklar uzoq vaqt bosim ostida saqlanadigan silindrlarni ishlab chiqarishga qo'llanilishi yonish mahsulotlarini mikrotahlil qilishda og'irroq shisha naycha o'rniga (rasmning yuqori qismida ko'rsatilgan) foydalanish bilan tasdiqlanadi. Kichik devor qalinligi va past o'ziga xos tortishish tufayli, bu trubkani kichikroq, sezgirroq analitik tarozilarda tortish mumkin. Bu erda engillik va korroziyaga chidamlilik kombinatsiyasi aniqlikni oshirishga imkon beradi. kimyoviy tahlil.

Boshqa ilovalar. Titandan oziq-ovqat, neft va elektrotexnika sanoatida, shuningdek, jarrohlik asboblarini ishlab chiqarishda va jarrohlikning o'zida foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Oziq-ovqat tayyorlash uchun stollar, titandan tayyorlangan bug'lash stollari po'latdan yasalgan mahsulotlardan sifat jihatidan ustundir.

Neft va gazni burg'ulash sanoatida korroziyaga qarshi kurash katta ahamiyatga ega, shuning uchun titandan foydalanish korroziyaga uchragan uskunalar novdalarini kamroq almashtirish imkonini beradi. Katalitik ishlab chiqarishda va neft quvurlarini ishlab chiqarishda yuqori haroratlarda mexanik xususiyatlarni saqlaydigan va korroziyaga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan titandan foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Elektr sanoatida titan yaxshi o'ziga xos mustahkamligi, yuqoriligi tufayli kabellarni zirhlash uchun ishlatilishi mumkin elektr qarshilik va magnit bo'lmagan xususiyatlar.

Sanoatning turli sohalarida titandan tayyorlangan u yoki bu shakldagi mahkamlagichlar qo'llanila boshlandi. Titandan foydalanishni yanada kengaytirish jarrohlik asboblarini ishlab chiqarish uchun, asosan, korroziyaga chidamliligi tufayli mumkin. Titan asboblari qayta-qayta qaynatilganda yoki avtoklavlanganda an'anaviy jarrohlik asboblaridan bu jihatdan ustundir.

Jarrohlik sohasida titan vitalium va zanglamaydigan po'latdan yaxshiroq ekanligini isbotladi. Tanadagi titanning mavjudligi juda maqbuldir. Suyaklarni mahkamlash uchun titandan yasalgan plastinka va vintlar bir necha oy davomida hayvonning tanasida bo'lib, suyak vintlar iplariga va plastinkadagi teshikka o'sib chiqdi.

Titanning afzalligi, shuningdek, mushak to'qimalarining plastinkada hosil bo'lishidadir.

Dunyoda ishlab chiqarilgan titanium mahsulotlarining taxminan yarmi odatda fuqarolik samolyotlari sanoatiga yuboriladi, ammo taniqli fojiali voqealardan keyin uning pasayishi ko'plab sanoat ishtirokchilarini titanium uchun yangi ilovalarni izlashga majbur qiladi. Ushbu material xorijiy metallurgiya matbuotida titan istiqbollariga bag'ishlangan nashrlar tanlovining birinchi qismidir. zamonaviy sharoitlar. Amerikaning etakchi RT1 titan ishlab chiqaruvchilaridan birining ma'lumotlariga ko'ra, yiliga 50-60 ming tonnagacha bo'lgan global miqyosda titan ishlab chiqarishning umumiy hajmidan aerokosmik segment 40 tagacha iste'mol, sanoat va ilovalarni tashkil qiladi. hisob 34, va harbiy hudud 16 va taxminan 10 iste'mol mahsulotlari titan foydalanish uchun hisob. Titanning sanoat qo'llanilishiga quyidagilar kiradi kimyoviy jarayonlar, energetika, neft va gaz sanoati, tuzsizlantirish zavodlari. Harbiy aviatsiyaga oid bo'lmagan ilovalar asosan artilleriya va jangovar transport vositalarida foydalanishni o'z ichiga oladi. Titandan sezilarli darajada foydalaniladigan tarmoqlar avtomobilsozlik, arxitektura va qurilish, sport buyumlari va zargarlik buyumlari hisoblanadi. Quymalardagi deyarli barcha titan AQSh, Yaponiya va MDHda ishlab chiqariladi - Evropa global hajmning atigi 3,6 qismini tashkil qiladi. Titandan yakuniy foydalanish bo'yicha mintaqaviy bozorlar juda xilma-xildir - o'ziga xoslikning eng yorqin namunasi Yaponiya bo'lib, u erda fuqarolik aerokosmik sektori kimyoviy zavodlarning uskunalari va tarkibiy elementlarida titanning umumiy iste'molining 30 dan atigi 2-3 qismini tashkil qiladi. Yaponiya umumiy talabining taxminan 20% atom energetikasi va qattiq yoqilg‘i elektr stansiyalariga, qolgani arxitektura, tibbiyot va sportga to‘g‘ri keladi. Aerokosmik sektorda iste'mol juda muhim bo'lgan AQSh va Evropada teskari rasm kuzatilmoqda - har bir mintaqa uchun mos ravishda 60-75 va 50-60. AQShda an'anaviy ravishda kuchli so'nggi bozorlar kimyoviy moddalar, tibbiy asbob-uskunalar, sanoat uskunalari bo'lsa, Evropada eng katta ulush neft va gaz sanoati va qurilish sanoatiga to'g'ri keladi. Aerokosmik sanoatga jiddiy bog'liqlik titanium sanoati uchun uzoq vaqtdan beri tashvish tug'diradi, u titandan foydalanishni kengaytirishga harakat qilmoqda, ayniqsa hozirgi tanazzulda. fuqaro aviatsiyasi global miqyosda. AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, 2003 yilning birinchi choragida titan shimgichni importida sezilarli pasayish kuzatildi - atigi 1319 tonna, bu 2002 yilning shu davridagi 3431 tonnadan 62 tonnaga kam. Aerokosmik sektor har doim titanning etakchi bozorlaridan biri bo'lib qoladi, ammo biz titan sanoati qiyinchilikka qarshi turishimiz va sanoatimiz aerokosmik sektorda rivojlanish va tanazzulga uchramasligiga ishonch hosil qilish uchun qo'limizdan kelganini qilishimiz kerak. Titan sanoatining ba'zi etakchi ishlab chiqaruvchilari mavjud bozorlarda o'sib borayotgan imkoniyatlarni ko'rishadi, ulardan biri dengiz osti uskunalari va materiallari bozoridir. RT1 sotuvlari va tarqatish bo'yicha menejeri Martin Prokoning so'zlariga ko'ra, titan 1980-yillarning boshidan beri elektr energiyasi ishlab chiqarish va suv osti dasturlarida uzoq vaqt davomida ishlatilgan, ammo faqat so'nggi besh yil ichida bu sohalar barqaror rivojlanib, tegishli o'sish sur'atlariga ega. bozor o'rni. Suv osti ishlariga kelsak, bu erda o'sish birinchi navbatda burg'ulash ishlari bilan bog'liq kattaroq chuqurlik bu erda titanium eng mos materialdir. Bu, aytganda, suv ostida hayot davrasi ellik yilni tashkil etadi, bu suv osti loyihalarining odatiy muddatiga to'g'ri keladi. Titandan foydalanish ko'payishi mumkin bo'lgan joylar allaqachon yuqorida sanab o'tilgan. Howmet Ti-Cast savdo menejeri Bob Funnelning ta'kidlashicha, bozorning hozirgi holati yuk mashinalari turbokompressorining aylanadigan qismlari, raketalar va nasoslar kabi yangi sohalarda o'sish imkoniyatlari sifatida qaralishi mumkin.

Davom etayotgan loyihalarimizdan biri 155 mm kalibrli BAE Butitzer XM777 yengil artilleriya tizimlarini ishlab chiqishdir. Nyumet 28 ta konstruktiv titandan 17 tasini har bir qurol o'rnatish moslamasi uchun yetkazib beradi, 2004 yil avgust oyida AQSh dengiz piyodalari korpusiga yetkazib beriladi. Qurolning umumiy og'irligi taxminan 4,44 tonna bo'lgan 9,800 funt sterling bo'lgan titan uning dizaynida taxminan 2,600 funt 1,18 tonna titanni tashkil qiladi - ko'p miqdordagi quyma bilan 6A14U qotishmasi ishlatiladi, deydi o't o'chirish tizimlari rahbari Frenk Xrster. BAE Sy81et8. Ushbu XM777 tizimi og'irligi taxminan 17 000 funt va taxminan 7,71 tonna bo'lgan joriy M198 Newitzer tizimini almashtirish uchun mo'ljallangan. Ommaviy ishlab chiqarish 2006 yildan 2010 yilgacha rejalashtirilgan - dastlab AQSh, Buyuk Britaniya va Italiyaga etkazib berish rejalashtirilgan, ammo dastur NATOga a'zo mamlakatlarga etkazib berish uchun kengaytirilishi mumkin. Timet'dan Jon Barberning ta'kidlashicha, qurilishida katta miqdorda titan ishlatadigan harbiy texnika misollari Abramé tanki va Bradley jangovar mashinasidir. So'nggi ikki yil davomida NATO, AQSh va Buyuk Britaniya o'rtasida qurol va mudofaa tizimlarida titandan foydalanishni faollashtirish bo'yicha qo'shma dastur amalga oshirilmoqda. Bir necha marta ta'kidlanganidek, titan avtomobilsozlikda foydalanish uchun juda mos keladi, ammo bu yo'nalishning ulushi juda kam - iste'mol qilinadigan titanning umumiy hajmidan taxminan 1 yoki yiliga 500 tonna, italyan ma'lumotlariga ko'ra. Poggipolini kompaniyasi, titan komponentlari va Formula-1 va poyga mototsikllari uchun ehtiyot qismlar ishlab chiqaruvchisi. Ushbu kompaniyaning tadqiqot va ishlanmalar bo'limi boshlig'i Daniele Stoppolinining fikricha, ushbu bozor segmentida titanga bo'lgan talab 500 tonna darajasida, bu materialdan klapanlar, buloqlar, egzozlarni qurishda ommaviy foydalanish bilan. tizimlari, transmissiya vallari, murvatlari yiliga deyarli 16 000 tonnagacha ko'tarilishi mumkin edi. Uning qo'shimcha qilishicha, uning kompaniyasi ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish uchun titan murvatlarini avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishni endigina boshlagan. Uning fikriga ko'ra, titandan foydalanish avtomobil sanoatida sezilarli darajada kengaymaydigan cheklovchi omillar talabning oldindan aytib bo'lmaydiganligi va xom ashyo etkazib berish bilan bog'liq noaniqlikdir. Shu bilan birga, avtomobil sanoatida titan uchun katta potentsial joy saqlanib qolmoqda, bu esa spiral buloqlar va chiqindi gaz tizimlari uchun optimal og'irlik va quvvat xususiyatlarini birlashtiradi. Afsuski, Amerika bozorida titanning ushbu tizimlarda keng qo'llanilishi faqat Chevrolet Corvette Z06 yarim sport modeli bilan ajralib turadi, u hech qanday tarzda ommaviy avtomobil deb da'vo qila olmaydi. Biroq, yoqilg'i tejash va korroziyaga chidamliligi bilan bog'liq davom etayotgan muammolar tufayli, bu sohada titanning istiqbollari saqlanib qolmoqda. Aerokosmik va harbiy bo'lmagan ilovalar bozorlarida tasdiqlash uchun yaqinda uning nomidan UNITI qo'shma korxonasi yaratildi, birlik so'zi o'ynaladi - birlik va Ti - davriy jadvalda titanning dunyoning bir qismi sifatida belgilanishi. etakchi titan ishlab chiqaruvchilari - American Allegheny Technologies va rus VSMPO-Avisma. Bu bozorlar ataylab chiqarib tashlandi, dedi yangi kompaniya prezidenti Karl Moulton, chunki biz yangi kompaniyani titan qismlari va agregatlaridan, birinchi navbatda, neft-kimyo va energiya ishlab chiqarishdan foydalanadigan tarmoqlar uchun yetakchi yetkazib beruvchiga aylantirishni maqsad qilganmiz. Bundan tashqari, biz sho'rsizlantirish qurilmalari, transport vositalari, iste'mol tovarlari va elektronika sohalarini faol bozorga chiqarish niyatidamiz. Ishonchim komilki, bizning ishlab chiqarish quvvatlarimiz bir-birini yaxshi to'ldiradi - VSMPO yakuniy mahsulot ishlab chiqarish uchun ajoyib imkoniyatlarga ega, Allegheny sovuq va issiq titan prokatlarini ishlab chiqarishda ajoyib an'analarga ega. UNITI ning jahon titan mahsulotlari bozoridagi ulushi 45 million funt sterling, taxminan 20,411 tonna bo'lishi kutilmoqda. Tibbiy asbob-uskunalar bozorini barqaror rivojlanayotgan bozor deb hisoblash mumkin - British Titanium International Group ma'lumotlariga ko'ra, butun dunyo bo'ylab turli implantlar va protezlardagi titanning yillik miqdori taxminan 1000 tonnani tashkil qiladi va bu ko'rsatkich oshadi, chunki jarrohlik aralashuvi imkoniyatlari kengayadi. baxtsiz hodisalar yoki jarohatlardan keyin inson bo'g'imlari. Moslashuvchanlik, kuch, yengillikning aniq afzalliklariga qo'shimcha ravishda, titan tanadagi to'qimalar va suyuqliklarda korroziya yo'qligi sababli biologik ma'noda tanaga juda mos keladi. inson tanasi. Stomatologiyada protez va implantlardan foydalanish ham osmonga ko'tarildi - so'nggi o'n yil ichida uch marta, Amerika stomatologiya assotsiatsiyasiga ko'ra, asosan titaniumning xususiyatlariga bog'liq. Titan arxitekturada 25 yildan ortiq vaqt davomida ishlatilgan bo'lsa-da, u keng foydalanish bu sohada faqat yilda boshlangan o'tgan yillar. BAAdagi Abu-Dabi aeroportining 2006-yilda yakunlanishi rejalashtirilgan kengaytirilishi taxminan 680 tonna titandan 1,5 million funtgacha sarflanadi. Titandan foydalangan holda juda ko'p turli xil arxitektura va qurilish loyihalari nafaqat rivojlangan AQSh, Kanada, Buyuk Britaniya, Germaniya, Shveytsariya, Belgiya, Singapurda, balki Misr va Peruda ham amalga oshirilishi rejalashtirilgan.

Iste'mol tovarlari bozori segmenti hozirda titan bozorining eng tez rivojlanayotgan segmentidir. 10 yil oldin ushbu segment titan bozorining atigi 1-2 qismini tashkil etgan bo'lsa, bugungi kunda u bozorning 8-10 qismiga o'sdi. Umuman olganda, iste'mol tovarlari sanoatida titan iste'moli butun titan bozoridan taxminan ikki baravar ko'p o'sdi. Sportda titandan foydalanish eng uzoq davom etadi va iste'mol mahsulotlarida titandan foydalanishning eng katta ulushiga ega. Titanning sport anjomlaridagi mashhurligining sababi oddiy - bu boshqa har qanday metalldan ustun bo'lgan og'irlik va kuch nisbatini olish imkonini beradi. Velosipedlarda titandan foydalanish taxminan 25-30 yil oldin boshlangan va sport anjomlarida titandan birinchi foydalanish edi. Ti3Al-2,5V ASTM 9-darajali qotishma quvurlari asosan ishlatiladi.Titanium qotishmalaridan tayyorlangan boshqa qismlarga tormoz, tishli tishli va o'tiradigan kamon kiradi. Golf klublarini ishlab chiqarishda titandan foydalanish birinchi marta 80-yillarning oxiri va 90-yillarning boshlarida Yaponiyadagi klub ishlab chiqaruvchilari tomonidan boshlangan. 1994-1995 yillargacha titanning ushbu qo'llanilishi AQSh va Evropada deyarli noma'lum edi. Callaway o'zining Ruger Titanium titan tayoqchasini taqdim etganida, bu o'zgardi, "Buyuk Katta Berta". Callaway kompaniyasining aniq afzalliklari va puxta o'ylangan marketingi tufayli titan tayoqchalari bir zumda hitga aylandi. Qisqa vaqt ichida titan klublari golfchilarning kichik guruhining eksklyuziv va qimmat jihozlaridan ko'pchilik golfchilar tomonidan keng qo'llanilishiga o'tdi va shu bilan birga po'lat klublarga qaraganda qimmatroq. Men golf bozorining rivojlanishidagi asosiy tendentsiyalarni keltirmoqchiman, u 4-5 yil qisqa vaqt ichida yuqori texnologiyali ishlab chiqarishdan ommaviy ishlab chiqarishga o'tib, yuqori mehnatga ega bo'lgan boshqa tarmoqlar yo'lidan o'tdi. kiyim-kechak, o'yinchoqlar va maishiy elektronika ishlab chiqarish kabi xarajatlar, golf klublari ishlab chiqarish eng arzon ishchi kuchi bo'lgan mamlakatlarga birinchi bo'lib Tayvanga, so'ngra Xitoyga ketdi va endi fabrikalar Vetnam kabi arzonroq ishchi kuchiga ega mamlakatlarda qurilmoqda. va Tailandda titan, albatta, haydovchilar uchun ishlatiladi, bu erda uning yuqori fazilatlari aniq ustunlik beradi va ko'proq narsani oqlaydi. yuqori narx. Biroq, titan keyingi klublarda hali juda keng qo'llanilmagan, chunki xarajatlarning sezilarli o'sishi o'yinning tegishli yaxshilanishi bilan qo'llab-quvvatlanmaydi.Hozirgi vaqtda haydovchilar asosan soxta zarba yuzasi, zarb qilingan yoki quyma ustki va ustki qismi bilan ishlab chiqariladi. quyma pastki.Yaqinda Professional Golf Assotsiatsiyasi ROA qaytarilish omili deb ataladigan yuqori chegarani oshirishga ruxsat berdi, shu sababli barcha klub ishlab chiqaruvchilari zarba yuzasining bahor xususiyatlarini oshirishga harakat qilishadi. Buning uchun zarba yuzasining qalinligini kamaytirish va buning uchun SP700, 15-3-3-3 va VT-23 kabi kuchliroq qotishmalardan foydalanish kerak. Endi titan va uning qotishmalaridan boshqa sport anjomlarida foydalanishga to‘xtalib o‘tamiz. Poyga velosipedi quvurlari va boshqa qismlari ASTM 9-sinf Ti3Al-2.5V qotishmasidan tayyorlangan. Sho'ng'in pichoqlarini ishlab chiqarishda hayratlanarli darajada katta miqdordagi titanium qatlam ishlatiladi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar Ti6Al-4V qotishmasidan foydalanadilar, ammo bu qotishma boshqa kuchli qotishmalar kabi pichoqning chekka chidamliligini ta'minlamaydi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar BT23 qotishmasidan foydalanishga o'tmoqdalar.

Titan skuba pichoqlarining chakana narxi taxminan 70-80 dollarni tashkil qiladi. Quyma titan taqalari po'lat bilan solishtirganda og'irlikni sezilarli darajada kamaytirishni ta'minlaydi, shu bilan birga zarur quvvatni ta'minlaydi. Afsuski, titandan bunday foydalanish amalga oshmadi, chunki titan taqalari uchqunlanib, otlarni qo'rqitdi. Birinchisidan keyin titan taqalaridan foydalanishga ozchilik rozi bo'ladi yomon tajribalar. Kaliforniyaning Nyuport-Bich shahrida joylashgan Titanium Beach, Kaliforniya Nyuport-Bich, Ti6Al-4V qotishma skeyt pichoqlarini ishlab chiqdi. Afsuski, bu erda yana muammo pichoqlar chetining chidamliligidir. Menimcha, agar ishlab chiqaruvchilar 15-3-3-3 yoki BT-23 kabi kuchliroq qotishmalardan foydalansa, bu mahsulot yashash imkoniyatiga ega. Titan alpinizm va piyoda sayr qilishda juda keng qo'llaniladi, alpinistlar va sayyohlar ryukzaklarida olib yuradigan deyarli barcha buyumlar uchun shishalar, chakana 20-30 dollarlik stakanlar, chakana savdo uchun 50 dollarga yaqin pazandalik to'plamlari, 1 va 2-darajali titandan tayyorlangan taomlar. Boshqa misollar toqqa chiqish va piyoda yurish uskunalari ixcham pechkalar, chodir tokchalari va o'rnatgichlar, muz boltalari va muz vintlaridir. Qurol ishlab chiqaruvchilari yaqinda sport otishmalari uchun ham, huquqni muhofaza qilish organlari uchun ham titanli to'pponcha ishlab chiqarishni boshladilar.

Maishiy elektronika - bu titan uchun juda yangi va tez rivojlanayotgan bozor. Ko'pgina hollarda, iste'molchi elektronikasida titandan foydalanish nafaqat uning ajoyib xususiyatlari, balki mahsulotlarning jozibali ko'rinishi bilan ham bog'liq. Tijoriy jihatdan sof 1-darajali titan noutbuklar, mobil telefonlar, plazma tekis ekranli televizorlar va boshqa elektron jihozlar uchun korpuslar tayyorlash uchun ishlatiladi. Karnay qurilishida titandan foydalanish yaxshi akustik xususiyatlarni ta'minlaydi, chunki titan po'latdan engilroq bo'lib, akustik sezgirlikni oshiradi. Bozorga birinchi marta yapon ishlab chiqaruvchilari tomonidan taqdim etilgan titan soatlari hozirda eng arzon va tan olingan iste'molchi titan mahsulotlaridan biri hisoblanadi. An'anaviy va taqiladigan zargarlik buyumlarini ishlab chiqarishda titanning jahon iste'moli bir necha o'nlab tonnalarda o'lchanadi. Siz tobora ko'proq titan nikoh uzuklarini ko'rishingiz mumkin va, albatta, tanalarida zargarlik buyumlarini kiygan odamlar shunchaki titandan foydalanishlari shart. Titanium dengiz mahkamlagichlari va armatura ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi, bu erda yuqori korroziyaga chidamlilik va kuchning kombinatsiyasi juda muhimdir. Los-Anjelesda joylashgan Atlas Ti VTZ-1 qotishmasida ushbu mahsulotlarning keng assortimentini ishlab chiqaradi. Asboblar ishlab chiqarishda titandan foydalanish birinchi marta Sovet Ittifoqida 80-yillarning boshlarida boshlangan, o'shanda hukumat ko'rsatmasiga binoan ishchilarning mehnatini engillashtirish uchun engil va qulay asboblar ishlab chiqarilgan. Sovet titan ishlab chiqarish giganti Verxne-Saldinskoye metallni qayta ishlash ishlab chiqarish birlashmasi o'sha paytda titandan belkuraklar, mixlar, o'rnatishlar, lyuklar va kalitlarni ishlab chiqargan.

Keyinchalik yapon va amerika asbob ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlarida titandan foydalanishni boshladilar. Yaqinda VSMPO Boeing bilan titan plitalarini yetkazib berish bo'yicha shartnoma imzoladi. Ushbu shartnoma, shubhasiz, Rossiyada titan ishlab chiqarishni rivojlantirishga juda foydali ta'sir ko'rsatdi. Titan ko'p yillar davomida tibbiyotda keng qo'llanilgan. Afzalliklar - kuch, korroziyaga chidamlilik va eng muhimi, ba'zi odamlar zanglamaydigan po'latlarning zarur tarkibiy qismi bo'lgan nikelga allergiyaga ega, hech kim titanga alerjisi yo'q. Amaldagi qotishmalar savdo sifatida sof titan va Ti6-4Eli. Titan jarrohlik asboblari, ichki va tashqi protezlarni, shu jumladan yurak qopqog'i kabi muhim protezlarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Qo'ltiq tayoqchalar va aravachalar titandan qilingan. San'atda titandan foydalanish 1967 yilda, Moskvada birinchi titan yodgorligi o'rnatilgandan boshlangan.

Ayni paytda deyarli barcha qit'alarda ko'plab titan yodgorliklari va binolari, shu jumladan Bilbaoda me'mor Frank Geri tomonidan qurilgan Guggenxaym muzeyi kabi mashhur yodgorliklar barpo etilgan. Materialning rangi, tashqi ko'rinishi, mustahkamligi va korroziyaga chidamliligi bilan san'at ahli orasida juda mashhur. Shu sabablarga ko'ra titan esdalik sovg'alari va zargarlik buyumlari galantereyasida qo'llaniladi, u erda kumush va hatto oltin kabi qimmatbaho metallar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashadi. . RTi'dan Martin Prokoning so'zlariga ko'ra, AQShda titan shimgichning o'rtacha narxi bir funt uchun 3,80, Rossiyada esa bir funt uchun 3,20. Bundan tashqari, metallning narxi tijorat aerokosmik sanoatining tsiklikligiga juda bog'liq. Agar titan ishlab chiqarish va qayta ishlash, chiqindilarni qayta ishlash va eritish texnologiyalari xarajatlarini kamaytirish yo'llari topilsa, ko'plab loyihalarning rivojlanishi keskin tezlashishi mumkin, dedi Germaniyaning Deutshe Titan kompaniyasining boshqaruvchi direktori Markus Xolz. Britaniya titaniumi titan ishlab chiqarishning kengayishi yuqori ishlab chiqarish xarajatlari bilan to'xtatilayotganiga rozi bo'ladi va titanni ommaviy ishlab chiqarishdan oldin hozirgi texnologiyada ko'plab yutuqlarga erishish kerak.

Ushbu yo'nalishdagi qadamlardan biri metall titan va qotishmalarni ishlab chiqarish uchun yangi elektrolitik jarayon bo'lgan FFC deb ataladigan jarayonni ishlab chiqish bo'lib, uning narxi sezilarli darajada past bo'ladi. Daniele Stoppolinining so'zlariga ko'ra, titan sanoatidagi umumiy strategiya har bir yangi bozor uchun eng mos qotishmalarni, ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqishni va titanni qo'llashni talab qiladi.

Manbalar

Vikipediya - Bepul entsiklopediya, Vikipediya

metotech.ru - Metotexnika

housetop.ru - Uy tepasi

atomsteel.com - Atom texnologiyasi

domremstroy.ru - DomRemStroy

Abadiy, sirli, kosmik - bularning barchasi va boshqa ko'plab epithetslar turli manbalarda titanga berilgan. Ushbu metallning kashf etilishi tarixi ahamiyatsiz emas edi: bir vaqtning o'zida bir nechta olimlar elementni sof shaklda ajratish ustida ishladilar. Jismoniy o'rganish jarayoni, kimyoviy xossalari va bugungi kunda uni qo'llash sohalarini belgilash. Titan - kelajak metalli, uning inson hayotidagi o'rni hali aniq belgilanmagan, bu zamonaviy tadqiqotchilarga ijodkorlik va ilmiy izlanishlar uchun katta imkoniyatlar beradi.

Xarakterli

Kimyoviy element D. I. Mendeleyevning davriy sistemasida Ti belgisi bilan ko'rsatilgan. To'rtinchi davrning IV guruhining ikkilamchi kichik guruhida joylashgan va seriya raqami 22. titan oq-kumush metall, engil va bardoshli. Elektron konfiguratsiya atom quyidagi tuzilishga ega: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2 . Shunga ko'ra, titan bir nechta mumkin bo'lgan oksidlanish darajalariga ega: 2, 3, 4; eng barqaror birikmalarda u tetravalentdir.

Titan - qotishma yoki metall?

Bu savol ko'pchilikni qiziqtiradi. 1910 yilda amerikalik kimyogar Hunter birinchi sof titanni oldi. Metall tarkibida atigi 1% aralashmalar bor edi, lekin shu bilan birga, uning miqdori ahamiyatsiz bo'lib chiqdi va uning xususiyatlarini yanada o'rganishga imkon bermadi. Olingan moddaning plastisiyasiga faqat yuqori harorat ta'sirida erishildi, normal sharoitda (xona harorati) namuna juda mo'rt edi. Aslida, bu element olimlarni qiziqtirmadi, chunki undan foydalanish istiqbollari juda noaniq bo'lib tuyuldi. Olish va tadqiq etishning qiyinligi uni qo'llash imkoniyatlarini yanada pasaytirdi. Faqat 1925 yilda Gollandiyadan kimyogarlar I. de Boer va A. Van Arkel titan metallini oldilar, uning xususiyatlari butun dunyo bo'ylab muhandislar va dizaynerlarning e'tiborini tortdi. Ushbu elementni o'rganish tarixi 1790 yilda boshlanadi, aynan shu vaqtda, parallel ravishda, bir-biridan mustaqil ravishda, ikki olim titanni kimyoviy element sifatida kashf etadilar. Ularning har biri metallni sof shaklda ajratib ololmaydigan moddaning birikmasini (oksid) oladi. Titanning kashfiyotchisi ingliz mineralogi monax Uilyam Gregordir. Angliyaning janubi-g'arbiy qismida joylashgan o'z cherkovi hududida yosh olim Menaken vodiysining qora qumini o'rganishni boshladi. Natijada titan birikmasi bo'lgan porloq donalar ajralib chiqdi. Shu bilan birga, Germaniyada kimyogar Martin Geynrix Klaprot rutil mineralidan yangi moddani ajratib oldi. 1797 yilda u parallel ravishda kashf etilgan elementlarning o'xshashligini ham isbotladi. Titan dioksidi bir asrdan ko'proq vaqt davomida ko'plab kimyogarlar uchun sir bo'lib kelgan va hatto Berzelius ham sof metall ololmagan. 20-asrning eng yangi texnologiyalari ushbu elementni o'rganish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirdi va undan foydalanishning dastlabki yo'nalishlarini aniqladi. Shu bilan birga, qo'llash doirasi doimiy ravishda kengayib bormoqda. Faqat sof titan kabi moddani olish jarayonining murakkabligi uning ko'lamini cheklashi mumkin. Qotishma va metallning narxi ancha yuqori, shuning uchun bugungi kunda u an'anaviy temir va alyuminiyni siqib chiqara olmaydi.

ismning kelib chiqishi

Menakin - titanning birinchi nomi, u 1795 yilgacha ishlatilgan. Hududiy mansubligi bo'yicha V. Gregor yangi elementni shunday deb atagan. Martin Klaproth 1797 yilda elementni titan deb atadi. Bu vaqtda uning fransuz hamkasblari, etarlicha obro'li kimyogar A. L. Lavuazye boshchiligida, yangi kashf etilgan moddalarni asosiy xususiyatlariga ko'ra nomlashni taklif qilishdi. Nemis olimi bu yondashuvga qo'shilmadi, u kashfiyot bosqichida moddaga xos bo'lgan barcha xususiyatlarni aniqlash va ularni nomda aks ettirish juda qiyin deb hisobladi. Biroq, tan olish kerakki, Klaproth tomonidan intuitiv ravishda tanlangan atama metallga to'liq mos keladi - bu zamonaviy olimlar tomonidan bir necha bor ta'kidlangan. Titan nomining kelib chiqishi uchun ikkita asosiy nazariya mavjud. Metall Elf qirolichasi Titaniya (german mifologiyasi qahramoni) sharafiga belgilanishi mumkin edi. Bu nom moddaning ham yengilligi, ham mustahkamligini anglatadi. Aksariyat olimlar qadimgi yunon mifologiyasidan foydalanish versiyasidan foydalanishga moyil bo'lib, unda er ma'budasi Gayaning kuchli o'g'illari titanlar deb atalgan. Ilgari topilgan uran elementining nomi ham ushbu versiya foydasiga gapiradi.

Tabiatda bo'lish

Odamlar uchun texnik jihatdan qimmatli bo'lgan metallar orasida titan yer qobig'ida to'rtinchi o'rinda turadi. Tabiatda faqat temir, magniy va alyuminiy katta foiz bilan tavsiflanadi. Titanning eng yuqori miqdori bazalt qobig'ida, granit qatlamida bir oz kamroq qayd etilgan. Dengiz suvida ushbu moddaning miqdori past - taxminan 0,001 mg / l. Titan kimyoviy elementi juda faol, shuning uchun uni sof holda topib bo'lmaydi. Ko'pincha u kislorod bilan birikmalarda mavjud bo'lib, u to'rt valentlikka ega. Titan o'z ichiga olgan minerallar soni 63 dan 75 gacha (turli manbalarda), tadqiqotning hozirgi bosqichida olimlar uning birikmalarining yangi shakllarini kashf etishda davom etmoqdalar. Amaliy foydalanish uchun eng yuqori qiymat quyidagi minerallarga ega:

Ilmenit (FeTiO 3).
Rutil (TiO 2).
Titanit (CaTiSiO 5).
Perovskit (CaTiO 3).
Titanomanyetit (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) va boshqalar.

Barcha mavjud titan o'z ichiga olgan rudalar platser va asosiylarga bo'linadi. Bu element zaif migrant bo'lib, u faqat tosh bo'laklari yoki loyli tub jinslarning harakati shaklida sayohat qilishi mumkin. Biosferada titanning eng katta miqdori suv o'tlarida uchraydi. Er usti faunasi vakillarida element shoxli to'qimalarda, sochlarda to'planadi. Inson tanasi taloq, buyrak usti bezlari, platsenta, qalqonsimon bezda titanning mavjudligi bilan tavsiflanadi.

Jismoniy xususiyatlar

Titan po'latga o'xshash kumush-oq rangga ega rangli metalldir. 0 0 S haroratda uning zichligi 4,517 g / sm 3 ni tashkil qiladi. Moddaning o'ziga xos og'irligi past bo'lib, u gidroksidi metallar (kadmiy, natriy, litiy, seziy) uchun xosdir. Zichlik bo'yicha titan temir va alyuminiy o'rtasida oraliq o'rinni egallaydi, uning ishlashi ikkala elementga qaraganda yuqori. Metalllarning qo'llanish doirasini aniqlashda hisobga olinadigan asosiy xossalari qattiqlikdir. Titan alyuminiydan 12 baravar kuchli, temir va misdan 4 baravar kuchli, shu bilan birga ancha engilroq. Plastisite va uning oquvchanligi boshqa metallarda bo'lgani kabi past va yuqori haroratlarda qayta ishlashga imkon beradi, ya'ni perchinlash, zarb qilish, payvandlash, prokatlash. Titanning o'ziga xos xususiyati uning past issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi bo'lib, bu xususiyatlar yuqori haroratlarda, 500 0 S gacha saqlanib qoladi. Magnit maydonda titan paramagnit element bo'lib, u temir kabi tortilmaydi va surilmaydi. mis kabi. Agressiv muhitda va mexanik stressda juda yuqori korroziyaga qarshi ishlash noyobdir. Dengiz suvida 10 yildan ortiq vaqt davomida titan plastinkasining ko'rinishi va tarkibi o'zgarmadi. Bu holda temir korroziya bilan butunlay vayron bo'ladi.

Titanning termodinamik xususiyatlari

Zichlik (normal sharoitda) 4,54 g / sm 3 ni tashkil qiladi.
Atom raqami 22.
Metalllar guruhi - o'tga chidamli, engil.
Titanning atom massasi 47,0 ga teng.
Qaynash nuqtasi (0 C) - 3260.
Molar hajmi sm 3 / mol - 10,6.
Titanning erish nuqtasi (0 C) 1668 ga teng.
Bug'lanishning solishtirma issiqligi (kJ / mol) - 422,6.
Elektr qarshiligi (20 0 S da) Ohm * sm * 10 -6 - 45.

Kimyoviy xossalari

Elementning korroziyaga chidamliligi oshishi sirtda kichik oksidli plyonka hosil bo'lishi bilan izohlanadi. Titan metalli kabi elementni o'rab turgan atmosferada gazlarni (kislorod, vodorod) (normal sharoitda) oldini oladi. Uning xususiyatlari harorat ta'sirida o'zgaradi. 600 0 S ga ko'tarilganda, kislorod bilan o'zaro ta'sir reaktsiyasi paydo bo'ladi, natijada titanium oksidi (TiO 2) hosil bo'ladi. Atmosfera gazlarini yutishda amaliy qo'llanilishi bo'lmagan mo'rt birikmalar hosil bo'ladi, shuning uchun titanni payvandlash va eritish vakuum sharoitida amalga oshiriladi. Qaytariladigan reaktsiya vodorodning metallda erishi jarayoni bo'lib, u haroratning oshishi bilan (400 0 S va undan yuqori) faolroq sodir bo'ladi. Titan, ayniqsa uning kichik zarralari (ingichka plastinka yoki sim), azotli atmosferada yonadi. O'zaro ta'sirning kimyoviy reaktsiyasi faqat 700 0 S haroratda mumkin, natijada TiN nitridi hosil bo'ladi. Ko'pincha qotishma element sifatida ko'p metallar bilan juda qattiq qotishmalar hosil qiladi. Galogenlar (xrom, brom, yod) bilan faqat katalizator ishtirokida reaksiyaga kirishadi ( yuqori harorat) va quruq moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunday holda, juda qattiq refrakter qotishmalar hosil bo'ladi. Ko'pgina ishqorlar va kislotalarning eritmalari bilan titan kimyoviy jihatdan faol emas, konsentrlangan oltingugurt (uzoq vaqt qaynash bilan), gidroflorik, issiq organik (formik, oksalat) bundan mustasno.

Tug'ilgan joyi

Tabiatda ilmenit rudalari eng keng tarqalgan - ularning zaxiralari 800 million tonnaga baholanadi. Rutil konlarining konlari ancha sodda, ammo umumiy hajmi - ishlab chiqarish o'sishini saqlab qolgan holda - keyingi 120 yil davomida insoniyatni titan kabi metall bilan ta'minlashi kerak. Tayyor mahsulotning narxi talabga va ishlab chiqarish darajasining oshishiga bog'liq bo'ladi, lekin o'rtacha 1200 dan 1800 rubl / kg gacha o'zgarib turadi. Doimiy texnik takomillashtirish sharoitida barcha ishlab chiqarish jarayonlarining narxi ularni o'z vaqtida modernizatsiya qilish bilan sezilarli darajada kamayadi. Xitoy va Rossiya eng katta zahiralarga ega, Yaponiya, Janubiy Afrika, Avstraliya, Qozog'iston, Hindiston, Janubiy Koreya, Ukraina, Seylon ham mineral xom ashyo bazasiga ega. Konlar ishlab chiqarish hajmi va rudadagi titan ulushi bo'yicha farqlanadi, geologik tadqiqotlar davom etmoqda, bu esa metallning bozor qiymatining pasayishi va undan kengroq foydalanishni taxmin qilish imkonini beradi. Rossiya eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi hisoblanadi.

Kvitansiya

Titan ishlab chiqarish uchun eng kam miqdordagi aralashmalarni o'z ichiga olgan titan dioksidi ko'pincha ishlatiladi. U ilmenit konsentratlari yoki rutil rudalarini boyitish orqali olinadi. Elektr boshq o'choqida rudaning issiqlik bilan ishlov berish jarayoni sodir bo'ladi, bu temirning ajralishi va titan oksidi o'z ichiga olgan cüruf hosil bo'lishi bilan birga keladi. Temirsiz fraktsiyani qayta ishlash uchun sulfat yoki xlorid usuli qo'llaniladi. Titan oksidi kulrang kukundir (rasmga qarang). Titan metall uni bosqichma-bosqich qayta ishlash orqali olinadi.

Birinchi bosqich - shlakni koks bilan sinterlash va xlor bug'iga ta'sir qilish jarayoni. Natijada olingan TiCl 4 850 0 S haroratda magniy yoki natriy bilan kamayadi Titan shimgichni (g'ovak eritilgan massa) natijasida olingan kimyoviy reaksiya, tozalangan yoki eritilgan quyma. Foydalanishning keyingi yo'nalishiga qarab, qotishma yoki sof metall hosil bo'ladi (iflosliklar 1000 0 S ga qizdirilganda chiqariladi). Nopoklik tarkibi 0,01% bo'lgan moddani ishlab chiqarish uchun yodid usuli qo'llaniladi. U halogen bilan oldindan ishlangan titanli shimgichdan bug'larini bug'lash jarayoniga asoslangan.

Ilovalar

Titanning erish harorati ancha yuqori, bu metallning engilligini hisobga olgan holda, uni strukturaviy material sifatida ishlatishning bebaho afzalligi hisoblanadi. Shuning uchun u kemasozlikda eng katta qo'llanilishini topadi, aviatsiya sanoati, raketa ishlab chiqarish, kimyo sanoati. Titan ko'pincha qattiqlik va issiqlikka chidamlilik xususiyatlariga ega bo'lgan turli xil qotishmalarda qotishma qo'shimchasi sifatida ishlatiladi. Yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlar va eng agressiv muhitlarga bardosh berish qobiliyati bu metallni kimyo sanoati uchun ajralmas qiladi. Titan (uning qotishmalari) kislotalar va boshqa kimyoviy faol moddalarni distillash va tashishda ishlatiladigan quvurlar, idishlar, klapanlar, filtrlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Ko'tarilgan harorat ko'rsatkichlari sharoitida ishlaydigan qurilmalarni yaratishda talab katta. Titan birikmalari bardoshli kesish asboblari, bo'yoqlar, plastmassa va qog'ozlar, jarrohlik asboblari, implantlar, zargarlik buyumlari, pardozlash materiallari tayyorlash uchun ishlatiladi va oziq-ovqat sanoatida qo'llaniladi. Barcha yo'nalishlarni tasvirlash qiyin. Zamonaviy tibbiyot, to'liq biologik xavfsizlik tufayli, ko'pincha titan metallidan foydalanadi. Narx - bu elementni qo'llash kengligiga ta'sir qiladigan yagona omil. To'g'ri aytish kerakki, titan kelajak materialidir, uni o'rganish orqali insoniyat rivojlanishning yangi bosqichiga o'tadi.

Titan metalldir. titanning xossalari. Titandan foydalanish. Titanning navlari va kimyoviy tarkibi. Titan: elementning ochilish tarixi Titanning qaynash nuqtasi

Xususiyatlari va xususiyatlari

Metallning fizik xossalari

Titanning kimyoviy xossalari

Ishlab chiqarish va ishlab chiqarish

Foydalanish sohalari

Ehtiyot choralari

Titan qotishmalarining xususiyatlari va qo'llanilishi

7-sinf

11-sinf

Ti 6Al-4V sinf 5

Ti 6AL-4V ELI sinf 23

12-sinf

Ti5Al-2,5Sn

Fizikaviy va mexanik xususiyatlar

Kimyoviy xossalari

Qanday qilib olish mumkin

1. Magniy termal jarayoni.

2. Gidrid-kaltsiy usuli.

3. Elektroliz usuli.

4. Yodid usuli.

Titandan foydalanish

Entsiklopedik YouTube

Subtitrlar

Hikoya

ismning kelib chiqishi

Tabiatda bo'lish

Tug'ilgan joyi

Zaxiralar va ishlab chiqarish

Kvitansiya

Jismoniy xususiyatlar

Kimyoviy xossalari

Ilova

Sof shaklda va qotishmalar shaklida

Ulanishlar shaklida

Iste'mol bozorlarini tahlil qilish

Fiziologik harakat

izotoplar

Eslatmalar

Havolalar

Titanning fizik va kimyoviy xossalari, titanni olish

Titanni sof shaklda va qotishmalar shaklida qo'llash, titanni birikmalar shaklida qo'llash, titanning fiziologik ta'siri.

Xarakterli

Titan - qotishma yoki metall?

ismning kelib chiqishi

Tabiatda bo'lish

Jismoniy xususiyatlar

Titanning termodinamik xususiyatlari

Kimyoviy xossalari

Tug'ilgan joyi

Kvitansiya

Ilovalar

Tegishli maqolalar