Çfarë është titaniumi?
Vetitë
- Simboli atomik: Ti
- Numri atomik: 22
- Element Kategoria: Transition Metal
- Dendësia: 4.506 / cm3
- Pika e shkrirjes: 3034 ° F (1668 ° C)
- Pika e vlimit: 5949 ° F (3287 ° C)
- Vështirësia e Mohit: 6
Karakteristikat
Lidhjet që përmbajnë titan janë të njohura për rezistencën e tyre të lartë, të lehtë dhe të jashtëzakonshme ndaj korrozionit .
Pavarësisht se është aq i fortë sa çeliku, titani është rreth 40% më i lehtë në peshë, i cili së bashku me rezistencën ndaj kavitacionit dhe erozionit e bën atë një metal strukturor thelbësor për inxhinierët e hapësirës ajrore.
Titan është gjithashtu i frikshëm në rezistencën ndaj korrozionit si nga uji ashtu edhe nga mediat kimike. Kjo e bën këtë duke formuar një shtresë të hollë dioksid titaniumi (TiO2) në sipërfaqen e tij që është jashtëzakonisht e vështirë për të depërtuar këto materiale.
Duke pasur një modul të ulët të elasticitetit do të thotë se titani nuk është gjithashtu shumë fleksibël, por kthehet në formën e tij origjinale pas lakimit, duke rezultuar në rëndësinë e tij për të formuar lidhjet e kujtesës.
Titani është jo-magnetik dhe biocompatible (jo-toksik, jo-alergjik), e cila ka çuar në rritjen e përdorimit të saj në fushën mjekësore.
histori
Përdorimi i metalit të titanit, në çdo formë, u zhvillua me të vërtetë vetëm pas Luftës së Dytë Botërore.
Në fakt, titani nuk ishte i izoluar si një metal deri sa chemist amerikan Matthew Hunter prodhoi atë duke reduktuar titan tetrachloride (TiCl4) me natrium në 1910; Një metodë tani e njohur si procesi Hunter.
Prodhimi komercial, megjithatë, nuk erdhi derisa William Justin Kroll tregoi se titani mund të reduktohet nga kloridi duke përdorur magnezin në vitet 1930.
Procesi Kroll mbetet metoda më e rëndësishme e prodhimit komercial në këtë ditë.
Pasi u zhvillua një metodë prodhimi me kosto efektive, përdorimi i parë i madh i titanit ishte në avionë ushtarakë. Të dy avionët dhe nëndetëset ushtarake sovjetike dhe amerikane (p.sh. nëndetëset sovjetike Alfa dhe Mike Class dhe USF F100 Super Sabre dhe Lockheed A-12) të dizajnuara në vitet 1950 dhe 1960 filluan të përdorin lidhjet e titanit. Deri në fillim të viteve 1960, lidhjet e titanit filluan të përdoreshin edhe nga prodhuesit e avionëve komercialë.
Fusha mjekësore, sidomos implantet dentare dhe protetika, u zgjuan nga dobia e titanit pasi studimet suedeze të Per-Ingvar Brånemark që datojnë në vitet 1950 treguan se titani nuk shkakton asnjë përgjigje negative të imunitetit tek njerëzit, duke lejuar që metali të integrohet në trupin tonë në një proces që ai quajtur osseointegration .
prodhim
Megjithëse titani është elementët metalikë të katërt më të zakonshëm në koren e tokës (pra prapa aluminit , hekurit dhe magnezit), prodhimi i metalit titan është jashtëzakonisht i ndjeshëm ndaj kontaminimit, veçanërisht nga oksigjeni, i cili përbën zhvillim relativisht të fundit dhe kosto të lartë.
Xeheve kryesore të përdorura në prodhimin primar të titanit janë ilmenite, e cila zë rreth 90% të prodhimit dhe rutile, që përbën 10% të mbetur.
Rreth 6,3 milion ton koncentrat mineral të titanit u prodhua në vitin 2010, megjithëse vetëm një fraksion i vogël (rreth 5%) i koncentratit të titanit i prodhuar çdo vit në fund të fundit përfundon me metal titani. Në vend të kësaj, shumica janë përdorur në prodhimin e dioksidit të titanit (TiO2), një pigment zbardhues që përdoret në ngjyra, ushqime, ilaçe dhe kozmetikë.
Në hapin e parë të procesit Kroll, xehet e titanit grimcohen dhe nxehen me qymyr të koksit në një atmosferë klori për të prodhuar tetraklorid titani (TiCl4). Kloridi pastaj kapet dhe dergohet përmes një condenser, i cili prodhon një lëng klorur titani që është më shumë 99% i pastër.
Tetrakloridi i titanit dërgohet pastaj në enë që përmbajnë magnez të shkrirë. Për të shmangur ndotjen e oksigjenit, kjo bëhet inerte përmes shtimit të gazit argon.
Gjatë procesit konsekuent të distilimit, i cili mund të marrë disa ditë, ena nxehet në 1832 ° F (1000 ° C). Magnezi reagon me klorid titaniumi, duke hequr klorurin dhe duke prodhuar titan elemental dhe klorid magnez.
Titan fijor që prodhohet si rezultat quhet si sfungjer titani. Për të prodhuar lidhjet e titanit dhe ingot titan të lartë të pastërtisë, sfungjeri i titanit mund të shkrihet me elemente të ndryshme aliazhi duke përdorur një rreze elektron, hark plazme ose shkrirje me hark vakum.
Me shpresën e reduktimit të kostos së nxjerrjes së titanit, proceset elektrolitike dhe të tjera për prodhimin e metaleve titanike vazhdojnë të hulumtohen në mënyrë aktive.
Për shkak të natyrës së saj strategjike, statistikat për prodhimin e metaleve të titanit mund të jenë të vështira. Megjithatë, vlerësohet se prodhimi i sfungjer titan në botë ishte rreth 150,000 ton në vitin 2010. Vendet më të mëdha prodhuese janë Kina, Japonia, Rusia, Kazakistani dhe Shtetet e Bashkuara. Prodhuesit e mëdhenj të sfungjer titanik përfshijnë VSMPO (Rusi), Titanium Metals Corp. (USA), RTI Intl. (SHBA), Fushun Jinming Titanium Industry (Kinë), Luoyang Sunrui Wayi Titanium Co (Kina) dhe Osaka Titanium Technology Co. (Japoni).
Aplikimet
Lidhjet metalike të titanit përdoren kryesisht në industritë e mëposhtme:
- Aerospace
- ushtarak
- Mjekësor
- kimik
- Mallrave sportive
Gjatë dekadave të fundit, prodhuesit e aeroplanëve janë kthyer gjithnjë e më shumë tek titani si një komponent i rëndësishëm strukturor. Nga përdorimet e tij të para në fillim të viteve 1960, përmbajtja mesatare e titanit në linjat ajrore komerciale të Boeing është rritur nga rreth 2% e peshës trupore në rreth 15%. Më shumë ...
burimet
> TIMET Video: Procesi i Krollit. Në dispozicion në faqen e internetit të Shoqatës Ndërkombëtare të Titanit: http://www.titanium.org
Studimi Gjeologjik i SHBA: Titanium. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Vulkan, Tom. 2010. Titanium: Metal i zotave . Hardassetinvestor.com.
> Ndiqni Terence në Google+