Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

Titanul ocupă locul 4 în ceea ce privește distribuția în producție, dar tehnologia eficientă pentru extracția sa a fost dezvoltată abia în anii 40 ai secolului trecut. Este un metal de culoare argintie caracterizat printr-o greutate specifică scăzută și caracteristici unice. Pentru a analiza amploarea distribuției în industrie și în alte domenii, este necesar să anunțăm proprietățile titanului și domeniile de aplicare ale aliajelor sale.

Caracteristici principale

Metalul are o greutate specifică scăzută - doar 4,5 g/cm³. Calitățile anticorozive se datorează filmului de oxid stabil format pe suprafață. Datorită acestei calități, titanul nu își schimbă proprietățile atunci când este ținut în apă sau acid clorhidric timp îndelungat. Nu există zone deteriorate din cauza stresului, care este o problemă majoră cu oțelul.

În forma sa pură, titanul are următoarele calități și caracteristici:

• punct nominal de topire - 1.660°C;
• fierbe când este expus la căldură la +3 227°C;
• rezistență la tracțiune – până la 450 MPa;
• caracterizat printr-un indice de elasticitate scăzut - până la 110,25 GPa;
• pe scara HB duritatea este 103;
• limita de curgere este una dintre cele mai optime dintre metale - până la 380 MPa;
• conductivitate termică a titanului pur fără aditivi – 16,791 W/m*C;
• coeficient minim de dilatare termică;
• acest element este un paramagnet.

Pentru comparație, rezistența acestui material este de 2 ori mai mare decât cea a fierului pur și de 4 ori mai mare decât cea a aluminiului. Titanul are, de asemenea, două faze polimorfe - temperatură scăzută și temperatură ridicată.

Titanul pur nu este utilizat pentru nevoile de producție datorită costului ridicat și calităților de performanță necesare. Pentru a crește rigiditatea, în compoziție se adaugă oxizi, hibrizi și nitruri. Este mai puțin obișnuită modificarea caracteristicilor materialelor pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune. Principalele tipuri de aditivi pentru producerea aliajelor: oțel, nichel, aluminiu. În unele cazuri, funcționează ca o componentă suplimentară.

Aplicații

Datorită greutății specifice scăzute și parametrilor de rezistență, titanul este utilizat pe scară largă în industria aviației și spațială. Este folosit ca material structural principal în forma sa pură. În cazuri speciale se realizează aliaje mai ieftine prin reducerea rezistenței la căldură. În plus, rezistența sa la coroziune și rezistenta mecanica rămân neschimbate.

În plus, materialul cu aditivi de titan și-a găsit aplicație în următoarele domenii:

• Industria chimică. Rezistența sa la aproape toate mediile agresive, cu excepția acizilor organici, face posibilă fabricarea de echipamente complexe cu durată de viață bună, fără întreținere.
• Productie vehicule. Motivul este greutatea specifică scăzută și rezistența mecanică. Din el sunt realizate cadre sau elemente portante ale structurilor.
• Medicament. În scopuri speciale, se folosește un aliaj special nitinol (titan și nichel). Proprietatea sa distinctivă este memoria formei. Pentru a reduce povara pacienților și a minimiza probabilitatea efectelor negative asupra organismului, multe atele medicale și dispozitive similare sunt fabricate din titan.
• În industrie, metalul este utilizat pentru fabricarea carcaselor și a elementelor individuale de echipamente.
• Bijuteriile din titan au un aspect și calități unice.

În cele mai multe cazuri, materialul este prelucrat într-o fabrică. Dar există o serie de excepții - cunoașterea proprietăților acestui material, o parte din munca de schimbat aspect Produsul și caracteristicile sale pot fi realizate într-un atelier la domiciliu.

Caracteristici de procesare

Pentru a da produsului forma dorită, este necesar să folosiți echipamente speciale - un strung și o mașină de frezat. Tăierea sau frezarea manuală a titanului nu este posibilă din cauza durității sale. Pe lângă alegerea puterii și a altor caracteristici ale echipamentului, este necesar să selectați sculele de tăiere potrivite: freze, freze, alezoare, burghie etc.

Sunt luate în considerare următoarele nuanțe:

• Pilitura de titan este foarte inflamabilă. Este necesară răcirea forțată a suprafeței piesei și funcționarea la viteze minime.
• Îndoirea produsului se efectuează numai după preîncălzirea suprafeței. În caz contrar, există o probabilitate mare de apariție a fisurilor.
• Sudare. Trebuie respectate condiții speciale.

Titanul este un material unic cu performanțe bune și calități tehnice. Dar pentru a o procesa, trebuie să cunoașteți specificul tehnologiei și, cel mai important, măsurile de siguranță.

Titan– unul dintre macroelementele misterioase, puțin studiate din știință și viața umană. Deși nu degeaba este numit element „cosmic”, pentru că... este folosit activ în ramuri avansate ale științei, tehnologiei, medicinei și multe alte lucruri - este un element al viitorului.

Acest metal este de culoare gri-argintiu (vezi foto) și este insolubil în apă. Are o densitate chimică scăzută, deci se caracterizează prin lejeritate. În același timp, este foarte durabil și ușor de prelucrat datorită fuzibilității și ductilității sale. Elementul este inert din punct de vedere chimic datorită prezenței unei pelicule protectoare pe suprafață. Titanul nu este inflamabil, dar praful său este exploziv.

Deschizând asta element chimic aparține unui mare iubitor de minerale, englezul William McGregor. Dar titanul își datorează încă numele chimistului Martin Heinrich Klaproth, care l-a descoperit independent de McGregor.

Speculațiile despre motivele pentru care acest metal a fost numit „titan” sunt romantice. Potrivit unei versiuni, numele este asociat cu vechii zei greci Titani, ai căror părinți erau zeul Uranus și zeița Gaia, dar conform celei de-a doua, provine de la numele reginei zânelor, Titania.

Oricum ar fi, acest macronutrient este al nouălea cel mai abundent în natură. Face parte din țesuturile florei și faunei. Există mult în apa de mare (până la 7%), dar în sol conține doar 0,57%. China este cea mai bogată în rezerve de titan, urmată de Rusia.

Acțiunea Titanului

Efectul unui macroelement asupra organismului este determinat de proprietățile sale fizico-chimice. Particulele sale sunt foarte mici, pot pătrunde în structura celulară și pot afecta funcționarea acesteia. Se crede că, datorită inerției sale, macroelementul nu reacționează chimic cu iritanții și, prin urmare, nu este toxic. Cu toate acestea, intră în contact cu celulele țesuturilor, organelor, sângelui și limfei prin acțiune fizică, ceea ce duce la deteriorarea mecanică a acestora. Astfel, elementul poate duce, prin acțiunea sa, la deteriorarea ADN-ului monocatenar și dublu, deteriorarea cromozomilor, ceea ce poate duce la riscul de a dezvolta cancer și la o funcționare defectuoasă a codului genetic.

S-a dovedit că particulele de macronutrienți nu pot trece prin piele. Prin urmare, ei pătrund în oameni numai cu hrană, apă și aer.

Titanul este absorbit mai bine prin tractul gastrointestinal (1-3%), dar numai aproximativ 1% este absorbit prin tractul respirator, dar conținutul său în organism este concentrat ca și în plămâni (30%). Cu ce ​​este legat asta? După analizarea tuturor cifrelor de mai sus, putem ajunge la câteva concluzii. În primul rând, titanul este în general slab absorbit de către organism. În al doilea rând, titanul este excretat prin tractul gastrointestinal prin fecale (0,52 mg) și urină (0,33 mg), dar în plămâni un astfel de mecanism este slab sau complet absent, deoarece odată cu vârsta la o persoană, concentrația de titan în acest organ practic crește. de 100 de ori. Care este motivul pentru o concentrație atât de mare cu o absorbție atât de slabă? Cel mai probabil, acest lucru se datorează atacului constant asupra corpului nostru de praf, care conține întotdeauna o componentă de titan. În plus, în acest caz este necesar să se țină cont de ecologia noastră și de prezența instalațiilor industriale în apropierea zonelor populate.

În comparație cu plămânii, în alte organe, cum ar fi splina, glandele suprarenale și glanda tiroidă, conținutul de macronutrienți rămâne neschimbat de-a lungul vieții. Prezența elementului este observată și în limfă, placentă, creier, lapte matern uman, oase, unghii, păr, cristalin și țesuturi epiteliale.

Fiind în oase, titanul participă la fuziunea lor după fracturi. De asemenea, se observă un efect pozitiv în procesele de restaurare care apar în articulațiile mobile deteriorate ale oaselor în timpul artritei și artrozei. Acest metal este un antioxidant puternic. Prin slăbirea efectului radicalilor liberi asupra pielii și a celulelor sanguine, protejează întregul organism de îmbătrânirea prematură și uzură.

Concentrându-se în părțile creierului responsabile de vedere și auz, are un efect pozitiv asupra funcționării acestora. Prezența metalului în glandele suprarenale și glanda tiroidă implică participarea acestuia la producția de hormoni implicați în metabolism. De asemenea, este implicat în producția de hemoglobină și producția de globule roșii. Prin reducerea conținutului de colesterol și uree din sânge, își monitorizează compoziția normală.

Efectul negativ al titanului asupra corpului se datorează faptului că acesta este un metal greu. Odată ajuns în corp, nu se descompune sau nu se descompune, ci se instalează în organele și țesuturile unei persoane, otrăvindu-l și interferând cu procesele vieții. Nu este susceptibil la coroziune și este rezistent la alcalii și acizi, așa că sucul gastric nu este capabil să-l afecteze.

Compușii de titan au capacitatea de a bloca radiațiile ultraviolete cu unde scurte și nu sunt absorbiți prin piele, astfel încât pot fi utilizați pentru a proteja pielea de radiațiile ultraviolete.

S-a dovedit că fumatul crește de multe ori aportul de metal în plămâni din aer. Nu este acesta un motiv pentru a renunța la asta? obicei prost!

Norma zilnică - care este nevoie de un element chimic?

Necesarul zilnic de macronutrienți se datorează faptului că corpul uman conține aproximativ 20 mg de titan, din care 2,4 mg se află în plămâni. În fiecare zi, organismul dobândește 0,85 mg de substanță cu alimente, 0,002 mg cu apă și 0,0007 mg cu aer. Norma zilnică pentru titan este foarte arbitrară, deoarece consecințele influenței sale asupra organelor nu au fost studiate pe deplin. Este aproximativ egal cu aproximativ 300-600 mcg pe zi. Nu există date clinice cu privire la consecințele depășirii acestei norme - totul este în stadiul de studii experimentale.

Deficit de titan

Condițiile în care s-ar observa o lipsă de metal nu au fost identificate, așa că oamenii de știință au ajuns la concluzia că acestea nu există în natură. Dar deficiența sa se observă în majoritatea bolilor grave, care pot agrava starea pacientului. Acest dezavantaj poate fi eliminat cu preparate care conțin titan.

Efectul excesului de titan asupra corpului

Nu a fost identificat un exces de macroelement al unui aport unic de titan în corp. Dacă, să presupunem, o persoană înghite un știft de titan, atunci, aparent, nu este nevoie să vorbim despre otrăvire. Cel mai probabil, datorită inerției sale, elementul nu va intra în contact, ci va fi îndepărtat în mod natural.

Cel mai mare pericol este cauzat de o creștere sistematică a concentrației de macroelemente în organele respiratorii. Acest lucru duce la deteriorarea sistemelor respirator și limfatic. Există, de asemenea, o legătură directă între gradul de silicoză și conținutul elementului din organele respiratorii. Cu cât conținutul său este mai mare, cu atât boala este mai gravă.

Exces metal greu observat la oamenii care lucrează la uzine chimice și metalurgice. Clorura de titan este cea mai periculoasă - în decurs de 3 ani de lucru începe manifestarea bolilor cronice severe.

Astfel de boli sunt tratate cu medicamente și vitamine speciale.

Care sunt sursele?

Elementul pătrunde în corpul uman în principal prin hrană și apă. Cea mai mare parte se găsește în leguminoase (mazăre, fasole, linte, fasole) și cereale (secara, orz, hrișcă, ovăz). Prezența sa a fost detectată în preparatele din lactate și carne, precum și în ouă. Mai mult din acest element este concentrat în plante decât în ​​animale. Conținutul său este deosebit de mare în alge - cladofora stufoasă.

Toate produsele alimentare care conțin colorant alimentar E171 conțin dioxid din acest metal. Este folosit la fabricarea sosurilor și a condimentelor. Daunele acestui supliment sunt discutabile, deoarece oxidul de titan este practic insolubil în apă și sucul gastric.

Indicatii de utilizare

Există indicații pentru utilizarea elementului, în ciuda faptului că acest element cosmic a fost puțin studiat, este utilizat în mod activ în toate domeniile medicinei. Datorită rezistenței, rezistenței la coroziune și inerției biologice, este utilizat pe scară largă în domeniul proteticii pentru fabricarea implanturilor. Este folosit în stomatologie, neurochirurgie și ortopedie. Datorită durabilității sale, este folosit la fabricarea instrumentelor chirurgicale.

Dioxidul acestei substanțe este utilizat în tratamentul bolilor de piele, cum ar fi cheilita, herpesul, acneea și inflamația mucoasei bucale. Îndepărtează hemangiomul facial.

Nichelida metalică este implicată în eliminarea cancerului laringian avansat local. Este utilizat pentru înlocuirea endoprotezelor laringelui și a traheei. De asemenea, este utilizat pentru tratarea rănilor infectate în combinație cu soluții de antibiotice.

Complexul de macroelement glicerosolvat acva promovează vindecarea rănilor ulcerative.

Multe oportunități sunt deschise pentru oamenii de știință din întreaga lume pentru a studia elementul viitorului, deoarece proprietățile sale fizice și chimice sunt ridicate și pot aduce beneficii nelimitate umanității.

Titanul a fost numit inițial „gregorit” de către chimistul britanic William Gregor, care l-a descoperit în 1791. Titanul a fost apoi descoperit independent de chimistul german M. H. Klaproth în 1793. El l-a numit titan după titanii mitologiei grecești - „întruchiparea puterii naturale”. Abia în 1797, Klaproth a descoperit că titanul său era un element descoperit anterior de Gregor.

Caracteristici și proprietăți

Titanul este un element chimic cu simbolul Ti și numărul atomic 22. Este un metal strălucitor cu o culoare argintie, densitate scăzută și rezistență ridicată. Este rezistent la coroziune în apa de mare și clor.

Apare elementulîntr-o serie de zăcăminte minerale, în principal rutil și ilmenit, care sunt larg răspândite în scoarța terestră și litosferă.

Titanul este folosit pentru a produce aliaje ușoare puternice. Două dintre cele mai utile proprietăți ale metalului sunt rezistența la coroziune și raportul duritate-densitate, cel mai mare dintre orice element metalic. În stare nealiată, acest metal este la fel de puternic ca unele oțeluri, dar mai puțin dens.

Proprietățile fizice ale metalului

Acest metal rezistent densitate redusa, destul de plastic (mai ales intr-un mediu fara oxigen), alb lucios si metaloid. Punctul său de topire relativ ridicat de peste 1650 °C (sau 3000 °F) îl face util ca metal refractar. Este paramagnetic și are o conductivitate electrică și termică destul de scăzută.

Pe scara Mohs, duritatea titanului este 6. Conform acestui indicator, este ușor inferior oțelului călit și wolfram.

Titanul pur comercial (99,2%) are o rezistență maximă la tracțiune de aproximativ 434 MPa, care este similară cu aliajele obișnuite de oțel de calitate scăzută, dar titanul este mult mai ușor.

Proprietățile chimice ale titanului

La fel ca aluminiul și magneziul, titanul și aliajele sale se oxidează imediat când sunt expuse la aer. Reacționează lent cu apa și aerul la temperatura ambiantă, deoarece formează o acoperire de oxid pasiv, care protejează metalul în vrac de oxidarea ulterioară.

Pasivarea atmosferică conferă titanului o rezistență excelentă la coroziune aproape echivalentă cu platina. Titanul este capabil să reziste atacului de la acizii sulfuric și clorhidric diluați, soluțiile de clorură și majoritatea acizilor organici.

Titanul este unul dintre puținele elemente care arde în azot pur, reacționând la 800°C (1470°F) pentru a forma nitrură de titan. Datorită reactivității lor ridicate cu oxigenul, azotul și unele alte gaze, filamentele de titan sunt utilizate în pompele de sublimare a titanului ca absorbanți pentru aceste gaze. Aceste pompe sunt ieftine și produc în mod fiabil presiuni extrem de scăzute în sistemele de vid ultra-înalt.

Mineralele comune care conțin titan sunt anataza, brookitul, ilmenitul, perovskitul, rutilul și titanitul (sfenă). Dintre aceste minerale, numai rutilși ilmenitul sunt importante din punct de vedere economic, dar chiar și acestea sunt greu de găsit în concentrații mari.

Titanul se găsește în meteoriți și a fost găsit în Soare și stele de tip M cu temperaturi de suprafață de 3200°C (5790°F).

Metodele cunoscute în prezent pentru extragerea titanului din diferite minereuri necesită forță de muncă și sunt costisitoare.

Productie si productie

În prezent, au fost dezvoltate și utilizate aproximativ 50 de grade de titan și aliaje de titan. Astăzi, sunt recunoscute 31 de clase de metal și aliaje de titan, dintre care clasele 1-4 sunt pure comercial (nealiate). Ele diferă ca rezistență la tracțiune în funcție de conținutul de oxigen, clasa 1 fiind cea mai ductilă (rezistență la tracțiune cea mai scăzută cu 0,18% oxigen) și clasa 4 cea mai puțin ductilă (rezistență la tracțiune cea mai mare cu 0,40% oxigen).

Clasele rămase sunt aliaje, fiecare dintre ele având proprietăți specifice:

• plastic;
• rezistenţă;
• duritate;
• rezistenta electrica;
• rezistența specifică la coroziune și combinațiile acestora.

În plus față de aceste specificații, aliajele de titan sunt, de asemenea, fabricate pentru a îndeplini cerințele aerospațiale și militare (SAE-AMS, MIL-T), Standardele ISOși specificațiile specifice țării, precum și cerințele utilizatorilor finali pentru aplicații aerospațiale, militare, medicale și industriale.

Un produs plat pur din punct de vedere comercial (foaie, placă) se poate forma cu ușurință, dar prelucrarea trebuie să țină cont de faptul că metalul are o „memorie” și o tendință de revenire. Acest lucru este valabil mai ales pentru unele aliaje de înaltă rezistență.

Titanul este adesea folosit pentru a face aliaje:

• cu aluminiu;
• cu vanadiu;
• cu cupru (pentru călire);
• cu fier;
• cu mangan;
• cu molibden si alte metale.

Aplicații

Aliajele de titan în tablă, placă, tijă, sârmă, formă de turnare găsesc aplicații în industria, aerospațial, recreațional și piețele emergente. Pulbere de titan este folosită în pirotehnică ca sursă de particule luminoase.

Deoarece aliajele de titan au un raport mare rezistență la tracțiune-densitate, rezistență ridicată la coroziune, rezistență la oboseală, rezistență mare la fisurare și capacitatea de a rezista la temperaturi moderat ridicate, acestea sunt utilizate în avioane, blindaje, nave navale, nave spațiale și rachete.

Pentru aceste aplicații, titanul este aliat cu aluminiu, zirconiu, nichel, vanadiu și alte elemente pentru a produce diverse componente, inclusiv elemente structurale critice, pereți de incendiu, tren de aterizare, țevi de eșapament (elicoptere) și sisteme hidraulice. De fapt, aproximativ două treimi din metalul de titan produs este folosit în motoarele și cadrele aeronavelor.

Deoarece aliajele de titan sunt rezistente la coroziunea apei de mare, ele sunt folosite pentru arbori de elice, tachelaj schimbător de căldură, etc. Aceste aliaje sunt utilizate în carcase și componente ale dispozitivelor de supraveghere și monitorizare a oceanelor pentru știință și armată.

Aliaje specifice sunt utilizate în foraj și sonde de petrolși hidrometalurgia nichelului pentru rezistența lor ridicată. Industria celulozei și hârtiei folosește titan echipamente tehnologice expus la medii corozive precum hipocloritul de sodiu sau gazul de clor umed (în albire). Alte aplicații includ sudarea cu ultrasunete, lipirea prin val.

În plus, aceste aliaje sunt utilizate în aplicații auto, în special în cursele de automobile și motociclete, unde greutatea redusă, rezistența ridicată și rigiditatea sunt esențiale.

Titanul este folosit în multe articole sportive: rachete de tenis, crose de golf, arbori de lacrosse; căști de cricket, hochei, lacrosse și fotbal, precum și cadre și componente pentru biciclete.

Datorită durabilității sale, titanul a devenit mai popular pentru bijuteriile de designer (în special inelele din titan). Inerția sa îl face o alegere bună pentru persoanele cu alergii sau pentru cei care vor purta bijuterii în medii precum piscine. Titanul este, de asemenea, aliat cu aur pentru a produce un aliaj care poate fi vândut ca aur de 24 de karate, deoarece 1% Ti aliat nu este suficient pentru a necesita o calitate mai mică. Aliajul rezultat are aproximativ duritatea aurului de 14 karate și este mai puternic decât aurul pur de 24 de karate.

Precauții

Titanul este netoxic chiar și în doze mari. Fie sub formă de pulbere sau metal, prezintă un pericol grav de incendiu și, dacă este încălzit în aer, un pericol de explozie.

Proprietăți și aplicații ale aliajelor de titan

Mai jos este o prezentare generală a aliajelor de titan cele mai des întâlnite, împărțite în clase, proprietățile, avantajele și aplicațiile industriale ale acestora.

clasa a VII-a

Gradul 7 este echivalent mecanic și fizic cu gradul 2 de titan pur, cu excepția adăugării elementului intermediar paladiu, făcându-l un aliaj. Are o sudabilitate și elasticitate excelente, cea mai rezistentă la coroziune dintre toate aliajele de acest tip.

Clasa 7 este utilizată în procesele și componentele chimice echipamente de productie.

clasa a XI-a

Clasa 11 este foarte asemănătoare cu clasa 1, cu excepția adăugării de paladiu pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune, făcându-l un aliaj.

Alte proprietăți benefice includ ductilitate optimă, rezistență, tenacitate și sudabilitate excelentă. Acest aliaj poate fi utilizat în special în aplicații în care coroziunea reprezintă o problemă:

• tratament chimic;
• producerea de clorați;
• desalinizare;
• aplicații marine.

Ti 6Al-4V, clasa 5

Aliajul Ti 6Al-4V sau titanul de gradul 5 este cel mai des folosit. Reprezintă 50% din consumul total de titan la nivel mondial.

Ușurința în utilizare constă în numeroasele sale avantaje. Ti 6Al-4V poate fi tratat termic pentru a-și crește rezistența. Acest aliaj are rezistență ridicată și greutate redusă.

Acesta este cel mai bun aliaj de utilizat în mai multe industrii, cum ar fi aerospațial, medical, maritim și chimic industria de prelucrare. Poate fi folosit pentru a crea:

• turbine pentru avioane;
• componente ale motorului;
• elemente structurale aeronavei;
• elemente de fixare aerospațiale;
• piese automate performante;
• echipament sportiv.

Ti 6AL-4V ELI, clasa 23

Clasa 23 - titan chirurgical. Aliajul Ti 6AL-4V ELI, sau gradul 23, este o versiune cu puritate mai mare a Ti 6Al-4V. Poate fi realizat din role, fire, fire sau fire plate. Acest cea mai buna alegere pentru orice situație în care este necesară o combinație de rezistență ridicată, greutate redusă, rezistență bună la coroziune și duritate ridicată. Are o rezistență excelentă la deteriorare.

Poate fi folosit în aplicații biomedicale precum componentele implantabile datorită biocompatibilității, rezistenței bune la oboseală. De asemenea, poate fi folosit în proceduri chirurgicale pentru a realiza următoarele structuri:

• știfturi și șuruburi ortopedice;
• cleme de ligatură;
• capse chirurgicale;
• izvoare;
• aparate ortodontice;
• vase criogenice;
• dispozitive de fixare osoasă.

clasa a XII-a

Titanul de gradul 12 are o sudabilitate excelentă de înaltă calitate. Este un aliaj de înaltă rezistență care oferă o rezistență bună la temperaturi ridicate. Titanul de gradul 12 are caracteristici similare cu oțelurile inoxidabile din seria 300.

Capacitatea sa de a se forma în diverse moduriîl face util în multe aplicații. Rezistența ridicată la coroziune a aliajului îl face, de asemenea, neprețuit pentru echipamentele de fabricație. Clasa 12 poate fi utilizată în următoarele industrii:

• schimbatoare de caldura;
• aplicații hidrometalurgice;
• producția chimică la temperaturi ridicate;
• componente maritime și aeriene.

Ti5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2.5Sn este un aliaj care poate oferi o bună sudabilitate cu rezistență. De asemenea, are stabilitate la temperaturi ridicate și rezistență ridicată.

Ti 5Al-2.5Sn este utilizat în principal în sectorul aviației și, de asemenea, în aplicații criogenice.

Titanul (lat. Titan; notat cu simbolul Ti) este un element al subgrupului secundar al celui de-al patrulea grup, a patra perioadă a tabelului periodic al elementelor chimice, cu număr atomic 22. Substanța simplă titan (număr CAS: 7440-). 32-6) - metal ușor culoare alb-argintie.

Poveste

Descoperirea TiO 2 a fost făcută aproape simultan și independent unul de celălalt de către englezul W. Gregor și chimistul german M. G. Klaproth. W. Gregor, studiind compoziția nisipului feruginos magnetic (Creed, Cornwall, Anglia, 1789), a izolat un nou „pământ” (oxid) dintr-un metal necunoscut, pe care l-a numit menaken. În 1795, chimistul german Klaproth a descoperit un nou element în mineralul rutil și l-a numit titan. Doi ani mai târziu, Klaproth a stabilit că pământul rutil și menaken sunt oxizi ai aceluiași element, ceea ce a dat naștere denumirii „titan” propusă de Klaproth. Zece ani mai târziu, titanul a fost descoperit pentru a treia oară. Omul de știință francez L. Vauquelin a descoperit titanul în anatază și a demonstrat că rutilul și anataza sunt oxizi de titan identici.
Prima mostră de titan metal a fost obținută în 1825 de J. Ya Berzelius. Datorită activității chimice ridicate a titanului și dificultății de purificare a acestuia, o probă pură de Ti a fost obținută de olandezii A. van Arkel și I. de Boer în 1925 prin descompunerea termică a vaporilor de iodură de titan TiI 4 .

Originea numelui

Metalul și-a primit numele în onoarea titanilor, personaje din mitologia greacă antică, copiii lui Gaia. Numele elementului a fost dat de Martin Klaproth, în conformitate cu opiniile sale asupra nomenclaturii chimice, spre deosebire de școala franceză de chimie, unde au încercat să numească elementul după proprietăți chimice. Întrucât cercetătorul german însuși a remarcat imposibilitatea de a determina proprietățile unui nou element numai din oxidul său, i-a ales un nume din mitologie, prin analogie cu uraniul pe care îl descoperise anterior.
Cu toate acestea, conform unei alte versiuni, publicată în revista „Technology-Youth” la sfârșitul anilor 1980, noul metal descoperit nu își datorează numele puternicilor titani din miturile grecești antice, ci Titaniei, regina zânelor din mitologia germanică ( soția lui Oberon în „Visul unei nopți de vară” de Shakespeare). Acest nume este asociat cu extraordinara „luminozitate” (densitate scăzută) a metalului.

chitanta

De regulă, materialul de pornire pentru producția de titan și compușii săi este dioxidul de titan cu o cantitate relativ mică de impurități. În special, poate fi un concentrat de rutil obținut din îmbogățirea minereurilor de titan. Cu toate acestea, rezervele de rutil din lume sunt foarte limitate, iar așa-numitul rutil sintetic sau zgura de titan, obținută din prelucrarea concentratelor de ilmenit, este mai des folosită. Pentru a obține zgura de titan, concentratul de ilmenit este redus într-un cuptor cu arc electric, în timp ce fierul este separat în faza metalică (fontă), iar oxizii și impuritățile de titan nereduși formează faza de zgură. Zgura bogată este prelucrată prin metoda clorurii sau acidului sulfuric.
Concentratul de minereu de titan este supus acidului sulfuric sau procesării pirometalurgice. Produsul tratamentului cu acid sulfuric este pulbere de dioxid de titan TiO2. Prin metoda pirometalurgică, minereul este sinterizat cu cocs și tratat cu clor, producând vapori de tetraclorură de titan TiCl 4:
TiO2 + 2C + 2Cl2 =TiCl2 + 2CO

Vaporii de TiCl4 rezultați se reduc cu magneziu la 850 °C:
TiCI4 + 2Mg = 2MgCI2 + Ti

„Buretele” de titan rezultat este topit și curățat. Titanul este rafinat folosind metoda iodurii sau electroliza, separând Ti de TiCl4. Pentru a obține lingouri de titan, se utilizează prelucrarea cu arc, fascicul de electroni sau plasmă.

Proprietăți fizice

Titanul este un metal alb-argintiu ușor. Există în două modificări cristaline: α-Ti cu o rețea compactă hexagonală, β-Ti cu împachetare centrată pe corp cubic, temperatura transformării polimorfe α↔β este de 883 °C.
Are vâscozitate mare, cu prelucrare predispus să se lipească de unealta de tăiere și, prin urmare, necesită aplicarea de acoperiri speciale pe unealtă și diferiți lubrifianți.
La temperaturi obișnuite, este acoperit cu o peliculă de pasivizare protectoare de oxid de TiO 2, făcându-l rezistent la coroziune în majoritatea mediilor (cu excepția celor alcaline).
Praful de titan tinde să explodeze. Punct de aprindere 400 °C. Așchii de titan sunt periculos de incendiu.

DEFINIŢIE

Titan- al douăzeci și doilea element al Tabelului Periodic. Denumire - Ti din latinescul „titan”. Situat în perioada a patra, grupa IVB. Se referă la metale. Sarcina nucleară este 22.

Titanul este foarte comun în natură; Conținutul de titan din scoarța terestră este de 0,6% (greutate), adică mai mare decât conținutul de metale utilizate pe scară largă în tehnologie precum cuprul, plumbul și zincul.

In forma substanță simplă titanul este un metal alb-argintiu (Figura 1). Se referă la metale ușoare. Refractar. Densitate - 4,50 g/cm3. Punctele de topire și de fierbere sunt 1668 o C și, respectiv, 3330 o C. Este rezistent la coroziune în aer la temperaturi obișnuite, ceea ce se explică prin prezența unei pelicule protectoare de compoziție TiO2 pe suprafața sa.

Orez. 1. Titan. Aspect.

Masa atomică și moleculară a titanului

Greutatea moleculară relativă a substanței(M r) este un număr care arată de câte ori masa unei molecule date este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon și masa atomică relativă a unui element(A r) - de câte ori masa medie a atomilor unui element chimic este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon.

Deoarece în stare liberă titanul există sub formă de molecule de Ti monoatomic, valorile maselor sale atomice și moleculare coincid. Ele sunt egale cu 47.867.

Izotopi ai titanului

Se știe că în natură titanul poate fi găsit sub formă de cinci izotopi stabili 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti și 50 Ti. Numerele lor de masă sunt 46, 47, 48, 49 și, respectiv, 50. Nucleul unui atom al izotopului de titan 46 Ti conține douăzeci și doi de protoni și douăzeci și patru de neutroni, iar izotopii rămași diferă de acesta doar prin numărul de neutroni.

Există izotopi artificiali ai titanului cu numere de masă de la 38 la 64, dintre care cel mai stabil este 44 Ti cu un timp de înjumătățire de 60 de ani, precum și doi izotopi nucleari.

Ioni de titan

La nivelul energetic exterior al atomului de titan există patru electroni, care sunt valență:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 .

Ca urmare a interacțiunii chimice, titanul renunță la electronii de valență, adică. este donatorul lor și se transformă într-un ion încărcat pozitiv:

Ti 0 -2e → Ti 2+ ;

Ti 0 -3e → Ti 3+ ;

Ti 0 -4e → Ti 4+ .

Moleculă și atom de titan

În stare liberă, titanul există sub formă de molecule de Ti monoatomic. Iată câteva proprietăți care caracterizează atomul și molecula de titan:

Aliaje de titan

Principala proprietate a titanului, care contribuie la utilizarea sa pe scară largă în tehnologia modernă, este rezistența ridicată la căldură atât a titanului în sine, cât și a aliajelor sale cu aluminiu și alte metale. În plus, aceste aliaje sunt rezistente la căldură - rezistente la menținerea proprietăților mecanice ridicate la temperaturi ridicate. Toate acestea fac din aliajele de titan materiale foarte valoroase pentru producția de avioane și rachete.

La temperaturi ridicate, titanul se combină cu halogeni, oxigen, sulf, azot și alte elemente. Aceasta este baza pentru utilizarea aliajelor de titan-fier (ferotitan) ca aditiv pentru oțel.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2