Tytan został pierwotnie nazwany „gregorytem” przez brytyjskiego chemika wielebnego Williama Gregora, który odkrył go w 1791 roku. Tytan został następnie niezależnie odkryty przez niemieckiego chemika MH Klaprotha w 1793 roku. Nazwał go tytanem na cześć tytanów z mitologii greckiej – „ucieleśnieniem naturalnej siły”. Dopiero w 1797 roku Klaproth odkrył, że jego tytan był pierwiastkiem odkrytym wcześniej przez Gregora.
Charakterystyka i właściwości
Tytan to pierwiastek chemiczny o symbolu Ti i liczbie atomowej 22. Jest to błyszczący metal o srebrzystym kolorze, małej gęstości i dużej wytrzymałości. Jest odporny na korozję w wodzie morskiej i chlorze.
Element spotyka się w wielu złożach minerałów, głównie rutylu i ilmenitu, które są szeroko rozpowszechnione w skorupie ziemskiej i litosferze.
Tytan jest używany do produkcji mocnych lekkich stopów. Dwie najbardziej użyteczne właściwości metalu to odporność na korozję i stosunek twardości do gęstości, najwyższy ze wszystkich pierwiastków metalowych. W stanie niestopowym metal ten jest tak wytrzymały jak niektóre stale, ale ma mniejszą gęstość.
Właściwości fizyczne metali
to wytrzymały metal
o małej gęstości, raczej plastyczny (zwłaszcza w środowisku beztlenowym), biały brylantowy i metaloidalny. Stosunkowo wysoka temperatura topnienia ponad 1650°C (lub 3000°F) czyni go użytecznym jako metal ogniotrwały. Jest paramagnetyczny i ma raczej niską przewodność elektryczną i cieplną.
W skali Mohsa twardość tytanu wynosi 6. Według tego wskaźnika jest nieco gorsza od hartowanej stali i wolframu.
Handlowo czysty (99,2%) tytan ma wytrzymałość na rozciąganie około 434 MPa, co jest zgodne z konwencjonalnymi stopami stali niskogatunkowej, ale tytan jest znacznie lżejszy.
Właściwości chemiczne tytanu
Podobnie jak aluminium i magnez, tytan i jego stopy utleniają się natychmiast po wystawieniu na działanie powietrza. Reaguje powoli z wodą i powietrzem w temperaturze otoczenia, ponieważ tworzy pasywną powłokę tlenkową który chroni metal masowy przed dalszym utlenianiem.
Pasywacja atmosferyczna zapewnia tytanowi doskonałą odporność na korozję, prawie równą platynie. Tytan jest w stanie wytrzymać atak rozcieńczonych kwasów siarkowych i chlorowodorowych, roztworów chlorków i większości kwasów organicznych.
Tytan jest jednym z niewielu pierwiastków, które spalają się w czystym azocie, reagując w temperaturze 800°C (1470°F), tworząc azotek tytanu. Ze względu na wysoką reaktywność z tlenem, azotem i niektórymi innymi gazami, włókna tytanowe są stosowane w tytanowych pompach sublimacyjnych jako pochłaniacze tych gazów. Pompy te są niedrogie i niezawodnie wytwarzają ekstremalnie niskie ciśnienie w systemach UHV.
Typowymi minerałami zawierającymi tytan są anataz, brukit, ilmenit, perowskit, rutyl i tytanit (sfen). Z tych minerałów tylko rutyl i ilmenit mają znaczenie gospodarcze, ale nawet te są trudne do znalezienia w wysokich stężeniach.
Tytan znajduje się w meteorytach oraz w Słońcu i gwiazdach typu M o temperaturze powierzchni 3200°C (5790°F).
Znane obecnie metody ekstrakcji tytanu z różnych rud są pracochłonne i kosztowne.
Produkcja i produkcja
Obecnie opracowano i stosuje się około 50 gatunków tytanu i stopów tytanu. Do tej pory rozpoznano 31 klas tytanu metalicznego i stopów, z których klasy 1-4 są handlowo czyste (niestopowe). Różnią się wytrzymałością na rozciąganie w zależności od zawartości tlenu, przy czym stopień 1 jest najbardziej plastyczny (najniższa wytrzymałość na rozciąganie przy 0,18% tlenu), a stopień 4 jest najmniej plastyczny (maksymalna wytrzymałość na rozciąganie przy 0,40% tlenu).
Pozostałe klasy to stopy, z których każda ma określone właściwości:
- Plastikowy;
- siła;
- twardość;
- opór elektryczny;
- specyficzna odporność na korozję i ich kombinacje.
Oprócz tych specyfikacji, stopy tytanu są również produkowane w celu spełnienia wymogów przemysłu lotniczego i kosmicznego wyposażenie wojskowe(SAE-AMS, MIL-T), normy ISO i specyfikacjami specyficznymi dla danego kraju, a także wymaganiami użytkowników końcowych w zastosowaniach lotniczych, wojskowych, medycznych i przemysłowych.
Czysty komercyjnie płaski produkt (blacha, płyta) można łatwo uformować, ale obróbka musi uwzględniać fakt, że metal ma „pamięć” i tendencję do powrotu. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku niektórych stopów o wysokiej wytrzymałości.
Tytan jest często używany do produkcji stopów:
- z aluminium;
- z wanadem;
- z miedzią (do utwardzania);
- z żelazkiem;
- z manganem;
- z molibdenem i innymi metalami.
Obszary użytkowania
Stopy tytanu w postaci blach, płyt, prętów, drutów, odlewów znajdują zastosowanie na rynkach przemysłowych, lotniczych, rekreacyjnych i wschodzących. Sproszkowany tytan jest stosowany w pirotechnice jako źródło jasno palących się cząstek.
Ponieważ stopy tytanu mają wysoki stosunek wytrzymałości na rozciąganie do gęstości, wysoką odporność na korozję, odporność na zmęczenie, wysoką odporność na pękanie i umiarkowaną odporność na wysokie temperatury, są one stosowane w samolotach, zbrojach, statki morskie, statki kosmiczne i rakiety.
Do tych zastosowań tytan jest stapiany z aluminium, cyrkonem, niklem, wanadem i innymi pierwiastkami w celu wytworzenia różnych elementów, w tym krytycznych elementów konstrukcyjnych, ścian przeciwpożarowych, podwozia, rur wydechowych (helikoptery) i układów hydraulicznych. W rzeczywistości około dwie trzecie produkowanego tytanu metalicznego jest wykorzystywane w silnikach i ramach samolotów.
Ponieważ stopy tytanu są odporne na korozję w wodzie morskiej, są używane do produkcji wały napędowe, oprzyrządowania wymienników ciepła itp. Stopy te znajdują zastosowanie w obudowach i elementach urządzeń do obserwacji i monitoringu oceanów dla nauki i wojska.
Specyficzne stopy są stosowane w odwiertach i szybach naftowych oraz w hydrometalurgii niklu ze względu na ich wysoką wytrzymałość. Przemysł celulozowo-papierniczy wykorzystuje tytan w wyposażenie technologiczne narażone na działanie agresywnych mediów, takich jak podchloryn sodu lub mokry gazowy chlor (w wybielaniu). Inne zastosowania obejmują spawanie ultradźwiękowe, lutowanie na fali.
Ponadto stopy te są stosowane w samochodach, zwłaszcza w wyścigach samochodowych i motocyklowych, gdzie istotna jest niska waga, wysoka wytrzymałość i sztywność.
Tytan jest używany w wielu artykułach sportowych: rakietach tenisowych, kijach golfowych, rolkach do lacrosse; kaski do krykieta, hokeja, lacrosse i piłki nożnej, a także ramy i komponenty rowerowe.
Ze względu na swoją trwałość tytan stał się bardziej popularny w designerskiej biżuterii (zwłaszcza tytanowych pierścionkach). Jego bezwładność sprawia, że jest dobrym wyborem dla alergików lub osób, które będą nosić biżuterię w miejscach takich jak baseny. Tytan jest również stapiany ze złotem w celu wytworzenia stopu, który może być sprzedawany jako 24-karatowe złoto, ponieważ 1% stopu Ti nie wystarcza, aby wymagać niższej klasy. Powstały stop ma twardość zbliżoną do 14-karatowego złota i jest mocniejszy niż czyste 24-karatowe złoto.
Środki ostrożności
Tytan jest nietoksyczny nawet w dużych dawkach. W postaci proszku lub opiłków metali stwarza poważne zagrożenie pożarowe, aw przypadku ogrzania na powietrzu stwarza zagrożenie wybuchem.
Właściwości i zastosowania stopów tytanu
Poniżej znajduje się przegląd najczęściej spotykanych stopów tytanu z podziałem na klasy, ich właściwości, zalety i zastosowania przemysłowe.
7 klasa
Klasa 7 jest mechanicznie i fizycznie równoważna czystemu tytanowi klasy 2, z wyjątkiem dodatku pośredniego pierwiastka palladu, co czyni go stopem. Ma doskonałą spawalność i elastyczność, największą odporność na korozję ze wszystkich stopów tego typu.
Klasa 7 jest stosowana w procesach i komponentach chemicznych sprzęt produkcyjny.
Klasa 11
Klasa 11 jest bardzo podobna do klasy 1, z wyjątkiem dodatku palladu w celu poprawy odporności na korozję, co czyni go stopem.
Inny korzystne cechy obejmują optymalną plastyczność, wytrzymałość, udarność i doskonałą spawalność. Stop ten może być stosowany zwłaszcza w zastosowaniach, w których korozja stanowi problem:
- obróbka chemiczna;
- produkcja chloranów;
- odsolenie;
- zastosowania morskie.
Ti 6Al-4V klasa 5
Najczęściej stosowany jest stop Ti 6Al-4V, czyli tytan klasy 5. Odpowiada za 50% całkowitego zużycia tytanu na świecie.
Łatwość użytkowania polega na wielu zaletach. Ti 6Al-4V można poddać obróbce cieplnej w celu zwiększenia jego wytrzymałości. Stop ten ma wysoką wytrzymałość przy niskiej wadze.
Jest to najlepszy stop do użycia w kilku branżach takich jak przemysł lotniczy, medyczny, morski i chemiczny przemysł przetwórczy. Można go użyć do stworzenia:
- turbiny lotnicze;
- elementy silnika;
- elementy konstrukcyjne samolotów;
- łączniki lotnicze;
- wysokowydajne części automatyczne;
- Wyposażenie sportowe.
Ti 6AL-4V ELI klasa 23
Stopień 23 - tytan chirurgiczny. Ti 6AL-4V ELI lub Grade 23 to wersja Ti 6Al-4V o wyższej czystości. Może być wykonany z rolek, splotek, drutów lub drutów płaskich. to najlepszy wybór do wszelkich sytuacji, w których wymagana jest kombinacja wysokiej wytrzymałości, niskiej wagi, dobrej odporności na korozję i wysokiej ciągliwości. Cechuje się doskonałą odpornością na uszkodzenia.
Może być stosowany w zastosowaniach biomedycznych, takich jak elementy wszczepialne, ze względu na swoją biokompatybilność, dobrą wytrzymałość zmęczeniową. Może być również stosowany w zabiegach chirurgicznych do wytwarzania tych konstrukcji:
- szpilki i śruby ortopedyczne;
- zaciski do ligatury;
- zszywki chirurgiczne;
- sprężyny;
- aparaty ortodontyczne;
- naczynia kriogeniczne;
- urządzenia do mocowania kości.
Stopień 12
Tytan klasy 12 ma doskonałą spawalność wysokiej jakości. Jest to stop o wysokiej wytrzymałości, który zapewnia dobrą wytrzymałość w wysokich temperaturach. Tytan klasy 12 ma właściwości podobne do stali nierdzewnych serii 300.
Jego zdolność do formowania się na różne sposoby sprawia, że jest przydatny w wielu zastosowaniach. Wysoka odporność na korozję tego stopu sprawia, że jest on również nieoceniony w produkcji urządzeń. Klasa 12 może być stosowana w następujących branżach:
- wymienniki ciepła;
- zastosowania hydrometalurgiczne;
- produkcja chemiczna w podwyższonej temperaturze;
- komponenty morskie i powietrzne.
Ti5Al-2,5Sn
Ti 5Al-2.5Sn to stop, który może zapewnić dobrą spawalność przy zachowaniu stabilności. Ma również wysoką stabilność temperaturową i wysoką wytrzymałość.
Ti 5Al-2,5Sn stosowany jest głównie w przemyśle lotniczym, a także w instalacjach kriogenicznych.
Tytan - pierwiastek chemiczny grupy IV, 4 okresy układ okresowy Mendelejew, liczba atomowa 22; wytrzymały i lekki srebrno-biały metal. Występuje w następujących modyfikacjach krystalicznych: α-Ti z sześciokątną ciasno upakowaną siatką i β-Ti z sześciennym upakowaniem centrowanym na ciele.
Tytan stał się znany człowiekowi dopiero około 200 lat temu. Historia jego odkrycia związana jest z nazwiskami niemieckiego chemika Klaprotha i angielskiego badacza-amatora MacGregora. W 1825 r. I. Berzelius jako pierwszy wyizolował czysty metaliczny tytan, ale do XX wieku metal ten był uważany za rzadki i dlatego nienadający się do praktycznego zastosowania.
Jednak do naszych czasów ustalono, że tytan zajmuje dziewiąte miejsce pod względem obfitości wśród innych pierwiastków chemicznych i jego ułamek masowy w skorupie ziemskiej wynosi 0,6%. Tytan występuje w wielu minerałach, których zasoby sięgają setek tysięcy ton. Znaczące złoża rud tytanu znajdują się w Rosji, Norwegii, USA, w południowej Afryce oraz w Australii, Brazylii, Indiach, a otwarte piaski zawierające tytan są wygodne do wydobycia.
Tytan jest lekkim i ciągliwym srebrzystobiałym metalem o temperaturze topnienia 1660 ± 20 C, temperaturze wrzenia 3260 C, gęstości dwóch modyfikacji i odpowiednio równej α-Ti - 4,505 (20 C) i β-Ti - 4,32 (900 C) g/cm3. Tytan charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, która utrzymuje się nawet w wysokich temperaturach. Posiada dużą lepkość, która podczas obróbki wymaga nałożenia na narzędzie skrawające specjalnych powłok.
W zwykłych temperaturach powierzchnia tytanu jest pokryta pasywującą warstwą tlenku, która sprawia, że tytan jest odporny na korozję w większości środowisk (z wyjątkiem alkalicznych). Wióry tytanowe są łatwopalne, a pył tytanowy jest wybuchowy.
Tytan nie rozpuszcza się w rozcieńczonych roztworach wielu kwasów i zasad (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego, ortofosforowego i stężonych kwasów siarkowych), ale w obecności czynników kompleksujących łatwo wchodzi w interakcje nawet ze słabymi kwasami.
Po podgrzaniu w powietrzu do temperatury 1200C tytan zapala się, tworząc fazy tlenkowe o zmiennym składzie. Wodorotlenek tytanu wytrąca się z roztworów soli tytanu, których kalcynacja umożliwia otrzymanie dwutlenku tytanu.
Po podgrzaniu tytan oddziałuje również z halogenami. W szczególności otrzymuje się w ten sposób tetrachlorek tytanu. W wyniku redukcji tetrachlorku tytanu glinem, krzemem, wodorem i niektórymi innymi czynnikami redukującymi otrzymuje się trichlorek i dichlorek tytanu. Tytan oddziałuje z bromem i jodem.
W temperaturach powyżej 400C tytan reaguje z azotem, tworząc azotek tytanu. Tytan reaguje również z węglem, tworząc węglik tytanu. Po podgrzaniu tytan pochłania wodór i tworzy się wodorek tytanu, który rozkłada się z uwolnieniem wodoru po ponownym podgrzaniu.
Najczęściej dwutlenek tytanu z niewielką ilością zanieczyszczeń pełni rolę materiału wyjściowego do produkcji tytanu. Może to być zarówno żużel tytanowy uzyskiwany podczas przetwarzania koncentratów ilmenitu, jak i koncentrat rutylowy, który otrzymuje się podczas wzbogacania rud tytanu.
Koncentrat rudy tytanu poddawany jest obróbce pirometalurgicznej lub kwasowi siarkowemu. Produktem obróbki kwasem siarkowym jest sproszkowany dwutlenek tytanu. Podczas stosowania metody pirometalurgicznej ruda jest spiekana z koksem i traktowana chlorem w celu wytworzenia pary tetrachlorku tytanu, który jest następnie redukowany magnezem w temperaturze 85°C.
Powstała „gąbka” tytanowa jest ponownie topiona, stop jest oczyszczany z zanieczyszczeń. Do rafinacji tytanu stosuje się metodę jodkową lub elektrolizę. Wlewki tytanowe uzyskuje się poprzez obróbkę łukową, plazmową lub wiązką elektronów.
Większość produkcji tytanu trafia na potrzeby przemysłu lotniczego i rakietowego, a także przemysłu stoczniowego. Tytan jest stosowany jako dodatek stopowy do stali jakościowych oraz jako odtleniacz.
Wykonuje się z niego różne części urządzeń elektropróżniowych, sprężarek i pomp do pompowania agresywnych mediów, reaktorów chemicznych, zakładów odsalania i wielu innych urządzeń i konstrukcji. Ze względu na bezpieczeństwo biologiczne tytan jest doskonałym materiałem do zastosowań w przemyśle spożywczym i medycznym.
Strona 1
Przewodność cieplna tytanu wynosi -14 0 W/m st., czyli nieco mniej niż przewodność cieplna stali stopowej. Materiał jest dobrze kuty, tłoczony, obrabiany. Produkty tytanowe są spawane elektrodą wolframową w ochronnej atmosferze argonu. Od niedawna tytan jest wykorzystywany do produkcji szerokiej gamy rur, blach, wyrobów walcowanych.
Przewodność cieplna tytanu jest niska - około 13 razy niższa niż aluminium i 4-4 razy niższa niż żelaza.
Przewodność cieplna tytanu jest zbliżona do przewodności cieplnej stali nierdzewnej i wynosi 14 kcal/m C na godzinę. Tytan jest dobrze kuty, stemplowany i obrabiany w zadowalający sposób. W temperaturach powyżej 200 C ma tendencję do pochłaniania gazów. Tytan jest spawany elektrodą wolframową w ochronnej atmosferze argonu.
Przewodność cieplna tytanu i jego stopów jest około 15 razy niższa niż aluminium i 35-5 razy niższa niż stali. Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej tytanu jest również znacznie niższy niż aluminium i stali nierdzewnej.
Przewodność cieplna tytanu wynosi - 14 0 W / (m - K), co jest nieco niższe niż przewodność cieplna stali stopowej. Materiał jest dobrze kuty, tłoczony, obrabiany. Produkty tytanowe są spawane elektrodą wolframową w ochronnej atmosferze argonu. Od niedawna tytan jest wykorzystywany do produkcji szerokiej gamy rur, blach, wyrobów walcowanych.
Współczynnik przewodzenia ciepła tytanu w zakresie temperatur roboczych (20 - 400 C) wynosi 0,057 - 0,055 cal / (cm-s - C), czyli około 3 razy mniej niż przewodność cieplna żelaza, 16 razy mniej niż przewodność cieplna miedzi i zbliżona do przewodności cieplnej stali nierdzewnych gatunku austenitycznego.
Dlatego na przykład przewodność cieplna tytanu jest 8 - 10 razy mniejsza niż przewodność cieplna aluminium.
Uzyskane obliczone wartości przewodności cieplnej fononu tytanu pokrywają się z oszacowaniem tej wartości dokonanym w pracy, gdzie przyjmuje się ją jako równą 3 -: - 5 W/m-st.
Wraz ze stopowaniem, a także ze wzrostem zawartości zanieczyszczeń, przewodność cieplna tytanu z reguły maleje. Po podgrzaniu wzrasta przewodność cieplna stopów, takich jak czysty tytan; już w temperaturze 500 - 600 C zbliża się do przewodności cieplnej niestopowego tytanu.
Moduł sprężystości tytanu jest prawie o połowę mniejszy niż żelaza, jest na tym samym poziomie co moduł stopów miedzi i jest znacznie wyższy niż aluminium. Przewodność cieplna tytanu jest niska: wynosi około 7% przewodności cieplnej aluminium i 165% przewodności cieplnej żelaza. Należy to wziąć pod uwagę podczas podgrzewania metalu do formowania i spawania. Opór elektryczny tytanu jest około 6 razy większy niż żelaza i 20 razy większy niż aluminium.
Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę, że przewodność cieplna tytanu i jego stopów w niskich temperaturach jest bardzo niska. W temperaturze pokojowej przewodność cieplna tytanu wynosi około 3% przewodności cieplnej miedzi i jest kilkakrotnie niższa niż np. stali (przewodność cieplna tytanu wynosi 0,0367 cal/cm s C, a przewodność cieplna przewodność cieplna stali 40 wynosi 0 142 kal. Wraz ze wzrostem temperatury przewodność cieplna stopów tytanu wzrasta i zbliża się do przewodności cieplnej stali. Wpływa to na szybkość nagrzewania stopów tytanu w zależności od temperatury, do której są nagrzewane, jak widać z szybkości nagrzewania i chłodzenia komercyjnie czystego tytanu (stop VT1) o przekroju 150 mm (ryc.
Tytan ma niską przewodność cieplną, która jest 13 razy mniejsza niż przewodność cieplna aluminium i 4 razy mniejsza niż przewodność cieplna żelaza. Wraz ze wzrostem temperatury przewodność cieplna tytanu nieco spada iw temperaturze 700 C wynosi 0,0309 cal/cm s SS.
Tytan ma niską przewodność cieplną, która jest 13 razy mniejsza niż przewodność cieplna aluminium i 4 razy mniejsza niż przewodność cieplna żelaza. Wraz ze wzrostem temperatury przewodność cieplna tytanu nieco spada i przy 700 C wynosi 0,0309 cal / cm s C.
Podczas spawania w celu uzyskania połączenia dobra jakość Wymagana jest niezawodna ochrona przed gazami atmosferycznymi (O2, Nj, H2) metalu złącza spawanego nagrzanego do temperatury powyżej 400 C po obu stronach spoiny. Wzrost ziarna pogarsza niska przewodność cieplna tytanu, która wydłuża czas przebywania metalu spoiny w wysokich temperaturach. Aby przezwyciężyć te trudności, spawanie odbywa się przy możliwie najniższym dopływie ciepła.
Najbardziej znaczące dla gospodarki narodowej były i pozostają stopy i metale, łączące w sobie lekkość i wytrzymałość. Tytan należy do tej kategorii materiałów, a ponadto ma doskonałą odporność na korozję.
Tytan jest metalem przejściowym czwartej grupy czwartego okresu. Masa cząsteczkowa to tylko 22, co wskazuje na lekkość materiału. Jednocześnie substancja wyróżnia się wyjątkową wytrzymałością: spośród wszystkich materiałów konstrukcyjnych to tytan ma najwyższą wytrzymałość właściwą. Kolor jest srebrzystobiały.
Co to jest tytan, poniższy film powie:
Koncepcja i funkcje
Tytan jest dość powszechny - zajmuje 10. miejsce pod względem zawartości w skorupie ziemskiej. Jednak dopiero w 1875 roku wyizolowano prawdziwie czysty metal. Wcześniej substancję otrzymywano z zanieczyszczeniami lub jej związki nazywano metalicznym tytanem. To zamieszanie doprowadziło do tego, że związki metali były używane znacznie wcześniej niż sam metal.
Wynika to ze specyfiki materiału: najbardziej nieistotne zanieczyszczenia znacząco wpływają na właściwości substancji, czasem całkowicie pozbawiając ją jej nieodłącznych właściwości.
Tak więc najmniejsza frakcja innych metali pozbawia tytan żaroodporności, co jest jedną z jego cennych właściwości. A mały dodatek niemetalu zmienia trwały materiał w kruchy i nieprzydatny do użytku.
Ta cecha natychmiast podzieliła powstały metal na 2 grupy: techniczną i czystą.
- Pierwszy są stosowane w przypadkach, w których wytrzymałość, lekkość i odporność na korozję są najbardziej potrzebne, ponieważ tytan nigdy nie traci ostatniej jakości.
- Materiał o wysokiej czystości stosowany tam, gdzie potrzebny jest materiał, który pracuje przy bardzo dużych obciążeniach i wysokich temperaturach, a jednocześnie jest lekki. To oczywiście nauka o samolotach i rakietach.
Drugą szczególną cechą materii jest anizotropia. Trochę cechy fizyczne zmieniają się w zależności od przyłożenia sił, które należy wziąć pod uwagę przy ich stosowaniu.
W normalnych warunkach metal jest obojętny, nie koroduje ani w wodzie morskiej, ani w powietrzu morskim czy miejskim. Ponadto jest najbardziej obojętną biologicznie substancją, dzięki której tytanowe protezy i implanty są szeroko stosowane w medycynie.
Jednocześnie wraz ze wzrostem temperatury zaczyna reagować z tlenem, azotem, a nawet wodorem i pochłania gazy w postaci ciekłej. Ta nieprzyjemna cecha bardzo utrudnia zarówno uzyskanie samego metalu, jak i wytwarzanie na jego bazie stopów.
To ostatnie jest możliwe tylko przy użyciu sprzętu próżniowego. Najbardziej złożony proces produkcyjny sprawił, że dość powszechny element stał się bardzo kosztowny.
Łączenie z innymi metalami
Tytan zajmuje pozycję pośrednią między dwoma pozostałymi dobrze znanymi materiałami konstrukcyjnymi - aluminium i żelazem, a raczej stopami żelaza. Pod wieloma względami metal przewyższa swoich „konkurentów”:
- wytrzymałość mechaniczna tytanu jest 2 razy większa niż żelaza i 6 razy większa niż aluminium. W tym przypadku wytrzymałość wzrasta wraz ze spadkiem temperatury;
- odporność na korozję jest znacznie wyższa niż w przypadku żelaza, a nawet aluminium;
- W normalnych temperaturach tytan jest obojętny. Jednak gdy podniesie się do 250 C zaczyna absorbować wodór, co wpływa na właściwości. Pod względem aktywności chemicznej jest gorszy od magnezu, ale niestety przewyższa żelazo i aluminium;
- metal przewodzi elektryczność znacznie słabiej: jego rezystywność elektryczna jest 5 razy większa niż żelaza, 20 razy wyższa niż aluminium i 10 razy wyższa niż magnezu;
- przewodność cieplna jest również znacznie niższa: 3 razy mniejsza niż żelazo 1 i 12 razy mniejsza niż aluminium. Jednak ta właściwość skutkuje bardzo niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej.
Plusy i minusy
W rzeczywistości tytan ma wiele wad. Ale połączenie wytrzymałości i lekkości jest tak pożądane, że ani złożona metoda produkcji, ani potrzeba wyjątkowej czystości nie powstrzymują konsumentów metali.
Do niewątpliwych zalet substancji należą:
- niska gęstość, co oznacza bardzo małą wagę;
- wyjątkową wytrzymałość mechaniczną zarówno samego tytanu, jak i jego stopów. Wraz ze wzrostem temperatury stopy tytanu przewyższają wszystkie stopy aluminium i magnezu;
- stosunek wytrzymałości do gęstości i wytrzymałości właściwej sięga 30–35, czyli prawie 2 razy więcej niż w przypadku najlepszych stali konstrukcyjnych;
- w powietrzu tytan jest pokryty cienką warstwą tlenku, co zapewnia doskonałą odporność na korozję.
Metal ma również swoje wady:
- Odporność na korozję i obojętność dotyczy tylko nieaktywnych produktów powierzchniowych. Pył lub wióry tytanu, na przykład, spontanicznie zapalają się i palą w temperaturze 400 C;
- bardzo złożona metoda otrzymywania tytanu metalicznego wiąże się z bardzo wysokimi kosztami. Materiał jest znacznie droższy niż żelazo lub;
- zdolność pochłaniania gazów atmosferycznych wraz ze wzrostem temperatury wymaga stosowania urządzeń próżniowych do topienia i otrzymywania stopów, co również znacznie zwiększa koszt;
- tytan ma słabe właściwości przeciwcierne - nie działa na tarcie;
- metal i jego stopy są podatne na korozję wodorową, której trudno jest zapobiec;
- tytan jest trudny w obróbce. Spawanie jest również trudne ze względu na przemianę fazową podczas ogrzewania.
Blacha tytanowa (zdjęcie)
Właściwości i cechy
Silnie zależny od czystości. Dane referencyjne opisują oczywiście czysty metal, ale właściwości technicznego tytanu mogą się znacznie różnić.
- Gęstość metalu zmniejsza się po podgrzaniu z 4,41 do 4,25 g/cm3. przejście fazowe zmienia gęstość tylko o 0,15%.
- Temperatura topnienia metalu wynosi 1668 C. Temperatura wrzenia wynosi 3227 C. Tytan jest substancją ogniotrwałą.
- Średnio wytrzymałość na rozciąganie wynosi 300–450 MPa, jednak wartość tę można zwiększyć do 2000 MPa, stosując hartowanie i starzenie, a także wprowadzając dodatkowe elementy.
- W skali HB twardość wynosi 103 i nie jest to granica.
- Pojemność cieplna tytanu jest niewielka - 0,523 kJ/(kg·K).
- Specyficzny opór elektryczny - 42,1 · 10 -6 omów cm.
- Tytan jest paramagnesem. Wraz ze spadkiem temperatury maleje jego podatność magnetyczna.
- Metal jako całość charakteryzuje się ciągliwością i plastycznością. Jednak na te właściwości duży wpływ ma tlen i azot w stopie. Oba elementy sprawiają, że materiał jest kruchy.
Substancja jest odporna na wiele kwasów, w tym azotowy, siarkowy w niskich stężeniach oraz prawie wszystkie kwasy organiczne oprócz mrówkowego. Ta jakość gwarantuje, że tytan jest poszukiwany w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, przemysł papierniczy i tak dalej.
Struktura i skład
Tytan - choć jest metalem przejściowym, a jego oporność elektryczna jest niewielka, to jednak jest metalem i przewodzi prąd elektryczny, co oznacza uporządkowaną strukturę. Po podgrzaniu do określonej temperatury struktura zmienia się:
- do 883 C faza α jest stabilna przy gęstości 4,55 g / cu. patrz Wyróżnia się gęstą sześciokątną siatką. Tlen rozpuszcza się w tej fazie z tworzeniem roztworów śródmiąższowych i stabilizuje modyfikację α - przesuwa granicę temperatury;
- powyżej 883 C faza β z sześcienną siecią centrowaną na ciele jest stabilna. Jego gęstość jest nieco mniejsza - 4,22 g / cu. patrz Wodór stabilizuje tę strukturę - po rozpuszczeniu w tytanie powstają również roztwory śródmiąższowe i wodorki.
Cecha ta bardzo utrudnia pracę metalurga. Rozpuszczalność wodoru gwałtownie spada, gdy tytan jest schładzany, a wodorek, faza γ, wytrąca się w stopie.
Powoduje zimne pęknięcia podczas spawania, więc producenci muszą pracować bardzo ciężko po stopieniu metalu, aby oczyścić go z wodoru.
O tym, gdzie można znaleźć i jak zrobić tytan, powiemy poniżej.
Ten film jest poświęcony opisowi tytanu jako metalu:
Produkcja i wydobycie
Tytan jest bardzo powszechny, więc w przypadku rud zawierających metal iw dość dużych ilościach nie ma trudności. Surowcami są rutyl, anataz i brookit - dwutlenek tytanu w różnych modyfikacjach, ilmenit, pirofanit - związki z żelazem i tak dalej.
Jest to jednak skomplikowane i wymaga drogiego sprzętu. Metody pozyskiwania są nieco inne, ponieważ skład rudy jest inny. Na przykład schemat pozyskiwania metalu z rud ilmenitu wygląda następująco:
- uzyskiwanie żużla tytanowego – skała ładowana jest do elektrycznego pieca łukowego wraz z reduktorem – antracytem, węgiel drzewny i podgrzany do 1650 C. W tym samym czasie oddziela się żelazo, z którego otrzymuje się w żużlu żeliwo i dwutlenek tytanu;
- żużel jest chlorowany w chloratorach kopalnianych lub solnych. Istotą procesu jest przekształcenie stałego dwutlenku w gazowy tetrachlorek tytanu;
- w piecach oporowych w specjalnych kolbach metal jest redukowany sodem lub magnezem z chlorku. W rezultacie uzyskuje się prostą masę - gąbkę tytanową. Jest to techniczny tytan, który nadaje się na przykład do produkcji sprzętu chemicznego;
- jeśli potrzebny jest metal czystszy, uciekają się do rafinacji - podczas gdy metal reaguje z jodem w celu uzyskania gazowego jodku, a ten pod wpływem temperatury - 1300-1400 C i prądu elektrycznego rozkłada się, uwalniając czysty tytan. Prąd elektryczny dostarczany jest przez rozciągnięty w retorcie tytanowy drut, na który osadza się czysta substancja.
Aby uzyskać wlewki tytanowe, gąbka tytanowa jest topiona w piecu próżniowym, aby zapobiec rozpuszczaniu się wodoru i azotu.
Cena tytanu za 1 kg jest bardzo wysoka: w zależności od stopnia czystości metal kosztuje od 25 do 40 dolarów za 1 kg. Z drugiej strony obudowa aparatu ze stali nierdzewnej kwasoodpornej będzie kosztować 150 rubli. i potrwa nie dłużej niż 6 miesięcy. Tytan będzie kosztował około 600 rubli, ale działa przez 10 lat. W Rosji istnieje wiele zakładów produkujących tytan.
Obszary użytkowania
Wpływ stopnia oczyszczenia na właściwości fizyko-mechaniczne każe spojrzeć na to z tego punktu widzenia. Tak więc techniczny, czyli nie najczystszy metal, ma doskonałą odporność na korozję, lekkość i wytrzymałość, co decyduje o jego zastosowaniu:
- przemysł chemiczny– wymienniki ciepła, rury, obudowy, części pomp, armatura itp. Materiał jest niezastąpiony w miejscach, gdzie wymagana jest kwasoodporność i wytrzymałość;
- branża transportowa- substancja jest wykorzystywana do produkcji pojazdów pociągi do rowerów. W pierwszym przypadku metal zapewnia mniejszą masę związków, co sprawia, że trakcja jest wydajniejsza, w drugim daje lekkość i wytrzymałość, nie bez powodu tytanowa rama rowerowa jest uważana za najlepszą;
- sprawy marynarki wojennej- tytan jest używany do produkcji wymienników ciepła, tłumików wydechu do łodzi podwodnych, zaworów, śmigieł itp.;
- w budowa szeroko stosowany - tytan - doskonały materiał do wykańczania elewacji i dachów. Wraz z wytrzymałością stop zapewnia jeszcze jedną ważną dla architektury zaletę – możliwość nadawania produktom najdziwniejszych konfiguracji, możliwość kształtowania stopu jest nieograniczona.
Czysty metal jest również bardzo odporny na wysokie temperatury i zachowuje swoją wytrzymałość. Aplikacja jest oczywista:
- przemysł rakietowy i lotniczy - wykonuje się z niego poszycia. Części silnika, elementy złączne, części podwozia i tak dalej;
- medycyna - obojętność biologiczna i lekkość sprawiają, że tytan jest znacznie bardziej obiecującym materiałem na protetykę, aż po zastawki serca;
- technologia kriogeniczna - tytan jest jedną z nielicznych substancji, które przy spadku temperatury tylko stają się mocniejsze i nie tracą plastyczności.
Tytan jest materiałem konstrukcyjnym o najwyższej wytrzymałości przy takiej lekkości i plastyczności. Te wyjątkowe cechy dostarczają mu coraz więcej ważna rola w gospodarce narodowej.
Poniższy film powie ci, gdzie zdobyć tytan na nóż:
Tytan(łac. tytan), ti, pierwiastek chemiczny IV grupy układu okresowego Mendelejewa; liczba atomowa 22, masa atomowa 47,90; ma srebrzystobiały kolor metale lekkie. Natural T. składa się z mieszaniny pięciu stabilnych izotopów: 46 ti (7,95%), 47 ti (7,75%), 48 ti (73,45%), 49 ti (5,51%), 50 ti (5,34%). Znane są sztuczne izotopy promieniotwórcze 45 ti (ti 1/2 = 3,09 h, 51 ti (ti 1/2 = 5,79 min) itd.
Odniesienie do historii. T. w postaci dwutlenku został odkryty przez angielskiego mineraloga-amatora W. Gregora w 1791 r. w magnetycznych piaskach żelazistych miasta Menakan (Anglia); w 1795 r. niemiecki chemik M. G. Klaproth ustalił, że minerał rutyl jest naturalnym tlenkiem tego samego metalu, który nazwał „tytanem” [w mitologii greckiej tytani to dzieci Urana (Nieba) i Gai (Ziemi)]. Przez długi czas nie było możliwe wyizolowanie T. w czystej postaci; Dopiero w 1910 roku amerykański naukowiec M. A. Hunter uzyskał metaliczny sód, ogrzewając jego chlorek z sodem w zapieczętowanej stalowej bombie. uzyskany przez niego metal był plastyczny tylko w podwyższonej temperaturze, a kruchy w temperaturze pokojowej ze względu na dużą zawartość zanieczyszczeń. Możliwość zbadania właściwości czystego tytanu pojawiła się dopiero w 1925 roku, kiedy holenderscy naukowcy A. Van Arkel i J. de Boer uzyskali metaloplastik o wysokiej czystości w niskich temperaturach przez termiczną dysocjację jodku tytanu.
dystrybucja w przyrodzie. T. jest jednym z pierwiastków pospolitych, jego średnia zawartość w skorupie ziemskiej (clarke) wynosi 0,57% wag. (wśród metali konstrukcyjnych zajmuje czwarte miejsce pod względem liczebności, za żelazem, aluminium i magnezem). Przede wszystkim T. w skałach podstawowych tzw. „skorupy bazaltowej” (0,9%), mniej w skałach „skorupy granitowej” (0,23%), a jeszcze mniej w skałach ultrazasadowych (0,03%) itp. . skały Minerały wzbogacone w T. obejmują pegmatyty skał zasadowych, alkalicznych, sjenity i związane z nimi pegmatyty.Znanych jest 67 minerałów T., głównie pochodzenia magmowego; najważniejsze to rutyl i ilmenit.
W biosferze T. jest przeważnie rozproszony. W wodzie morskiej zawiera 1 10 -7%; T. jest słabym migrantem.
właściwości fizyczne. T. istnieje w postaci dwóch modyfikacji alotropowych: poniżej temperatury 882,5 ° C forma a z sześciokątną gęsto upakowaną siecią jest stabilna ( a= 2,951 å, Z= 4,679 å), a powyżej tej temperatury - forma b z sześcienną siatką centrowaną na ciele = 3,269 GBP Zanieczyszczenia i domieszki mogą znacząco zmienić temperaturę przemiany a/b.
Gęstość w formie a w temp. 20°C 4,505 g/cm 3a w 870°C 4,35 g/cm 3 formy b w temperaturze 900 °C 4,32 g/cm 3; promień atomowy ti 1,46 å, promień jonowy ti + 0,94 å, ti 2+ 0,78 å, ti 3+ 0,69 å, ti 4+ 0,64 å , t pl 1668±5°С, t kip 3227 °C; przewodność cieplna w zakresie 20-25 °С 22,065 wtorek/(m? DO) ; współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej przy 20 °C 8,5? 10 -6, w zakresie 20-700 ° C 9,7? 10-6; pojemność cieplna 0,523 kJ/(kg? DO) ; oporność elektryczna 42,1? 10-6 om? cm w 20°C; współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego 0,0035 przy 20 °C; ma nadprzewodnictwo poniżej 0,38 ± 0,01 K. T. paramagnetyczny, specyficzną podatność magnetyczną (3,2 ± 0,4)? 10 -6 w 20°C. Wytrzymałość na rozciąganie 256 Mn/m 2 (25,6 kgf/mm 2) , wydłużenie 72%, twardość Brinella poniżej 1000 Mn/m 2 (100 kgf/mm 2) . Moduł sprężystości normalnej 108000 Mn/m 2 (10800 kgf/mm 2) . Metal wysoki stopień czystość odkuwek w temperaturze normalnej.
Stosowany w przemyśle gatunek techniczny zawiera domieszki tlenu, azotu, żelaza, krzemu i węgla, które zwiększają jego wytrzymałość, zmniejszają ciągliwość oraz wpływają na temperaturę przemiany polimorficznej, która zachodzi w zakresie 865-920°C. W przypadku klas technicznych VT1-00 i VT1-0 gęstość wynosi około 4,32 g/cm 3 , wytrzymałość na rozciąganie 300-550 Mn/m 2 (30-55 kgf/mm 2) , wydłużenie nie mniejsze niż 25%, twardość Brinella 1150-1650 Mn/m 2 (115-165 kgf/mm 2) . Konfiguracja zewnętrznej powłoki elektronowej atomu ti 3 d 2 4 s 2 .
Właściwości chemiczne . Czysta T. - reaktywna element przejściowy, w związkach ma stopnie utlenienia +4, rzadziej +3 i +2. W zwykłych temperaturach i do 500-550 ° C jest odporny na korozję, co tłumaczy się obecnością cienkiej, ale mocnej warstwy tlenku na jego powierzchni.
Znacząco oddziałuje z tlenem atmosferycznym w temperaturach powyżej 600 ° C z tworzeniem tio 2 . Cienkie wióry tytanowe o niewystarczającym smarowaniu mogą zapalić się podczas obróbki. Przy wystarczającym stężeniu tlenu w środowisko i uszkodzenia warstwy tlenku przez uderzenie lub tarcie, możliwe jest zapalenie metalu w temperaturze pokojowej i na stosunkowo duże kawałki.
Warstwa tlenkowa nie chroni termometru w stanie ciekłym przed dalszym oddziaływaniem tlenu (w przeciwieństwie do np. aluminium), dlatego jego topienie i spawanie musi odbywać się w próżni, w atmosferze gazu obojętnego lub w warunkach strumień. T. ma zdolność pochłaniania gazów atmosferycznych i wodoru, tworząc kruche stopy nieprzydatne do praktycznego zastosowania; w obecności aktywowanej powierzchni absorpcja wodoru zachodzi nawet w temperaturze pokojowej z małą szybkością, która znacznie wzrasta w temperaturze 400 ° C i wyższej. Rozpuszczalność wodoru w T. jest odwracalna, a gaz ten można prawie całkowicie usunąć przez wyżarzanie próżniowe. Azot reaguje z azotem w temperaturze powyżej 700°C tworząc azotki typu cyny; w postaci drobnego proszku lub drutu T. może palić się w atmosferze azotu. Szybkość dyfuzji azotu i tlenu w T. jest znacznie mniejsza niż w przypadku wodoru. Warstwa powstała w wyniku interakcji z tymi gazami charakteryzuje się zwiększoną twardością i kruchością i musi być usunięta z powierzchni wyrobów tytanowych poprzez trawienie lub obróbkę skrawaniem. T. silnie oddziałuje z suchymi halogenami , w stosunku do mokrych halogenów jest stabilny, ponieważ wilgoć pełni rolę inhibitora.
Metal jest stabilny w kwasie azotowym o każdym stężeniu (z wyjątkiem czerwonego dymiącego kwasu, który powoduje korozyjne pękanie kwasu, a reakcja czasami zachodzi z wybuchem), w słabych roztworach kwasu siarkowego (do 5% wag. ). Kwasy solny, fluorowodorowy, stężony siarkowy, a także gorące kwasy organiczne: kwas szczawiowy, mrówkowy i trichlorooctowy reagują z T.
T. jest odporny na korozję w powietrzu atmosferycznym, wodzie morskiej i atmosferze morskiej, w wilgotnym chlorze, wodzie z chlorem, gorących i zimnych roztworach chlorków, w różnych rozwiązaniach technologicznych i odczynnikach stosowanych w przemyśle chemicznym, naftowym, papierniczym i innych, a także jak w hydrometalurgii. T. tworzy metalopodobne związki z C, B, se i si, które wyróżniają się ogniotrwałością i dużą twardością. węglik spiekany ( t pl 3140 °C) otrzymuje się przez ogrzewanie mieszaniny tio2 z sadzą w temperaturze 1900-2000 °C w atmosferze wodoru; azotek cyny ( t pl 2950°C) - przez ogrzewanie proszku T. w azocie w temperaturze powyżej 700°C. Znane są krzemki tisi 2 , ti 5 si 3 , tisi i borki tib, ti 2 b 5 , tib 2 . W temperaturze od 400 do 600°C T. absorbuje wodór, tworząc roztwory stałe i wodorki (tih, tih 2). Kiedy tio 2 jest skondensowane z alkaliami, powstają sole tytanu z meta- i ortotytanianami (na przykład na 2 tio 3 i na 4 tio 4), a także politytaniany (na przykład na 2 ti 2 o 5 i na 2 ti 3 lub 7). Tytaniany obejmują najważniejsze minerały tężca, takie jak ilmenit fetio 3 i perowskit catio 3 . Wszystkie tytaniany są słabo rozpuszczalne w wodzie. Dwutlenek tytanu, kwasy tytanowe (wytrącają się) i tytaniany rozpuszczają się w kwasie siarkowym, tworząc roztwory zawierające tioso-4-siarczan tytanylu. Po rozcieńczeniu i podgrzaniu roztworów h 2 tio 3 wytrąca się w wyniku hydrolizy, z której otrzymuje się dwutlenek T. Gdy nadtlenek wodoru dodaje się do kwaśnych roztworów zawierających związki ti (iv), kwasy nadtlenkowe (superttanowe) o składzie h powstają 4 tio 5 i h 4 tio 8 i ich odpowiednie sole; związki te są zabarwione na żółto lub pomarańczowo-czerwono (w zależności od stężenia T.), co służy do analitycznego oznaczania T.
Paragon fiskalny. Najpowszechniejszą metodą otrzymywania rtęci metalicznej jest metoda magnezowo-termiczna, czyli redukcja tetrachlorku sodu metalicznym magnezem (rzadziej sodem):
ticl 4 + 2mg = ti + 2mgcl 2 .
W obu przypadkach jako surowiec wyjściowy służą rudy tlenkowe tytanu – rutylu, ilmenitu itp. W przypadku rud typu ilmenitu tytan jest oddzielany od żelaza w postaci żużla poprzez wytapianie w piecach elektrycznych. Żużel (podobnie jak rutyl) poddawany jest chlorowaniu w obecności węgla z wytworzeniem tetrachlorku T., który po oczyszczeniu trafia do reaktora redukcyjnego z atmosferą obojętną.
W procesie tym stal otrzymuje się w postaci gąbczastej i po zmieleniu przetapia się ją w próżniowych piecach łukowych na wlewki z dodatkiem dodatków stopowych, jeśli jest to wymagane do uzyskania stopu. Magnezowa metoda termiczna pozwala na tworzenie dużych produkcja przemysłowa T. o zamkniętym cyklu technologicznym, gdyż powstający podczas redukcji produkt uboczny – chlorek magnezu kierowany jest do elektrolizy w celu uzyskania magnezu i chloru.
W wielu przypadkach korzystne jest wykorzystanie metod metalurgii proszków do wytwarzania wyrobów z tytanu i jego stopów. Aby uzyskać szczególnie drobne proszki (na przykład dla radioelektroniki), można zastosować redukcję dwutlenku tytanu wodorkiem wapnia.
Światowa produkcja metalu t. rozwijała się bardzo szybko: około 2 t w 1948, 2100 t w 1953 r. 20 tys t w 1957; w 1975 roku przekroczyła 50 tys t.
Aplikacja . Główne zalety T. w porównaniu z innymi metalami konstrukcyjnymi to połączenie lekkości, wytrzymałości i odporności na korozję. Stopy tytanu pod względem wytrzymałości bezwzględnej, a tym bardziej wytrzymałości właściwej (tj. wytrzymałości związanej z gęstością) przewyższają większość stopów na bazie innych metali (na przykład żelaza lub niklu) w temperaturach od -250 do 550 ° C i są porównywalne w korozji ze stopami metali szlachetnych . Jednak T. zaczął być używany jako niezależny materiał konstrukcyjny dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku. XX wiek ze względu na duże trudności techniczne jego wydobycia z rud i przeróbki (dlatego warunkowo odesłano T rzadkie metale ) . Główna część technologii jest wydawana na potrzeby lotnictwa i techniki rakietowej oraz przemysłu stoczniowego. . Stopy żelazowo-tytanowe z żelazem, zwane ferrotytanem (20-50% żelaza), służą jako dodatek stopowy i odtleniacz w metalurgii stali wysokogatunkowych i stopów specjalnych.
Technologia techniczna jest wykorzystywana do produkcji zbiorników, reaktorów chemicznych, rurociągów, armatury, pomp i innych produktów pracujących w agresywnych środowiskach, takich jak inżynieria chemiczna. W hydrometalurgii metali nieżelaznych stosuje się sprzęt od T. Służy do pokrywania wyrobów stalowych. . Wykorzystanie termodynamiki w wielu przypadkach daje duży efekt techniczny i ekonomiczny, nie tylko ze względu na zwiększenie żywotności urządzeń, ale także ze względu na możliwość intensyfikacji procesów (jak np. w hydrometalurgii niklu). Biologiczna nieszkodliwość T. sprawia, że jest to doskonały materiał do produkcji sprzętu dla przemysłu spożywczego oraz w chirurgii rekonstrukcyjnej. W warunkach głębokiego chłodu wytrzymałość T. wzrasta przy zachowaniu dobrej plastyczności, co umożliwia wykorzystanie go jako materiału konstrukcyjnego w technologii kriogenicznej. T. dobrze nadaje się do polerowania, kolorowego anodowania i innych metod wykańczania powierzchni, dzięki czemu jest używany do wykonywania różnych wyrobów artystycznych, w tym rzeźby monumentalnej. Przykładem jest pomnik w Moskwie, wzniesiony na cześć wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity Ziemi. Spośród związków tytanu praktyczne znaczenie mają tlenki tytanu, halogenki tytanu, a także krzemki tytanu, które są stosowane w technice wysokotemperaturowej; T. borki i ich stopy, które są stosowane jako moderatory w elektrowniach jądrowych ze względu na ich trudnotopliwość i duży przekrój poprzeczny wychwytu neutronów. Częścią narzędzia jest węglik T., który ma wysoką twardość stopy twarde stosowany do produkcji narzędzi skrawających oraz jako materiał ścierny.
Podstawą jest dwutlenek tytanu i tytanian baru ceramika tytanowa, a tytanian baru jest najważniejszy ferroelektryczny.
SG Głazunow.
Tytan w organizmie. T. jest stale obecny w tkankach roślin i zwierząt. W roślinach lądowych jego stężenie wynosi około 10 -4% , w marynarce - od 1,2? 10 -3 do 8? 10 -2% , w tkankach zwierząt lądowych - mniej niż 2? 10 -4% , morski - od 2? 10 -4 do 2? 10 -2%. Gromadzi się u kręgowców głównie w formacjach rogowych, śledzionie, nadnerczach, tarczycy, łożysku; słabo wchłaniany z przewodu pokarmowego. U ludzi dzienne spożycie T. z pożywieniem i wodą wynosi 0,85 mg; wydalane z moczem i kałem (0,33 i 0,52 mg odpowiednio). Stosunkowo niska toksyczność.
Oświetlony.: Glazunov S. G., Moiseev V. N., Strukturalne stopy tytanu, M., 1974; Metalurgia tytanu, M., 1968; Goroshchenko Ya.G., Chemia tytanu, [rozdz. 1-2], K., 1970-72; zwicker u., titan und titanlegierungen, ur., 1974; Bowen h. i. m., pierwiastki śladowe w biochemii, l.- n. r., 1966.
