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 mifologiyasidan 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 - bu kimyoviy element ramzi Ti va atom raqami 22. Bu kumush rangli, past zichlik va yuqori quvvatga ega bo'lgan yorqin 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. O'zining qotishmagan holatida bu metall ba'zi po'latlar kabi kuchli, ammo kamroq zichlikka ega.
Metallning fizik xossalari
bu bardoshli 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 foydali qiladi o'tga chidamli metall. 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 sof (99,2%) titanning kuchlanish kuchi taxminan 434 MPa ni tashkil qiladi, 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.
Keng tarqalgan titanli minerallar anataza, brukit, ilmenit, perovskit, rutil va titanit (sfen). Ushbu minerallardan faqat rutil va ilmenit mavjud iqtisodiy ahamiyati, lekin hatto ularni yuqori konsentratsiyalarda 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-daraja 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, shuningdek, aerokosmik, harbiy, tibbiy va sanoat ilovalari uchun oxirgi foydalanuvchi talablari.
Tijorat jihatdan sof yassi mahsulot (varaq, 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 xil tarkibiy qismlarni ishlab chiqaradi. Aslida, ishlab chiqarilgan titan metallining uchdan ikki qismi samolyot dvigatellari va ramkalarida ishlatiladi.
Titan qotishmalari dengiz suvi korroziyasiga chidamli bo'lgani uchun ular ishlab chiqarish uchun ishlatiladi pervanel vallari, issiqlik almashtirgich asboblari va boshqalar. Ushbu qotishmalar fan va harbiylar uchun okeanni kuzatish va kuzatish qurilmalarining holatlari va qismlarida qo'llaniladi.
Maxsus qotishmalar quduqda va neft quduqlarida va nikel gidrometallurgiyasida yuqori mustahkamligi uchun qo'llaniladi. Sellyuloza va qog'oz sanoati titandan foydalanadi texnologik uskunalar natriy gipoxlorit yoki nam xlor gazi (oqartirishda) kabi agressiv muhitga ta'sir qilish. 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, titaniumli 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 talab qilish 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 payvandlash va elastiklikka ega, bu turdagi barcha qotishmalarning eng korroziyaga chidamliligi.
7-sinf kimyoviy jarayonlar va komponentlarda qo'llaniladi ishlab chiqarish uskunalari.
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 umumiy 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, tibbiy, dengiz va kimyoviy kabi qayta ishlash sanoati. U yaratish uchun ishlatilishi mumkin:
- aviatsiya turbinalari;
- dvigatel komponentlari;
- samolyot konstruktiv elementlari;
- aerokosmik mahkamlagichlar;
- yuqori samarali avtomatik qismlar;
- sport jihozlari.
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 eng yaxshi tanlov yuqori quvvat, past og'irlik, yaxshi korroziyaga chidamlilik va yuqori qattiqlik kombinatsiyasi talab qilinadigan har qanday vaziyat uchun. 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;
- gidrometallurgiyada qo'llanilishi;
- 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.
Titan - Mendeleyev davriy tizimining 4-davrining IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 22; bardoshli va engil kumush-oq metall. U quyidagi kristall modifikatsiyalarda mavjud: olti burchakli yaqin qadoqlangan panjarali a-Ti va kubik tana markazli o'ramli b-Ti.
Titan insonga atigi 200 yil oldin ma'lum bo'lgan. Uning kashf etilishi tarixi nemis kimyogari Klaprot va ingliz havaskor tadqiqotchisi MakGregor nomlari bilan bog'liq. 1825 yilda I. Berzelius birinchi bo'lib sof metall titanni ajratib oldi, ammo 20-asrga qadar bu metall noyob va shuning uchun amaliy foydalanish uchun yaroqsiz deb hisoblangan.
Biroq, bizning davrimizga kelib, titan boshqa kimyoviy elementlar orasida ko'pligi bo'yicha to'qqizinchi o'rinda ekanligi aniqlandi va uning massa ulushi yer qobig'ida 0,6% ni tashkil qiladi. Titan ko'plab minerallarda mavjud bo'lib, ularning zaxiralari yuz minglab tonnalarni tashkil qiladi. Titan rudalarining muhim konlari Rossiya, Norvegiya, AQSh, Afrikaning janubida va Avstraliya, Braziliya, Hindistonda titan o'z ichiga olgan qumlarning ochiq joylari qazib olish uchun qulaydir.
Titan engil va egiluvchan kumush-oq metall bo'lib, erish nuqtasi 1660 ± 20 C, qaynash nuqtasi 3260 S, ikki modifikatsiyaning zichligi va mos ravishda a-Ti - 4,505 (20 C) va b-Ti - 4,32 (900 C) ga teng. g/sm3. Titan yuqori mexanik kuch bilan ajralib turadi, bu hatto yuqori haroratlarda ham saqlanadi. U yuqori viskoziteye ega, uni qayta ishlash jarayonida kesish asbobiga maxsus qoplamalarni qo'llashni talab qiladi.
Oddiy haroratlarda titan yuzasi passivlashtiruvchi oksidli plyonka bilan qoplangan, bu ko'p muhitda titanni korroziyaga chidamli qiladi (ishqoriydan tashqari). Titan chiplari yonuvchan, titanium chang esa portlovchi hisoblanadi.
Titan ko'plab kislotalar va ishqorlarning suyultirilgan eritmalarida erimaydi (hidroftorik, ortofosforik va konsentrlangan sulfat kislotalardan tashqari), lekin kompleks hosil qiluvchi moddalar ishtirokida u kuchsiz kislotalar bilan ham oson ta'sir qiladi.
Havoda 1200C haroratgacha qizdirilganda titan yonib, o'zgaruvchan tarkibli oksid fazalarini hosil qiladi. Titan gidroksidi titanium tuzlari eritmalaridan cho'kadi, uning kaltsiylanishi titan dioksidini olish imkonini beradi.
Qizdirilganda titan galogenlar bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Xususan, titan tetraklorid shu tarzda olinadi. Titan tetrakloridni alyuminiy, kremniy, vodorod va ba'zi boshqa qaytaruvchi moddalar bilan qaytarilishi natijasida titanium trixlorid va dixlorid olinadi. Titan brom va yod bilan o'zaro ta'sir qiladi.
400C dan yuqori haroratlarda titan azot bilan reaksiyaga kirishib, titanium nitridi hosil qiladi. Titan, shuningdek, titanium karbid hosil qilish uchun uglerod bilan reaksiyaga kirishadi. Qizdirilganda titan vodorodni o'ziga singdiradi va yana qizdirilganda vodorod ajralib chiqishi bilan parchalanadigan titan gidrid hosil bo'ladi.
Ko'pincha, oz miqdordagi aralashmalar bo'lgan titan dioksidi titan ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material bo'lib xizmat qiladi. Bu ham ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan titan shlaklari, ham titan rudalarini boyitish jarayonida olinadigan rutil kontsentrati bo'lishi mumkin.
Titan rudasi konsentrati pirometallurgik yoki sulfat kislota bilan qayta ishlanadi. Sulfat kislota bilan ishlov berish mahsuloti titan dioksidi kukunidir. Pirometallurgiya usulidan foydalanganda ruda koks bilan sinterlanadi va xlor bilan ishlov berib, titan tetraklorid bug'ini hosil qiladi, so'ngra 850C da magniy bilan qaytariladi.
Olingan titanium "shimgich" qayta eritiladi, eritma aralashmalardan tozalanadi. Titanni tozalash uchun yodid usuli yoki elektroliz ishlatiladi. Titan ingotlari yoy, plazma yoki elektron nurlarini qayta ishlash orqali olinadi.
Titan ishlab chiqarishning ko'p qismi aviatsiya va raketa sanoati, shuningdek, dengiz kemasozlik ehtiyojlari uchun ketadi. Titan sifatli po'latlarga qotishma qo'shimchasi va deoksidlovchi sifatida ishlatiladi.
Undan elektrovakuum qurilmalarining turli qismlari, kompressorlar va agressiv muhitlarni pompalash uchun nasoslar, kimyoviy reaktorlar, tuzsizlantirish zavodlari va boshqa ko'plab uskunalar va inshootlar ishlab chiqariladi. Biologik xavfsizligi tufayli titan oziq-ovqat va tibbiyot sanoatida qo'llash uchun ajoyib materialdir.
1-sahifa
Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi - 14 0 Vt / m deg, bu qotishma po'latning issiqlik o'tkazuvchanligidan bir oz past. Material yaxshi zarb qilingan, shtamplangan, ishlov berilgan. Titan mahsulotlari himoya argon atmosferasida volfram elektrodi bilan payvandlanadi. So'nggi paytlarda titan keng turdagi quvurlar, choyshablar, prokat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan.
Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi past - alyuminiydan taxminan 13 baravar va temirdan 4-4 baravar past.
Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi zanglamaydigan po'latga yaqin va soatiga 14 kkal / m C ni tashkil qiladi. Titan yaxshi zarb qilingan, shtamplangan va qoniqarli tarzda ishlov berilgan. 200 C dan yuqori haroratlarda u gazlarni o'zlashtirishga intiladi. Titan himoya argon atmosferasida volfram elektrodi bilan payvandlanadi.
Titan va uning qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi alyuminiynikidan taxminan 15 marta, po'latdan esa 35-5 baravar past. Titanning chiziqli termal kengayish koeffitsienti ham alyuminiy va zanglamaydigan po'latdan sezilarli darajada past.
Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi - 14 0 Vt / (m - K), bu qotishma po'latning issiqlik o'tkazuvchanligidan biroz pastroqdir. Material yaxshi zarb qilingan, shtamplangan, ishlov berilgan. Titan mahsulotlari himoya argon atmosferasida volfram elektrodi bilan payvandlanadi. So'nggi paytlarda titan keng turdagi quvurlar, choyshablar, prokat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan.
Titanning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti ish harorati oralig'ida (20 - 400 C) 0 057 - 0 055 kal / (sm-s - S) ni tashkil qiladi, bu temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan taxminan 3 baravar kam, 16 marta kamroq. misning issiqlik o'tkazuvchanligi va zanglamaydigan po'latlarning ostenitik sinfining issiqlik o'tkazuvchanligiga yaqin.
Shuning uchun, masalan, titanning issiqlik o'tkazuvchanligi alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligidan 8 - 10 baravar kam.
Titanning fonon issiqlik o'tkazuvchanligining olingan hisoblangan qiymatlari ishda qilingan ushbu qiymatni baholashga to'g'ri keladi, bu erda u 3 -: - 5 Vt / m-deg ga teng bo'ladi.
Qotishma bilan, shuningdek, aralashmalar tarkibining ko'payishi bilan titanning issiqlik o'tkazuvchanligi, qoida tariqasida, pasayadi. Qizdirilganda, sof titan kabi qotishmalarning issiqlik o'tkazuvchanligi ortadi; allaqachon 500 - 600 S da, u qotishmagan titanning issiqlik o'tkazuvchanligiga yaqinlashadi.
Titanning elastiklik moduli temirning deyarli yarmini tashkil qiladi, mis qotishmalarining moduli bilan bir xil darajada va alyuminiydan ancha yuqori. Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi past: alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligining taxminan 7% va temirning issiqlik o'tkazuvchanligining 165% ni tashkil qiladi. Metallni shakllantirish va payvandlash uchun qizdirishda buni hisobga olish kerak. Titanning elektr qarshiligi temirnikidan taxminan 6 baravar va alyuminiydan 20 baravar yuqori.
Avvalo, past haroratlarda titan va uning qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi juda past ekanligini hisobga olish kerak. Xona haroratida titanning issiqlik o'tkazuvchanligi misning issiqlik o'tkazuvchanligining taxminan 3% ni tashkil qiladi va masalan, po'latlarnikidan bir necha baravar past (titanning issiqlik o'tkazuvchanligi 0 0367 kal / sm sek C, issiqlik po'latning o'tkazuvchanligi 40 0 142 kal.. Haroratning oshishi bilan titan qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi oshadi va po'latlarning issiqlik o'tkazuvchanligiga yaqinlashadi.Bu ko'rinib turganidek, titanium qotishmalarining qizdirilgan haroratga qarab isitish tezligiga ta'sir qiladi. 150 mm kesimli tijorat sof titan (VT1 qotishmasi) ni isitish va sovutish tezligidan (1-rasm).
Titan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligidan 13 marta va temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan 4 baravar kam. Haroratning oshishi bilan titanning issiqlik o'tkazuvchanligi biroz pasayadi va 700 C da u 0 0309 kal / sm sek SS ni tashkil qiladi.
Titan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligidan 13 marta va temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan 4 baravar kam. Haroratning oshishi bilan titanning issiqlik o'tkazuvchanligi biroz pasayadi va 700 C da u 0 0309 kal / sm sek S ni tashkil qiladi.
Qo'shimchani olish uchun termoyadroviy payvandlashda yaxshi sifat Payvand chokining har ikki tomonida 400 S dan yuqori haroratgacha qizdirilgan payvandlangan birikmaning metallini atmosfera gazlaridan (O2, Nj, H2) ishonchli himoya qilish kerak. Donning o'sishi titanning past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan kuchayadi, bu esa yuqori haroratlarda payvandlangan metallning yashash vaqtini oshiradi. Ushbu qiyinchiliklarni bartaraf etish uchun payvandlash mumkin bo'lgan eng kam issiqlik kiritishda amalga oshiriladi.
Xalq xo'jaligi uchun eng muhimi engillik va kuchni birlashtirgan qotishmalar va metallar edi va shunday bo'lib qolmoqda. Titan ushbu toifadagi materiallarga tegishli va qo'shimcha ravishda mukammal korroziyaga chidamliligiga ega.
Titan - 4-davrning 4-guruhining o'tish metalli. Molekulyar massa u faqat 22 ni tashkil etadi, bu materialning engilligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, modda juda kuchliligi bilan ajralib turadi: barcha strukturaviy materiallar orasida eng yuqori o'ziga xos kuchga ega titandir. Rangi kumushrang oq.
Titan nima, quyidagi videoda aytiladi:
Kontseptsiya va xususiyatlar
Titan juda keng tarqalgan - u er qobig'idagi tarkibi bo'yicha 10-o'rinni egallaydi. Biroq, faqat 1875 yilda haqiqiy sof metall ajratilgan. Bundan oldin, modda yoki aralashmalar bilan olingan yoki uning birikmalari metall titan deb nomlangan. Bu chalkashlik metall birikmalari metallning o'zidan ancha oldin ishlatilganligiga olib keldi.
Bu materialning o'ziga xosligi bilan bog'liq: eng ahamiyatsiz aralashmalar moddaning xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi, ba'zida uni o'ziga xos fazilatlaridan butunlay mahrum qiladi.
Shunday qilib, boshqa metallarning eng kichik qismi titanni issiqlikka chidamliligidan mahrum qiladi, bu uning qimmatli fazilatlaridan biridir. Va metall bo'lmagan kichik qo'shilish bardoshli materialni mo'rt va foydalanish uchun yaroqsiz holga keltiradi.
Bu xususiyat darhol hosil bo'lgan metallni 2 guruhga ajratdi: texnik va toza.
- Birinchi Titan hech qachon so'nggi sifatini yo'qotmagani uchun mustahkamlik, yengillik va korroziyaga chidamlilik eng zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi.
- Yuqori tozalikdagi material juda yuqori yuk va yuqori haroratlarda ishlaydigan material kerak bo'lganda ishlatiladi, lekin ayni paytda engil. Bu, albatta, samolyot va raketa fanidir.
Moddaning ikkinchi o'ziga xos xususiyati anizotropiyadir. Ba'zilari jismoniy fazilatlar qo'llashda hisobga olinishi kerak bo'lgan kuchlarning qo'llanilishiga qarab o'zgarishi.
Oddiy sharoitlarda metall inertdir, dengiz suvida ham, dengiz yoki shahar havosida ham korroziyaga uchramaydi. Bundan tashqari, bu eng biologik inert moddadir, shuning uchun titan protezlari va implantlari tibbiyotda keng qo'llaniladi.
Shu bilan birga, harorat ko'tarilgach, u kislorod, azot va hatto vodorod bilan reaksiyaga kirisha boshlaydi va gazlarni suyuq holatda o'zlashtiradi. Ushbu noxush xususiyat metallning o'zini olish va uning asosida qotishmalarni ishlab chiqarishni juda qiyinlashtiradi.
Ikkinchisi faqat vakuum uskunasidan foydalanganda mumkin. Eng murakkab ishlab chiqarish jarayoni juda keng tarqalgan elementni juda qimmatga aylantirdi.
Boshqa metallar bilan bog'lanish
Titan boshqa ikkita taniqli konstruktiv materiallar - alyuminiy va temir, aniqrog'i, temir qotishmalari o'rtasida oraliq o'rinni egallaydi. Ko'p jihatdan, metall o'zining "raqobatchilaridan" ustundir:
- titanning mexanik kuchi temirdan 2 barobar, alyuminiydan esa 6 baravar yuqori. Bunday holda, haroratning pasayishi bilan kuch kuchayadi;
- korroziyaga chidamliligi temir va hatto alyuminiydan ancha yuqori;
- Oddiy haroratda titan inertdir. Biroq, 250 S ga ko'tarilganda, u vodorodni o'zlashtira boshlaydi, bu esa xususiyatlarga ta'sir qiladi. Kimyoviy faollik nuqtai nazaridan u magniydan past, ammo, afsuski, u temir va alyuminiydan ustundir;
- metall elektr tokini ancha zaif o'tkazadi: uning elektr qarshiligi temirdan 5 baravar, alyuminiydan 20 baravar va magniydan 10 baravar yuqori;
- issiqlik o'tkazuvchanligi ham ancha past: temir 1 dan 3 marta va alyuminiydan 12 marta kamroq. Biroq, bu xususiyat termal kengayishning juda past koeffitsientiga olib keladi.
Ijobiy va salbiy tomonlari
Aslida, titanning ko'plab kamchiliklari bor. Ammo kuch va yengillikning uyg'unligi shunchalik talabga egaki, na murakkab ishlab chiqarish usuli, na alohida tozalikka bo'lgan ehtiyoj metall iste'molchilarini to'xtatmaydi.
Moddaning shubhasiz afzalliklari quyidagilardan iborat:
- past zichlik, bu juda oz vazn degan ma'noni anglatadi;
- titan metallining o'zi va uning qotishmalarining ajoyib mexanik kuchi. Haroratning oshishi bilan titanium qotishmalari barcha alyuminiy va magniy qotishmalaridan ustun turadi;
- kuch va zichlik nisbati - o'ziga xos kuch, 30-35 ga etadi, bu eng yaxshi konstruktiv po'latlardan deyarli 2 baravar yuqori;
- havoda titan yupqa oksidli qatlam bilan qoplangan bo'lib, u mukammal korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi.
Metallning kamchiliklari ham bor:
- Korroziyaga chidamlilik va harakatsizlik faqat faol bo'lmagan sirt mahsulotlariga tegishli. Masalan, titan changi yoki talaşlari o'z-o'zidan yonadi va 400 S haroratda yonadi;
- titan metallini olishning juda murakkab usuli juda yuqori narxni ta'minlaydi. Materiallar temirdan ancha qimmatroq yoki;
- haroratning oshishi bilan atmosfera gazlarini singdirish qobiliyati qotishmalarni eritish va olish uchun vakuum uskunasidan foydalanishni talab qiladi, bu ham xarajatlarni sezilarli darajada oshiradi;
- titan zaif antifriksion xususiyatlarga ega - u ishqalanish uchun ishlamaydi;
- metall va uning qotishmalari vodorod korroziyasiga moyil, buning oldini olish qiyin;
- titanni qayta ishlash qiyin. Isitish paytida fazaga o'tish tufayli uni payvandlash ham qiyin.
Titan varaq (foto)
Xususiyatlari va xususiyatlari
Tozalikka juda bog'liq. Ma'lumotnoma ma'lumotlari, albatta, sof metallni tasvirlaydi, ammo texnik titanning xususiyatlari sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
- Metallning zichligi qizdirilganda 4,41 dan 4,25 g / sm3 gacha kamayadi. fazali o'tish zichlikni faqat 0,15% ga o'zgartiradi.
- Metallning erish nuqtasi 1668 S. Qaynash harorati 3227 S. Titan o'tga chidamli moddadir.
- O'rtacha valentlik kuchi 300-450 MPa ni tashkil qiladi, ammo bu ko'rsatkichni qotib qolish va qarish, shuningdek qo'shimcha elementlarni kiritish orqali 2000 MPa ga oshirish mumkin.
- HB shkalasida qattiqlik 103 ga teng va bu chegara emas.
- Titanning issiqlik quvvati past - 0,523 kJ/(kg K).
- Maxsus elektr qarshiligi - 42,1 10 -6 ohm sm.
- Titan - paramagnet. Haroratning pasayishi bilan uning magnit sezgirligi pasayadi.
- Umuman olganda, metall egiluvchanlik va egiluvchanlik bilan ajralib turadi. Biroq, bu xossalarga qotishma tarkibidagi kislorod va azot kuchli ta'sir ko'rsatadi. Ikkala element ham materialni mo'rt qiladi.
Modda ko'plab kislotalarga, shu jumladan nitratga, past konsentratsiyadagi sulfatga va formikdan tashqari deyarli barcha organik kislotalarga chidamli. Bu sifat titanning kimyo, neft-kimyo, qog'oz sanoati va hokazolarda talabga ega bo'lishini ta'minlaydi.
Tuzilishi va tarkibi
Titan - garchi u o'tish metalli bo'lsa-da va uning elektr qarshiligi past bo'lsa ham, u metall bo'lib, elektr tokini o'tkazadi, bu tartibli tuzilishni anglatadi. Muayyan haroratga qizdirilganda struktura o'zgaradi:
- 883 S gacha, a-faza 4,55 g / kub zichligi bilan barqaror. qarang. U zich olti burchakli panjara bilan ajralib turadi. Kislorod bu fazada interstitsial eritmalar hosil bo'lishi bilan eriydi va a-modifikatsiyani barqarorlashtiradi - harorat chegarasini itarib yuboradi;
- 883 C dan yuqori bo'lsa, tana markazlashtirilgan kubik panjarali b-faza barqaror. Uning zichligi biroz kamroq - 4,22 g / kub. qarang.Vodorod bu tuzilmani barqarorlashtiradi - titanda eritilganda oraliq eritmalar va gidridlar ham hosil bo'ladi.
Bu xususiyat metallurgning ishini juda qiyinlashtiradi. Titan sovutilganda vodorodning eruvchanligi keskin kamayadi va qotishmada vodorod gidrid, g-faza cho'kadi.
Payvandlash paytida sovuq yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladi, shuning uchun ishlab chiqaruvchilar metallni eritib bo'lgach, uni vodoroddan tozalash uchun qo'shimcha harakat qilishlari kerak.
Titanni qayerdan topishingiz va qanday qilish kerakligi haqida biz quyida aytib beramiz.
Ushbu video titanni metall sifatida tavsiflashga bag'ishlangan:
Ishlab chiqarish va qazib olish
Titan juda keng tarqalgan, shuning uchun metallni o'z ichiga olgan rudalar va juda ko'p miqdorda hech qanday qiyinchilik tug'dirmaydi. Xom ashyo rutil, anataza va brukit - turli modifikatsiyadagi titan dioksidi, ilmenit, pirofanit - temir bilan birikmalar va boshqalar.
Ammo bu murakkab va qimmat uskunalarni talab qiladi. Qabul qilish usullari biroz boshqacha, chunki rudaning tarkibi boshqacha. Masalan, ilmenit rudalaridan metall olish sxemasi quyidagicha ko'rinadi:
- titan shlakini olish - tosh kamaytiruvchi vosita - antrasit bilan birga elektr kamon pechiga yuklanadi; ko'mir va 1650 S ga qadar isitiladi. Shu bilan birga, temir ajratiladi, bu cürufda quyma temir va titan dioksidini olish uchun ishlatiladi;
- shlaklar kon yoki tuz xloratorlarida xlorlanadi. Jarayonning mohiyati qattiq dioksidni gazsimon titanium tetrakloridga aylantirishdir;
- qarshilik pechlarida maxsus kolbalarda metall xloriddan natriy yoki magniy bilan kamayadi. Natijada, oddiy massa olinadi - titanium shimgich. Bu, masalan, kimyoviy uskunalar ishlab chiqarish uchun juda mos texnik titan;
- agar tozaroq metall kerak bo'lsa, ular tozalashga murojaat qilishadi - gazsimon yodidni olish uchun metall yod bilan reaksiyaga kirishadi, ikkinchisi esa harorat ta'sirida - 1300-1400 S va elektr toki bilan parchalanib, toza titanni chiqaradi. Elektr toki retortda cho'zilgan titan simi orqali beriladi, uning ustiga toza modda yotqiziladi.
Titan ingotlarini olish uchun titanium shimgichni vodorod va azotning erishi oldini olish uchun vakuumli pechda eritiladi.
1 kg uchun titanning narxi juda yuqori: tozalik darajasiga qarab, metall 1 kg uchun 25 dan 40 dollargacha turadi. Boshqa tomondan, kislotaga chidamli zanglamaydigan po'latdan yasalgan apparatning ishi 150 rublni tashkil qiladi. va 6 oydan ortiq davom etmaydi. Titan taxminan 600 r turadi, lekin 10 yil davomida ishlaydi. Rossiyada ko'plab titan ishlab chiqarish korxonalari mavjud.
Foydalanish sohalari
Tozalash darajasining fizik-mexanik xususiyatlarga ta'siri bizni shu nuqtai nazardan ko'rib chiqishga majbur qiladi. Shunday qilib, texnik, ya'ni eng sof metall emas, mukammal korroziyaga chidamliligi, yengilligi va mustahkamligi uning ishlatilishini aniqlaydi:
- kimyo sanoati– issiqlik almashtirgichlar, quvurlar, korpuslar, nasos qismlari, armatura va boshqalar. Kislota qarshiligi va mustahkamligi talab qilinadigan joylarda material ajralmas hisoblanadi;
- transport sanoati- moddadan transport vositalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi poezdlar velosipedlarga. Birinchi holda, metall kichikroq aralashmalar massasini ta'minlaydi, bu esa tortishni yanada samarali qiladi, ikkinchisida u engillik va kuch beradi, titanli velosiped ramkasi eng yaxshi deb hisoblanishi bejiz emas;
- dengiz ishlari- titan issiqlik almashtirgichlar, suv osti kemalari uchun egzoz susturucuları, klapanlar, pervaneler va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladi;
- ichida qurilish keng qo'llaniladigan - titanium - jabhalar va tomlarni tugatish uchun ajoyib material. Quvvat bilan bir qatorda, qotishma arxitektura uchun muhim bo'lgan yana bir afzallik beradi - mahsulotlarga eng g'alati konfiguratsiyani berish qobiliyati, qotishmani shakllantirish qobiliyati cheksizdir.
Sof metall ham yuqori haroratga juda chidamli va kuchini saqlab qoladi. Ilova aniq:
- raketa va samolyotsozlik sanoati - undan g'iloflar tayyorlanadi. Dvigatel qismlari, mahkamlagichlar, shassi qismlari va boshqalar;
- tibbiyot - biologik inertlik va yengillik titanni yurak klapanlarigacha protezlash uchun ancha istiqbolli materialga aylantiradi;
- kriyojenik texnologiya - titan harorat pasayganda, faqat kuchliroq bo'ladigan va plastiklikni yo'qotmaydigan bir nechta moddalardan biridir.
Titan bunday yengillik va egiluvchanlik bilan eng yuqori quvvatga ega strukturaviy materialdir. Bu noyob fazilatlar unga tobora ko'proq narsani beradi muhim rol milliy iqtisodiyotda.
Quyidagi video sizga pichoq uchun titanni qaerdan olishni aytib beradi:
Titan(lot. titanium), ti, Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhining kimyoviy elementi; atom raqami 22, atom massasi 47,90; kumushrang oq rangga ega engil metallar. Tabiiy T. besh turgʻun izotoplar aralashmasidan iborat: 46 ti (7,95%), 47 ti (7,75%), 48 ti (73,45%), 49 ti (5,51%), 50 ti (5 ,34%). Sun'iy radioaktiv izotoplar 45 ti ma'lum (ti 1/2 = 3,09 h, 51 ti (ti 1/2 = 5,79 min) va boshq.
Tarix ma'lumotnomasi. T. dioksid holida ingliz havaskor mineralogi V. Gregor tomonidan 1791 yilda Menakan (Angliya) shaharchasi magnitli temirli qumlardan topilgan; 1795 yilda nemis kimyogari M. G. Klaprot mineral ekanligini aniqladi rutil xuddi shu metallning tabiiy oksidi bo'lib, uni "titan" deb atagan [yunon mifologiyasida titanlar Uran (Osmon) va Gaya (Yer) bolalari]. Uzoq vaqt davomida T.ni sof holda ajratib olishning imkoni boʻlmadi; Faqat 1910 yilda amerikalik olim M. A. Hunter metall natriyni uning xloridini natriy bilan muhrlangan po'lat bombada qizdirish yo'li bilan oldi. u olgan metall faqat yuqori haroratda egiluvchan va aralashmalarning yuqori miqdori tufayli xona haroratida mo'rt bo'lgan. Sof titanning xususiyatlarini o'rganish imkoniyati faqat 1925 yilda, golland olimlari A. Van Arkel va J. de Bur titanium yodidning termal dissotsiatsiyasi orqali past haroratlarda yuqori toza metall plastmassani olganlarida paydo bo'ldi.
tabiatda tarqalishi. T. keng tarqalgan elementlardan biri boʻlib, uning yer qobigʻidagi oʻrtacha miqdori (klark) ogʻirligi boʻyicha 0,57 % ni tashkil qiladi (struktura metallar orasida koʻpligi boʻyicha temir, alyuminiy, magniydan keyin toʻrtinchi oʻrinda turadi). Eng koʻp T. “bazalt qobigʻi” deb ataladigan asosiy jinslarda (0,9%), “granit qobiq” jinslarida kamroq (0,23%), oʻta asosli jinslarda (0,03%) va h.k. . toshlar T.da boyitilgan minerallarga asos jinslarning pegmatitlari, ishqoriy jinslar, sienitlar va ular bilan bogʻlangan pegmatitlar kiradi.67 ta T. minerallari maʼlum, ular asosan magmatik; eng muhimi rutil va ilmenit.
Biosferada T. asosan tarqalgan. Dengiz suvida 1 10 -7%; T. kuchsiz muhojir.
jismoniy xususiyatlar. T. ikkita allotropik modifikatsiya koʻrinishida mavjud: 882,5°S dan past haroratda olti burchakli yaqin oʻralgan panjarali a-shakl barqaror ( a= 2.951 å, Bilan= 4,679 å) va undan yuqori harorat - kubik tana markazli panjara bilan b-shakl. a = 3,269 funt sterling Nopokliklar va dopantlar a/b transformatsiya haroratini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.
Zichlik a-formasi 20 °C da 4.505 g/sm 870 °C da 3 a 4,35 g/sm 3 b-900 °C da hosil bo'ladi 4.32 g/sm 3; atom radiusi ti 1,46 å, ion radiusi ti + 0,94 å, ti 2+ 0,78 å, ti 3+ 0,69 å, ti 4+ 0,64 å , t pl 1668±5°S, t harorat 3227 ° S; 20-25 °S oralig'ida issiqlik o'tkazuvchanligi 22.065 sess/(m? TO); 20 °C da chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 8,5? 10 -6, 20-700 ° S oralig'ida 9,7? 10 -6; issiqlik quvvati 0,523 kJ/(kg? TO); elektr qarshiligi 42,1? 10-6 ohm? sm 20 ° C da; elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 20 ° C da 0,0035; 0,38 ± 0,01 K. T. dan past o'ta o'tkazuvchanlikka ega paramagnit, o'ziga xos magnit sezuvchanlik (3,2 ± 0,4)? 20 ° C da 10-6. Kuchlanish kuchi 256 Mn/m 2 (25,6 kgf/mm 2) , cho'zilish 72%, Brinell qattiqligi 1000 dan kam Mn/m 2 (100 kgf/mm 2) . Oddiy elastiklik moduli 108000 Mn/m 2 (10800 kgf/mm 2) . Oddiy haroratda yuqori toza zarb qilingan metall.
Sanoatda qo'llaniladigan texnik nav kislorod, azot, temir, kremniy va uglerod aralashmalarini o'z ichiga oladi, bu uning kuchini oshiradi, egiluvchanlikni pasaytiradi va 865-920 ° S oralig'ida sodir bo'ladigan polimorf transformatsiyaning haroratiga ta'sir qiladi. VT1-00 va VT1-0 texnik navlari uchun zichlik taxminan 4,32 ni tashkil qiladi. g/sm 3 , kuchlanish kuchi 300-550 Mn/m 2 (30-55 kgf/mm 2) , cho'zilishi 25% dan kam bo'lmagan, Brinell qattiqligi 1150-1650 Mn/m 2 (115-165 kgf/mm 2) . Atomning tashqi elektron qobig'ining konfiguratsiyasi ti 3 d 2 4 s 2 .
Kimyoviy xossalari . Sof T. - reaktiv o'tish elementi, birikmalarda oksidlanish darajasi + 4, kamroq +3 va +2. Oddiy haroratlarda va 500-550 ° S gacha, u korroziyaga chidamli, bu uning yuzasida nozik, ammo kuchli oksidli plyonka mavjudligi bilan izohlanadi.
Tio 2 hosil bo'lishi bilan 600 ° C dan yuqori haroratlarda atmosfera kislorodi bilan sezilarli darajada o'zaro ta'sir qiladi. . Yog 'etarli darajada bo'lmagan yupqa titan chiplari ishlov berish paytida yonib ketishi mumkin. Kislorodning etarli konsentratsiyasi bilan muhit va oksidli plyonkaning zarba yoki ishqalanish bilan zararlanishi, metallni xona haroratida va nisbatan katta bo'laklarda yoqish mumkin.
Oksid plyonkasi suyuqlik holatidagi termometrni kislorod bilan keyingi o'zaro ta'siridan himoya qilmaydi (masalan, alyuminiydan farqli o'laroq), shuning uchun uni eritish va payvandlash vakuumda, neytral gaz atmosferasida yoki past haroratda amalga oshirilishi kerak. oqim. T. amaliy qoʻllash uchun yaroqsiz boʻlgan moʻrt qotishmalar hosil qilib, atmosfera gazlari va vodorodni oʻzlashtirish xususiyatiga ega; faollashtirilgan sirt mavjudligida vodorodning so'rilishi xona haroratida ham past tezlikda sodir bo'ladi, bu 400 ° C va undan yuqori haroratda sezilarli darajada oshadi. Vodorodning T.dagi eruvchanligi teskari boʻlib, bu gazni vakuumli yumshatish orqali deyarli butunlay chiqarib tashlash mumkin. Azot 700°S dan yuqori haroratlarda azot bilan reaksiyaga kirishib, qalay tipidagi nitridlarni hosil qiladi; mayda kukun yoki sim shaklida T. azotli atmosferada kuyishi mumkin. T.da azot va kislorodning diffuziya tezligi vodorodnikidan ancha past. Ushbu gazlar bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida olingan qatlam qattiqlik va mo'rtlikning ortishi bilan ajralib turadi va titaniumli mahsulotlar yuzasidan ishlov berish yoki ishlov berish orqali olib tashlanishi kerak. T. quruq galogenlar bilan kuchli taʼsir qiladi , nam halogenlarga nisbatan barqaror, chunki namlik inhibitor rolini o'ynaydi.
Metall barcha konsentratsiyalardagi nitrat kislotada (kislotaning korroziyali yorilishiga olib keladigan qizil dumanli kislotadan tashqari va reaktsiya ba'zan portlash bilan sodir bo'ladi), sulfat kislotaning zaif eritmalarida (og'irlik bo'yicha 5% gacha) barqarordir. ). Hidroklorik, gidroftorik, konsentrlangan sulfat, shuningdek issiq organik kislotalar: oksalat, chumoli va trixloroasetik kislotalar T. bilan reaksiyaga kirishadi.
T. atmosfera havosi, dengiz suvi va dengiz atmosferasida, nam xlor, xlorli suv, issiq va sovuq xlorid eritmalarida, kimyo, neft, qogʻoz va boshqa sohalarda ishlatiladigan turli texnologik eritmalar va reagentlarda korroziyaga chidamli. gidrometallurgiyadagi kabi. T. C, B, se, si bilan metallga oʻxshash birikmalar hosil qiladi, ular refrakterligi va yuqori qattiqligi bilan ajralib turadi. tig karbid ( t pl 3140 °C) vodorod atmosferasida 1900-2000 ° S haroratda tio 2 ning kuyik bilan aralashmasini isitish orqali olinadi; qalay nitridi ( t pl 2950 ° S) - azotdagi T. kukunini 700 ° S dan yuqori haroratda qizdirish orqali. Silisidlar tisi 2, ti 5 si 3, tisi va boridlar tib, ti 2 b 5, tib 2 maʼlum. 400 dan 600°C gacha boʻlgan haroratda T. vodorodni oʻziga singdirib, qattiq eritmalar va gidridlar hosil qiladi (tih, tih 2). Tio 2 ishqorlar bilan birlashganda meta- va ortotitanatlarning titan kislota tuzlari (masalan, na 2 tio 3 va na 4 tio 4), shuningdek, polititanatlar (masalan, na 2 ti 2 o 5 va na 2) hosil bo'ladi. ti 3 o 7). Titanatlar tetanozning eng muhim minerallarini o'z ichiga oladi, masalan, ilmenit fetio 3 va perovskit katio 3 . Barcha titanatlar suvda ozgina eriydi. Titan dioksidi, titanik kislotalar (cho'kmalar) va titanatlar sulfat kislotada eriydi va tarkibida tioso4 titanil sulfat bo'lgan eritmalar hosil bo'ladi. Eritmalar suyultirilib qizdirilganda gidroliz natijasida h 2 tio 3 cho`kma hosil bo`ladi, undan T dioksid olinadi Tarkibida ti (iv) birikmalar bo`lgan kislotali eritmalarga vodorod peroksid qo`shilsa, h tarkibidagi peroksid (supertitanik) kislotalar. 4 tio 5 va h 4 tio hosil bo'ladi 8 va ularning mos tuzlari; bu birikmalar sariq yoki toʻq sariq-qizil rangga boʻyaladi (T. kontsentratsiyasiga qarab), ular T.ni analitik aniqlash uchun ishlatiladi.
Kvitansiya. Metall simobni olishning eng keng tarqalgan usuli bu magniy-termik usul, ya'ni natriy tetrakloridni metall magniy bilan (kamroq, natriy) kamaytirishdir:
tikl 4 + 2mg = ti + 2mgcl 2.
Ikkala holatda ham titanning oksid rudalari — rutil, ilmenit va boshqalar dastlabki xom ashyo boʻlib xizmat qiladi.Ilmenit tipidagi rudalarda titan elektr pechlarida eritish yoʻli bilan shlak holida temirdan ajratiladi. Shlak (xuddi rutil kabi) uglerod ishtirokida xlorlanishga duchor bo'lib, T. tetraxlorid hosil qiladi, u tozalangandan so'ng neytral atmosferaga ega bo'lgan qaytarilish reaktoriga kiradi.
Ushbu jarayonga ko'ra, po'lat gubka shaklida olinadi va silliqlashdan so'ng, agar qotishma olish kerak bo'lsa, qotishma qo'shimchalarini kiritish bilan vakuumli kamon pechlarida ingotlarga qayta eritiladi. Magniy termal usuli sizga katta hajmni yaratishga imkon beradi sanoat ishlab chiqarish Qaytarilish jarayonida hosil boʻlgan qoʻshimcha mahsulot – magniy xlorid magniy va xlor olish uchun elektrolizga yuborilgani uchun yopiq texnologik siklli T..
Bir qator hollarda titan va uning qotishmalaridan mahsulotlar ishlab chiqarish uchun kukunli metallurgiya usullarini qo'llash foydalidir. Ayniqsa, nozik kukunlarni olish uchun (masalan, radioelektronika uchun) titan dioksidini kaltsiy gidrid bilan kamaytirishdan foydalanish mumkin.
Jahon metall ishlab chiqarish t. juda tez rivojlandi: taxminan 2 t 1948, 2100 yil t 1953 yilda 20 000 t 1957 yilda; 1975 yilda u 50 mingdan oshdi t.
Ilova . T.ning boshqa konstruktiv metallarga nisbatan asosiy afzalliklari yengilligi, mustahkamligi va korroziyaga chidamliligidir. Titan qotishmalari mutlaq va undan ham ko'proq o'ziga xos kuchga ega (ya'ni zichlikka bog'liq quvvat) -250 dan 550 ° C gacha bo'lgan haroratlarda boshqa metallar (masalan, temir yoki nikel) asosidagi ko'pgina qotishmalardan ustun turadi va ular bilan solishtirish mumkin. asil metall qotishmalari bilan korroziyada . Biroq T. mustaqil konstruktiv material sifatida faqat 1950-yillardan boshlab foydalanila boshlandi. 20-asr rudalardan ajratib olish va qayta ishlashning katta texnik qiyinchiliklari tufayli (shuning uchun ham T. shartli ravishda atalgan. nodir metallar ) . Texnologiyaning asosiy qismi aviatsiya va raketa texnologiyasi va dengiz kemasozlik ehtiyojlariga sarflanadi. . Ferrotitanium (20-50% temir) deb nomlanuvchi temir bilan temir-titan qotishmalari yuqori sifatli po'lat va maxsus qotishmalarning metallurgiyasida qotishma qo'shimchasi va deoksidlovchi sifatida xizmat qiladi.
Texnik texnologiya kimyoviy muhandislik kabi agressiv muhitda ishlaydigan tanklar, kimyoviy reaktorlar, quvurlar, armatura, nasoslar va boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Rangli metallar gidrometallurgiyasida T dan asbob-uskunalar qo'llaniladi.U po'lat buyumlarni qoplash uchun xizmat qiladi. . Termodinamikani qo'llash ko'p hollarda nafaqat asbob-uskunalarning xizmat qilish muddatini ko'paytirish, balki jarayonlarni kuchaytirish imkoniyati (masalan, nikel gidrometallurgiyasida) tufayli ham katta texnik va iqtisodiy samara beradi. T.ning biologik zararsizligi uni oziq-ovqat sanoati va rekonstruktiv jarrohlikda asbob-uskunalar tayyorlash uchun ajoyib material boʻlib xizmat qiladi. Chuqur sovuq sharoitida T.ning mustahkamligi yaxshi plastisitivlikni saqlagan holda ortadi, bu esa undan kriogen texnologiya uchun konstruktiv material sifatida foydalanish imkonini beradi. T. sayqallash, rangni anodlash va sirtni pardozlashning boshqa usullariga yaxshi mos keladi, shuning uchun ham turli badiiy buyumlar, jumladan, monumental haykaltaroshlik yaratishda foydalaniladi. Misol tariqasida birinchi sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshining uchirilishi sharafiga o'rnatilgan Moskvadagi yodgorlikni keltirish mumkin. Titan birikmalaridan titan oksidlari, titanning galogenidlari, shuningdek, yuqori haroratli texnologiyada ishlatiladigan titanning silisidlari amaliy ahamiyatga ega; T. boridlari va ularning qotishmalari, ular eruvchanligi va katta neytronni tutuvchi koʻndalang kesimi tufayli atom elektr stansiyalarida moderator sifatida ishlatiladi. Asbob tarkibiga yuqori qattiqlikdagi karbid T. kiradi qattiq qotishmalar kesish asboblarini ishlab chiqarish uchun va abraziv material sifatida ishlatiladi.
Titan dioksidi va bariy titanat asos bo'lib xizmat qiladi titaniumli keramika, va bariy titanat eng muhim hisoblanadi ferroelektrik.
S. G. Glazunov.
Tanadagi titan. T. oʻsimlik va hayvonlarning toʻqimalarida doimo boʻladi. Er usti o'simliklarida uning konsentratsiyasi taxminan 10-4% ni tashkil qiladi. , dengizda - 1,2 dan? 10 -3 dan 8 gacha? 10 -2% , quruqlikdagi hayvonlarning to'qimalarida - 2 dan kam? 10 -4% , dengiz - 2 dan? 10 -4 dan 2 gacha? 10-2%. Umurtqali hayvonlarda asosan shoxli shakllanishlarda, taloq, buyrak usti bezlari, qalqonsimon bez, yo'ldoshda to'planadi; oshqozon-ichak traktidan yomon so'riladi. Odamlarda T.ning oziq-ovqat va suv bilan bir kunlik isteʼmoli 0,85 ni tashkil qiladi mg; siydik va najas bilan chiqariladi (0,33 va 0,52 mg mos ravishda). Nisbatan past toksiklik.
Lit.: Glazunov S. G., Moiseev V. N., Strukturaviy titanium qotishmalari, M., 1974; Titan metallurgiyasi, M., 1968; Goroshchenko Ya.G., Titan kimyosi, [ch. 1-2], K., 1970-72; zwicker u., titan und titanlegierungen, b., 1974; Bowen h. i. m., biokimyoda mikroelementlar, l.- n. y., 1966 yil.
