• uy
  •  > 
  • Sarmoya
  •  > 
  • Titan va unga asoslangan qotishmalarning xususiyatlari va qo'llanilishi. Titan (titanium) fizik va mexanik xususiyatlardir

Titan va unga asoslangan qotishmalarning xususiyatlari va qo'llanilishi. Titan (titanium) fizik va mexanik xususiyatlardir

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

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

Titan va uning qotishmalari yuqori haroratlarda, korroziyaga chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, solishtirma mustahkamligi, past zichligi va boshqa foydali xususiyatlarida saqlanadigan yuqori mexanik mustahkamligi tufayli mashinasozlikda keng qo'llaniladi. Ushbu metall va unga asoslangan materiallarning yuqori narxi ko'p hollarda ularning yuqori samaradorligi bilan qoplanadi va ba'zi hollarda ular ma'lum sharoitlarda ishlashga qodir bo'lgan asbob-uskunalar yoki inshootlarni ishlab chiqarish mumkin bo'lgan yagona xom ashyo hisoblanadi.

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

Qo'llashning yana bir sohasi raketa fanidir. Dvigatellarning qisqa muddatli ishlashi va atmosferaning zich qatlamlarining tez o'tishini hisobga olgan holda, raketa fanida charchoqqa chidamlilik, statik chidamlilik va ma'lum darajada emirilish muammolari bartaraf etiladi.

Etarli darajada yuqori issiqlik kuchiga ega emasligi sababli, texnik titan aviatsiyada foydalanish uchun mos emas, lekin juda yuqori korroziyaga chidamliligi tufayli u ba'zi hollarda kimyo sanoati va kemasozlikda ajralmas hisoblanadi. Shunday qilib, kompressorlar va nasoslar ishlab chiqarishda sulfat va xlorid kislotasi va ularning tuzlari, quvurlari, klapanlar, avtoklavlar, turli idishlar, filtrlar kabi agressiv muhitni pompalash uchun ishlatiladi. Faqat Ti nam xlor kabi muhitda korroziyaga chidamliligiga ega, xlorning suvli va kislotali eritmalari, shuning uchun xlor sanoati uchun uskunalar ushbu metalldan ishlab chiqariladi. Bundan tashqari, korroziy muhitda, masalan, nitrat kislotada (tuman emas) ishlaydigan issiqlik almashtirgichlarni tayyorlash uchun ham ishlatiladi. Kemasozlikda titan pervaneler, kema qoplamalari, suv osti kemalari, torpedalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar bu materialga yopishmaydi, bu uning harakati paytida tomirning qarshiligini keskin oshiradi.

Titan qotishmalari ko'plab boshqa ilovalarda foydalanish uchun istiqbolli, ammo texnologiyada ulardan foydalanish ushbu metallning yuqori narxi va etarli darajada tarqalishi bilan cheklanadi.

Titan birikmalari turli sohalarda ham keng qo'llaniladi. Karbid (TiC) yuqori qattiqlikka ega va kesish asboblari va abraziv materiallarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oq dioksid (TiO 2) bo'yoqlarda (masalan, titan oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi. Ti noorganik birikmalar qo'shimcha sifatida kimyo, elektron, shisha tola sanoatida qo'llaniladi. Diborid (TiB 2) o'ta qattiq metallga ishlov beradigan materiallarning muhim tarkibiy qismidir. Nitrid (TiN) asboblarni qoplash uchun ishlatiladi.

22-element (inglizcha titanium, frantsuz titan, nemis Titan) 18-asr oxirida, adabiyotda hali tasvirlanmagan yangi minerallarni qidirish va tahlil qilish nafaqat kimyogar va mineraloglarni, balki havaskor olimlarni ham jalb qilgan paytda kashf etilgan. Shunday havaskorlardan biri, ingliz ruhoniysi Gregor, Kornuolldagi Menachan vodiysidagi cherkovida mayda, oppoq qum aralashgan qora qum topdi. Gregor xlorid kislotada qum namunasini eritdi; shu bilan birga, temirning 46% qumdan ajralib chiqdi. Gregor namunaning qolgan qismini sulfat kislotada eritdi va deyarli barcha modda eritmaga kirdi, 3,5% kremniydan tashqari. Sulfat kislota eritmasi bug'langandan so'ng, oq kukun namunaning 46% miqdorida qoldi. Gregor uni ortiqcha kislotada eriydigan va o'yuvchi kaliy bilan cho'ktiriladigan ohakning o'ziga xos turi deb hisoblagan. Gregor kukunni o'rganishni davom ettirar ekan, u temirning qandaydir noma'lum metall bilan birikmasi degan xulosaga keldi. O'zining do'sti, mineralog Xokins bilan maslahatlashgandan so'ng, Gregor 1791 yilda o'z ishining natijalarini e'lon qilib, yangi metallga qora qum topilgan vodiy nomini Menaxina deb nomlashni taklif qildi. Shunga ko'ra, asl mineral menakonit deb nomlangan. Klaprot Gregorning xabari bilan tanishdi va undan mustaqil ravishda, o'sha paytda "qizil venger shori" (rutil) nomi bilan mashhur bo'lgan mineralni tahlil qila boshladi. Ko'p o'tmay, u mineraldan noma'lum metal oksidini ajratib olishga muvaffaq bo'ldi, uni u titan (Titan) deb atagan titanlar - erning qadimgi afsonaviy aholisi. Lavuazye va Parij Fanlar Akademiyasining Nomenklatura komissiyasi taklif qilganidek, Klaprot elementlarning xossalariga ko‘ra nomlaridan farqli ravishda ataylab mifologik nom tanlagan va bu jiddiy tushunmovchiliklarga sabab bo‘lgan. Gregorning menaxini va titan bir xil element ekanligiga shubha qilgan Klaprot menakonit va rutilni qiyosiy tahlil qildi va ikkala elementning kimligini aniqladi. Rossiyada 19-asr oxirida. titan ilmenitdan ajratib olingan va kimyoviy tomondan T.E.Lovits tomonidan batafsil o‘rganilgan; ammo, u Klaprothning ta'riflarida ba'zi xatolarni qayd etdi. Elektrolitik toza titan 1895 yilda Moissan tomonidan olingan. 19-asr boshlari rus adabiyotida. titan ba'zan titan deb ataladi (Dvigubskiy, 1824) va titan nomi besh yildan keyin paydo bo'ladi.

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 titanlar sharafiga titan deb atadi Yunon mifologiyasi- "tabiiy kuchning timsolidir". Faqat 1797 yilda Klaprot o'zining titanining Gregor tomonidan ilgari kashf etilgan element ekanligini aniqladi.

Xususiyatlari va xususiyatlari

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

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

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

Metallning fizik xossalari

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

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

Savdoda 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 iqtisodiy ahamiyatga ega, lekin hatto ularni yuqori konsentratsiyada topish qiyin.

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

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

Ishlab chiqarish va ishlab chiqarish

Hozirgi vaqtda titan va titanium qotishmalarining 50 ga yaqin navlari ishlab chiqilgan va foydalanilmoqda. Bugungi kunga kelib, titaniumli metall va qotishmalarning 31 klassi tan olingan, ulardan 1-4 sinflari tijorat jihatdan toza (qotishtirilmagan). Ular kislorod miqdoriga qarab tortishish kuchida farqlanadi, 1-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 aerokosmik va harbiy talablarga (SAE-AMS, MIL-T), ISO standartlari va mamlakatga xos spetsifikatsiyalarga hamda aerokosmik, harbiy, tibbiy va sanoat ilovalari uchun oxirgi foydalanuvchi talablariga javob berish uchun ishlab chiqariladi.

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

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

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

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

Chidamliligi tufayli titan dizaynerlik zargarlik buyumlari (ayniqsa, 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 jarayonlarda va asbob-uskunalar komponentlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

11-sinf

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

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

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

Ti 6Al-4V sinf 5

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

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

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

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

Ti 6AL-4V ELI sinf 23

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

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

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

12-sinf

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

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

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

Ti5Al-2,5Sn

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

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

Oksid (IV) holidagi titan ingliz havaskor mineralogi V. Gregor tomonidan 1791 yilda Menakan (Angliya) shahrining magnitli qora qumlarida topilgan; 1795 yilda nemis kimyogari M. G. Klaprot mineral rutil xuddi shu metalning tabiiy oksidi ekanligini aniqladi va uni "titan" deb ataydi [yunon mifologiyasida titanlar Uran (Osmon) va Gaia (Yer) bolalari]. Uzoq vaqt davomida titanni sof shaklda ajratib olish mumkin emas edi; faqat 1910 yilda amerikalik olim M. A. Hunter metall titanni 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 I. de Bur titanium yodidning termal dissotsiatsiyasi orqali past haroratlarda yuqori toza metall plastmassani olganlarida paydo bo'ldi.

Titanning tabiatda tarqalishi. Titan keng tarqalgan elementlardan biri bo'lib, uning er qobig'idagi o'rtacha miqdori (klark) og'irligi bo'yicha 0,57% ni tashkil qiladi (strukturali metallar orasida u tarqalishi bo'yicha temir, alyuminiy va magniydan keyin 4-o'rinni egallaydi). Eng muhimi, titan "bazalt qobig'i" deb ataladigan asosiy jinslarda (0,9%), "granit qobig'i" jinslarida kamroq (0,23%) va hatto kamroq ultrabazik jinslarda (0,03%) va boshqalar. Titan bilan boyitilgan jinslarga asosiy jinslarning pegmatitlari, ishqoriy jinslar, siyenitlar va ular bilan bog'liq pegmatitlar va boshqalar kiradi. Titanning 67 ta minerallari ma'lum, ular asosan magmatik kelib chiqadi; eng muhimlari rutil va ilmenitdir.

Titan asosan biosferada tarqalgan. Dengiz suvida u 10 -7% ni o'z ichiga oladi; Titan zaif muhojir.

Titanning fizik xususiyatlari. Titan ikkita allotropik modifikatsiya ko'rinishida mavjud: 882,5 °C haroratdan pastda, olti burchakli yaqin o'ralgan panjarali a-shakl barqaror (a = 2,951Å, c = 4,679Å) va undan yuqori haroratda b. -kub tanasi markazlashtirilgan panjara bilan shakl a = 3,269 Å. Nopokliklar va qo'shimchalar a/b transformatsiya haroratini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.

20 ° C da a-shaklning zichligi 4,505 g / sm 3, 870 ° S da 4,35 g / sm 3; 900 ° C da b-shakllar 4,32 g / sm 3; atom radiusi Ti 1,46 Å, ion radiusi Ti + 0,94 A, Ti 2+ 0,78 Å, Ti 3+ 0,69 Å, Ti 4+ 0,64 Å; Tmelt 1668 ° C, Tbp 3227 ° C; 20-25 ° S 22.065 Vt / (m K) oralig'ida issiqlik o'tkazuvchanligi; 20°S da chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 8,5·10 -6 , 20-700°S oralig'ida 9,7·10 -6 ; issiqlik quvvati 0,523 kJ / (kg K); elektr qarshiligi 42,1 10 -6 ohm sm 20 ° C da; elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 20 ° C da 0,0035; 0,38 K dan past o'ta o'tkazuvchanlikka ega. Titan paramagnit, o'ziga xos magnit sezuvchanligi 20 ° C da 3,2 · 10 -6 ga teng. Kuchlanish kuchi 256 MN / m 2 (25,6 kgf / mm 2), nisbiy uzayish 72%, Brinell qattiqligi 1000 MN / m 2 (100 kgf / mm 2) dan kam. Oddiy elastiklik moduli 108 000 MN / m 2 (10 800 kgf / mm 2). Metall yuqori daraja normal haroratda zarb buyumlarining tozaligi.

Sanoatda qo'llaniladigan texnik titan tarkibida kislorod, azot, temir, kremniy va uglerod aralashmalari mavjud bo'lib, ular uning kuchini oshiradi, egiluvchanlikni kamaytiradi va 865-920 ° S oralig'ida sodir bo'ladigan polimorf o'zgarishlar haroratiga ta'sir qiladi. Texnik titan VT1-00 va VT1-0 markalari uchun zichligi taxminan 4,32 g / sm 3, tortishish kuchi 300-550 MN / m 2 (30-55kgf / mm 2), nisbiy uzayish 25% dan kam bo'lmagan, Brinell qattiqligi 1150 - 1650 MN / m 2 (115-165 kgf / mm 2). Ti atomining tashqi elektron qobig'ining konfiguratsiyasi 3d 2 4s 2.

Titanning kimyoviy xossalari. Sof titan kimyoviy jihatdan faol o'tish elementi bo'lib, birikmalarda +4, kamroq +3 va +2 oksidlanish darajasiga ega. 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 suyuq holatda titanni 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 suv ostida amalga oshirilishi kerak. Titan atmosfera gazlari va vodorodni yutish qobiliyatiga ega, amaliy foydalanish uchun yaroqsiz bo'lgan mo'rt qotishmalarni hosil qiladi; 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 titandagi eruvchanligi teskari va bu gazni vakuumli tavlanish orqali deyarli butunlay olib tashlash mumkin. Titan 700 ° C dan yuqori haroratlarda azot bilan reaksiyaga kirishadi va TiN tipidagi nitridlar olinadi; nozik kukun yoki sim shaklida titan azotli atmosferada yonishi mumkin. Titanda azot va kislorodning tarqalish 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. Titan quruq galogenlar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi va nam galogenlarga nisbatan barqarordir, chunki namlik inhibitor rolini o'ynaydi.

Metall barcha kontsentratsiyalardagi nitrat kislotada (titanning korroziyali yorilishiga olib keladigan qizil tutundan tashqari va reaktsiya ba'zan portlash bilan kechadi), sulfat kislotaning zaif eritmalarida (og'irlik bo'yicha 5% gacha) barqarordir. Hidroklorik, gidroflorik, konsentrlangan sulfat, shuningdek issiq organik kislotalar: oksalat, chumoli va trikloroatsetik kislotalar titan bilan reaksiyaga kirishadi.

Titan korroziyaga chidamli atmosfera havosi, dengiz suvi va dengiz atmosferasida, nam xlor, xlorli suvda, xloridlarning issiq va sovuq eritmalarida, kimyo, neft, qogʻoz va boshqa sanoat tarmoqlarida, shuningdek, gidrometallurgiyada qoʻllaniladigan turli texnologik eritmalar va reagentlarda. Titan C, B, Se, Si bilan metallga o'xshash birikmalar hosil qiladi, ular refrakter va yuqori qattiqlik bilan ajralib turadi. TiC karbid (eritmasi t 3140 °C) vodorod atmosferasida 1900-2000 ° S da kuyik bilan TiO 2 aralashmasini isitish orqali olinadi; nitridi TiN (t pl 2950 °C) - 700 °C dan yuqori haroratda azotdagi titan kukunini isitish orqali. Silitsidlar TiSi 2, TiSi va boridlar TiB, Ti 2 B 5, TiB 2 ma'lum. 400-600 ° S haroratda titan vodorodni qattiq eritmalar va hidridlar (TiH, TiH 2) hosil qilish bilan o'zlashtiradi. TiO 2 ishqorlar, meta- va ortotitanatlarning titan kislotasi tuzlari (masalan, Na 2 TiO 3 va Na 4 TiO 4), shuningdek polititanatlar (masalan, Na 2 Ti 2 O 5 va Na 2 Ti 3 ) bilan eritilganda. O 7) shakllanadi. Titanatlar titanning eng muhim minerallarini o'z ichiga oladi, masalan, ilmenit FeTiO 3 , perovskit CaTiO 3 . Barcha titanatlar suvda ozgina eriydi. Titan (IV) oksidi, titanik kislotalar (cho'kmalar) va titanatlar sulfat kislotada eritilib, titanil sulfat TiOSO 4 ni o'z ichiga olgan eritmalar hosil qiladi. Eritmalar suyultirilganda va qizdirilganda gidroliz natijasida H 2 TiO 3 cho'kadi, undan titan (IV) oksidi olinadi. Ti (IV) birikmalarini o'z ichiga olgan kislotali eritmalarga vodorod periks qo'shilsa, H 4 TiO 5 va H 4 TiO 8 tarkibidagi peroksid (pertitanik) kislotalar va ularga mos keladigan tuzlar hosil bo'ladi; bu birikmalar titanni analitik aniqlash uchun ishlatiladigan sariq yoki to'q sariq-qizil (titan kontsentratsiyasiga qarab) bo'yalgan.

Titan olish. Metall titanni olishning eng keng tarqalgan usuli bu magniy-termik usul, ya'ni titan tetrakloridni metall magniy bilan (kamroq, natriy) kamaytirishdir:

TiCl 4 + 2Mg \u003d Ti + 2MgCl 2.

Ikkala holatda ham titan oksidi rudalari - rutil, ilmenit va boshqalar - dastlabki xom ashyo sifatida xizmat qiladi. Ilmenit tipidagi rudalarda shlak holidagi titan elektr pechlarida eritish orqali temirdan ajratiladi. Shlak (shuningdek, rutil) titanium tetrakloridni hosil qilish uchun uglerod ishtirokida xlorlanadi, u tozalangandan so'ng neytral atmosferaga ega bo'lgan qaytarilish reaktoriga kiradi.

Titan bu jarayonda shimgichli shaklda olinadi va silliqlashdan so'ng, agar qotishma 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 Yopiq texnologik tsiklga ega titan, chunki qaytarilish jarayonida hosil bo'lgan qo'shimcha mahsulot - magniy xlorid magniy va xlor olish uchun elektrolizga yuboriladi.

Bir qator hollarda titan va uning qotishmalaridan buyumlar ishlab chiqarish uchun kukunli metallurgiya usullaridan foydalanish foydalidir. Ayniqsa, nozik kukunlarni olish uchun (masalan, radioelektronika uchun) titan (IV) oksidini kaltsiy gidrid bilan kamaytirishdan foydalanish mumkin.

Titandan foydalanish. Titanning boshqa strukturaviy metallarga nisbatan asosiy afzalliklari: yengillik, kuch va korroziyaga chidamlilik kombinatsiyasi. Titan qotishmalari mutlaq va undan ham ko'proq o'ziga xos kuchga ega (ya'ni zichlikka bog'liq bo'lgan kuch) -250 dan 550 ° C gacha bo'lgan haroratlarda boshqa metallar (masalan, temir yoki nikel) asosidagi qotishmalarning ko'pchiligidan ustun turadi va ular bilan solishtirish mumkin bo'lgan korrozivdir. asil metall qotishmalariga. Biroq, mustaqil strukturaviy material sifatida titan faqat XX asrning 50-yillarida rudalardan qazib olish va qayta ishlashning katta texnik qiyinchiliklari tufayli qo'llanila boshlandi (shuning uchun titan shartli ravishda nodir metallar qatoriga kiritilgan). Titanning asosiy qismi aviatsiya va raketa texnologiyalari va dengiz kemasozlik ehtiyojlariga sarflanadi. Yuqori sifatli po'latlar va maxsus qotishmalar metallurgiyada "ferrotitan" (20-50% titanium) deb nomlanuvchi temir bilan titanning qotishmalari qotishma qo'shimchasi va deoksidlovchi sifatida xizmat qiladi.

Texnik titan tanklar, kimyoviy reaktorlar, quvurlar, armatura, nasoslar va agressiv muhitda ishlaydigan boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, masalan, kimyo muhandisligi. Titan uskunalari rangli metallar gidrometallurgiyasida qo'llaniladi. U po'latdan yasalgan buyumlarni qoplash uchun ishlatiladi. Titandan foydalanish ko'p hollarda nafaqat uskunaning xizmat qilish muddatini ko'paytirish, balki jarayonlarni kuchaytirish imkoniyati (masalan, nikel gidrometallurgiyasida) tufayli katta texnik va iqtisodiy samara beradi. Titanning biologik xavfsizligi uni oziq-ovqat sanoati va rekonstruktiv jarrohlik uchun uskunalar ishlab chiqarish uchun ajoyib materialga aylantiradi. Chuqur sovuq sharoitida titanning mustahkamligi yaxshi egiluvchanlikni saqlagan holda oshadi, bu esa uni kriogen texnologiya uchun strukturaviy material sifatida ishlatishga imkon beradi. Titan parlatish, rangni anodlash va boshqa sirtni pardozlash usullariga yaxshi mos keladi va shuning uchun turli xil badiiy mahsulotlar, shu jumladan monumental haykaltaroshlik uchun ishlatiladi. Misol tariqasida birinchi sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshining uchirilishi sharafiga o'rnatilgan Moskvadagi yodgorlikni keltirish mumkin. Titan birikmalaridan oksidlar, galogenidlar, shuningdek, yuqori haroratli texnologiyada ishlatiladigan silisidlar amaliy ahamiyatga ega; boridlar va ularning qotishmalari eruvchanligi va katta neytronni tutib olish kesimi tufayli atom elektr stansiyalarida moderator sifatida ishlatiladi. Yuqori qattiqlikka ega titan karbid, kesish asboblarini ishlab chiqarish uchun va abraziv material sifatida ishlatiladigan qattiq qotishmalarning bir qismidir.

Titan oksidi (IV) va bariy titanat titaniumli keramika uchun asos bo'lib xizmat qiladi va bariy titanat eng muhim ferroelektrik hisoblanadi.

Tanadagi titan. Titan o'simliklar va hayvonlarning to'qimalarida doimo mavjud. Quruqlikdagi o'simliklarda uning konsentratsiyasi taxminan 10 -4%, dengiz o'simliklarida - 1,2 10 -3 dan 8 10 -2% gacha, quruqlikdagi hayvonlarning to'qimalarida - 2 10 -4% dan kam, dengizda - 2 10 dan - 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 oziq-ovqat va suv bilan titanning kunlik iste'moli 0,85 mg ni tashkil qiladi; siydik va najas bilan chiqariladi (mos ravishda 0,33 va 0,52 mg).

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

Xarakterli

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

Titan - qotishma yoki metall?

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

ismning kelib chiqishi

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

Tabiatda bo'lish

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

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

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

Jismoniy xususiyatlar

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

Titanning termodinamik xususiyatlari

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

Kimyoviy xossalari

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

Tug'ilgan joyi

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

Kvitansiya

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

Birinchi bosqich - shlakni koks bilan sinterlash va xlor bug'iga ta'sir qilish jarayoni. Olingan TiCl 4 850 0 S haroratga ta'sir qilganda magniy yoki natriy bilan kamayadi Kimyoviy reaksiya natijasida olingan titan shimgichni (g'ovak eritilgan massa) tozalanadi yoki ingotlarga eritiladi. Foydalanishning keyingi yo'nalishiga qarab, qotishma yoki sof metall hosil bo'ladi (iflosliklar 1000 0 S ga qizdirilganda chiqariladi). Nopokligi 0,01% bo'lgan moddani ishlab chiqarish uchun yodid usuli qo'llaniladi. U halogen bilan oldindan ishlangan titanli shimgichdan uning bug'larini bug'lanish jarayoniga asoslangan.

Ilovalar

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