Все о титане: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

Титан — свойства, характеристики, сплаты

В периодической системе химический элемент титан обозначается, как Ti (Titanium) и располагается в побочной подгруппе IV группы, в 4 периоде под атомным номером 22. Это серебристо-белый твёрдый металл, который входит в состав большого количества минералов. Купить титан вы можете на нашем сайте.

Открыли титан в конце 18 века химики из Англии и Германии Ульям Грегор и Мартин Клапрот, причём независимо друг от друга с шестилетней разницей. Название элементу дал именно Мартин Клапрот в честь древнегреческих персонажей титанов (огромных, сильных, бессмертных существ). Как оказалось, название стало пророческим, но чтобы познакомиться со всеми свойствами титана, человечеству понадобилось ещё больше 150 лет. Только через три десятилетия удалось получить первый образец металла титана. На тот момент времени его практически не использовали из-за хрупкости. В 1925 году после ряда опытов, при помощи йодидного метода химики Ван Аркель и Де Бур добыли чистый титан.

Благодаря ценным свойствам металла, на него сразу же обратили внимание инженеры и конструкторы. Это был настоящий прорыв. В 1940 году Кролль разработал магниетермический способ получения титана из руды. Этот способ актуален и на сегодняшний день.

Физические и механические свойства

Титан является довольно тугоплавким металлом. Температура его плавления составляет 1668±3°С. По этому показателю он уступает таким металлам, как тантал, вольфрам, рений, ниобий, молибден, тантал, цирконий. Титан – это парамагнитный металл. В магнитном поле он не намагничивается, но не выталкивается из него. Изображение 2
Титан обладает низкой плотностью (4,5 г/см³) и высокой прочностью (до 140 кг/мм²). Эти свойства практически не меняются при высоких температурах. Он более чем в 1,5 раза тяжелее алюминия (2,7 г/см³), зато в 1,5 раза легче железа (7,8 г/см³). По механическим свойствам титан намного превосходит эти металлы. По прочности титан и его сплавы располагаются в одном ряду со многими марками легированных сталей.

По стойкости к коррозии титан не уступает платине. Металл обладает отличной устойчивостью в условиях кавитации. Пузырьки воздуха, образующиеся в жидкой среде при активном движении титановой детали, практически не разрушают её.

Это прочный металл, способный сопротивляться разрушению и пластической деформации. Он в 12 раз твёрже алюминия и в 4 раза — меди и железа. Ещё один важный показатель – это предел текучести. С увеличением этого показателя улучшается сопротивление деталей из титана эксплуатационным нагрузкам.

В сплавах с определёнными металлами (особенно с никелем и водородом) титан способен «запоминать» форму изделия, созданную при определённой температуре. Такое изделие потом можно деформировать и оно надолго сохранит это положение. Если же изделие нагреть до температуры, при которой оно было сделано, то изделие примет первоначальную форму. Называют это свойство «памятью».

Теплопроводность титана сравнительно низкая и коэффициент линейного расширения соответственно тоже.

Из этого следует, что металл плохо проводит электричество и тепло. Зато при низких температурах он является сверхпроводником электричества, что позволяет ему передавать энергию на значительные расстояния. Также титан обладает высоким электросопротивлением.
Чистый металл титан подлежит различным видам обработки в холодном и горячем состоянии. Его можно вытягивать и делать проволоку, ковать, прокатывать в ленты, листы и фольгу с толщиной до 0,01 мм. Из титана изготавливают такие виды проката: титановая лента, титановая проволока, титановые трубы, титановые втулки, титановый круг, титановый пруток.

Химические свойства

Чистый титан – это химически активный элемент. Благодаря тому, что на его поверхности формируется плотная защитная плёнка, металл обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он не подвергается окислению на воздухе, в соленой морской воде, не меняется во многих агрессивных химических средах (например: разбавленная и концентрированная азотная кислота, царская водка). При высоких температурах титан взаимодействует с реагентами намного активнее. На воздухе при температуре 1200°С происходит его воспламенение. Возгораясь, металл даёт яркое свечение. Активная реакция происходит и с азотом, с образованием нитридной плёнки желто-коричневого цвета на поверхности титана.

Реакции с соляной и серной кислотами при комнатной температуре слабые, но при нагреве металл усиленно растворяется. В результате реакции образуются низшие хлориды и моносульфат. Также происходят слабые взаимодействия с фосфорной и азотной кислотами. Металл реагирует с галогенами. Реакция с хлором происходит при 300°С.
Активная реакция с водородом протекает при температуре чуть выше комнатной. Титан активно поглощает водород. 1 г титана может поглотить до 400 см³ водорода. Нагретый металл разлагает двуокись углерода и пары воды. Взаимодействие с парами воды происходит при температуре более 800°С. В результате реакции образуется окисел металла и улетучивается водород. При более высокой температуре горячий титан поглощает углекислый газ и образует карбид и окисел.

Способы получения

Титан является одним из самых распространённых элементов на Земле. Содержание его в недрах планеты по массе составляет 0,57%. Самая большая концентрация металла наблюдается в «базальтовой оболочке» (0,9%), в гранитных породах (0,23%) и в ультраосновных породах (0,03%). Существует около 70 минералов титана, в которых он содержится в виде титановой кислоты или двуокиси. Главные минералы титановых руд это: ильменит, анатаз, рутил, брукит, лопарит, лейкоксен, перовскит и сфен. Основные мировые производители титана – это Великобритания, США, Франция, Япония, Канада, Италия, Испания и Бельгия.

Существует несколько способов получения титана. Все они применяются на практике и вполне эффективны.

1. Магниетермический процесс.

Добывают руду, содержащую титан и перерабатывают его в диоксид, который медленно и при очень высоких температурных значениях подвергают хлорированию. Хлорирование проводят в углеродной среде. Затем хлорид титана, образовавшийся в результате реакции, восстанавливают магнием. Полученный металл нагревают в вакуумном оборудовании при высокой температуре. В результате магний и хлорид магния испаряются, остаётся титан с множеством пор и пустот. Губчатый титан переплавляют для получения качественного металла.

2. Гидридно-кальциевый метод.

Сначала получают гидрид титана, а затем разделяют его на компоненты: титан и водород. Процесс происходит в безвоздушном пространстве при высокой температуре. Образуется оксид кальция, который проходит отмывку слабыми кислотами.
Гидридно-кальциевый и магниетермический методы обычно используются в промышленных масштабах. Эти методы позволяют получить значительное количество титана за небольшой промежуток времени, с минимальными денежными затратами.

3. Электролизный метод.

Хлорид или диоксид титана подвергается воздействию высокой силы тока. В результате происходит разложение соединений.

4. Йодидный метод.

Диоксид титана взаимодействует с парами йода. Далее на титановый йодид воздействуют высокой температурой, в результате чего получается титан. Этот метод является наиболее эффективным, но и самым дорогостоящим. Титан получается очень высокой чистоты без примесей и добавок.

Применение титана

Благодаря хорошим антикоррозионным свойствам титан используют для изготовления химической аппаратуры. Высокая жаростойкость металла и его сплавов способствует применению в современной технике. Сплавы титана – это прекрасный материал для самолётостроения, ракетостроения и судостроения.

Из титана создают памятники. А колокола из этого металла известны необычайным и очень красивым звучанием. Двуокись титана является компонентом некоторых лекарственных препаратов, например: мази против кожных заболеваний. Также большим спросом пользуются соединения металла с никелем, алюминием и углеродом.

Титан и его сплавы нашли применение в таких сферах, как химическая и пищевая промышленность, цветная металлургия, электроника, ядерная техника, энергомашиностроение, гальванотехника. Вооружение, броневые плиты, хирургические инструменты и имплантаты, оросительные установки, спортинвентарь и даже украшения делают из титана и его сплавов. В процессе азотирования на поверхности металла образуется золотистая плёнка, не уступающая по красоте даже настоящему золоту.

Космический металл: (Все о титане) :: Книги по металлургии

Сплавы титана

 

Полученные в промышленных условиях слитки титана называют техническим титаном. Он имеют практически все те свойства, которыми обладает химически чистый титан. Технический титан в отличие от химически чистого содержит повышенное количество некоторых элементов-примесей. В разных странах в зависимости от технологических особенностей процесса технический титан содержит примеси (в %): железа 0,15—0,3; углерода 0,05-0,1; водорода 0,006-0,013; азота 0,04-0,07; кислорода 0,1 —0,4. Наилучшие качественные показатели по содержанию вышеперечисленных примесей имеет технический титан, выпускаемый в СССР. В целом эти примеси практически не ухудшают физические, механические, технологические свойства технического титана по сравнению с химически чистым металлом. Технический титан — это металл серебристо-серого цвета с едва заметным светло-золотистым оттенком. Он легок, почти в 2 раза легче железа, но все же тяжелее алюминия: 1 см3 титана весит 4,5 г, железа 7,8 г, а алюминия 2,7 г. Плавится технический титан почти при 1700° С, сталь — при 1500°С, алюминий — при 600° С. Он в 1,5 раза прочнее стали и в несколько раз прочнее алюминия, очень пластичный: технический титан легко прокатывать в листы и даже в очень топкую фольгу, толщиной в доли миллиметра, его можно вытягивать в прутки, проволоку, делать из него лепты, трубы. Технический титан обладает высокой прочностью, т. о. хорошо противостоит воздействию ударом и поддастся ковке, при этом он имеет высокую упругость и отличную выносливость. У технического титана довольно высокий продел текучести, он сопротивляется любым усилиям и нагрузкам, стремящимся смять, изменить форму и размеры изготовленной детали. Это его свойство выше в 2,5 раза, чем у железа, в 3 раза, чем у меди, и в 18 раз, чем у алюминия. У титана гораздо более высокая твердость, чем у алюминия, магния, меди, железа и некоторых сортов стали, однако ниже, чем у инструментальных сталей. Технический титан — металл очень большой коррозионной стойкости. Он практически не изменяется и не разрушается на воздухе, в воде, исключительно стоек при обычной температуре во многих кислотах, даже в «царской водке», во многих агрессивных средах. У титана имеется еще множество уникальных качеств. Например, стойкость к кавитации, слабые магнитные свойства, низкие электропроводность и теплопроводность и т. н. Но есть у титана и недостатки. Главный — его большая дороговизна, он в 3 раза дороже стали, в 3—5 раз дороже алюминия. титан не универсальный коррозионно-стойкий конструкционный материал, у него несколько более низкие по сравнению с лучшими сортами легированных сталей значения модулей упругости и ползучести, он может разупрочняться при высоких температурах, склонен к абразивному износу, плохо работает па резьбовых соединениях. Все эти недостатки снижают эффективность применения технического титана в чистом виде, что в общем-то характерно и для других конструкционных металлов; железа, алюминия, магния. Многие, почти все, недостатки чистого титана устраняются при легировании ого различными металлами и создании сплавов на его основе. В качестве наилучших конструкционных и коррозионно-стойких материалов сплавы титана имеют огромное преимущество. Титан, будучи весьма химически активным металлом, имеет благоприятные металлохимические свойства для образования прочных соединений — типа непрерывных и ограниченных твердых растворов ковалентных и ионных соединений. В целом насчитывается более 50 элементов, дающих с титаном твердые растворы, на основе которых можно производить титановые сплавы и их соединения. Алюминий-титановые сплавы выпускаются нескольких марок и содержат 3—8% алюминия. 0,4 — 0,5% хрома, 0,25-0,6% железа, 0,25-0,6% кремния, 0,01% бора. Все они коррозионно-стойкие, высокопрочные и жаропрочные сплавы па основе титана. С увеличением содержания алюминия и сплавах температура плавления несколько снижается, однако магнитные свойства значительно улучшаются и температура разупрочнения повышается. Ферротитан облагораживающе действует на сталь, так как он, активно поглощая кислород, является одним из лучших раскислителей стали. Ферротитан так жt активно поглощает из расплавленной стали азот, образуя нитрид титана, другие примеси, способствует равномерному распределению прочих примесей и образованию мелкозернистых структур стали. Кроме ферротитана, на основе железа и титана производятся и другие сплавы, широко используемые в черной металлургии. Феррокарботитан — железотитановый, содержащий 7—9% углерода, 74—75% железа, 10—17% титана. Ферросиликотитан — сплав, состоящий из железа (около 50%), титана (30%) и кремния (20%)- Оба эти сплава также применяются для раскисления сталей. Даже небольшие присадки, меди к титану и другим его сплавам повышают их стабильность в процессе эксплуатации, увеличивается и их жаропрочность. Кроме того 5—12% титана добавляют в медь для получения так называемого купро-титана; им пользуются, чтобы очистить расплавленную медь и бронзу от кислорода и азота. Легирование меди титаном производится только очень небольшими ого добавками, уже при 5% титана медь становится нековкой. Марганец, введенный в технический титан или в его сплавы, делает их прочнее, они сохраняют пластичность и легко обрабатываются при прокатке. Марганец — недорогой и не дефицитный металл, поэтому он широко применяется (до 1,5%) при легировании титановых сплавов, предназначенных для листовой прокатки. Богатый марганцем (70%) сплав называется мангантитаном. Оба металла являются энергетическими раскислителями. Этот сплав, как и купротитан, хорошо очищает от кислорода, азота и других примесей медь и бронзу при отливках. Технический титан и его сплавы выпускаются в виде листов, плит, полос, лент, фольги, прутков, проволоки, труб, поковок и штамповок. Эти полуфабрикаты являются исходным материалом для изготовления из титана и: его сплавов различных изделий. Для этого полуфабрикаты надо обработать ковкой, штамповкой, фасонным литьем, резанием, сваркой и т д. Как же ведет себя этот прочный, стойкой металл и его сплавы в обрабатывающих процессах? Многие полуфабрикаты используются непосредственно, например, трубы и листы. Вес они проходят предварительную термическую обработку. Затем для очистки поверхности подвергаются обработке гидропескоструйной или корундовым песком. Листовые изделия еще травит и шлифуют. Так были подготовлены титановые листы для монумента покорителям космоса на ВДНХ и для памятника Ю. А. Гагарину на площади его имени в Москве. Монументы из листового титана будут стоять вечно. Целый ряд титановых изделий изготавливать методами конки и штамповки нецелесообразно из-за технологических трудностей производства и большого количества отходов. Многие детали сложной формы гораздо выгоднее изготавливать фасонным литьем. Это весьма перспективное направление в производстве изделий из титана и его сплавов. Но на пути его развития есть ряд осложнений: расплавленный титан реагирует и с атмосферными газами, и практически со всеми известными огнеупорами, и с формовочными материалами. В связи с этим плавка титана и его сплавов производится в вакууме, а формовочный материал должен быть химически нейтральным по отношению к расплаву. Обычно формы, в которые он отливается, это графитовые кокиля, реже керамические и металлические Несмотря на трудности этой технологии, фасонные отливки сложных деталей из титана и ого сплавов получаются при строгом соблюдении технологии и очень качественными. Ведь расплавы титана и его сплавов обладают отличными литейными свойствами: у них высокая жидкотекучесть, сравнительно небольшая (всего 2—3%) линейная усадка при затвердевании, они даже в условиях затрудненной усадки не дают горячих трещин, но образуют рассеянную пористость. Литье в вакууме имеет массу преимуществ: во-первых, исключается образование окисных пленок, шлаковых включений, газовой пористости; во-вторых, повышается жидкотекучесть расплава, что влияет на заполнение всех полостей литейной формы. Кроме того, на жидкотекучесть и полноценную  заполняемость полостей литейных форм существенно влияют, например, центробежные силы. Поэтому, как правило, фасонные отливки из титана производятся центробежной заливкой. Еще один важнейший аспект рассматриваемой проблемы — соединение титана. Как соединить титановые изделия (листы, ленты, детали и др.) между собой и с другими изделиями? Мы знаем три основных метода соединения металлов — это сварка, пайка и клепка их. Как же ведет себя титан во всех этих операциях? Вспомним, что титан обладает, особенно при повышенных температурах, высокой химической активностью. При взаимодействии с кислородом, азотом, водородом воздуха зона расплавленного металла насыщается этими голами, изменяется микроструктура металла в месте разогрева, может происходить загрязнение посторонними примесями, и сваркой шов будет хрупким, пористым, непрочным. Поэтому обычно методы сварки титановых изделий неприемлемы. Сварка титана требует постоянного и неукоснительного предохранения сварного шва от загрязнения примесями и газами воздуха. Типология сварки титановых изделий предусматривает ее проведение с большой скоростью только в атмосфере инертных газов с применением специальных бескислородных флюсов. Наиболее качественная Сварка производится в специальных обитаемых или необитаемых камерах, зачастую автоматическими методами. Необходим постоянный контроль состава газа, флюсов, температуры, скорости сварки, а также качества шва визуальным, рентгеновским и другими методами. Сварной титановый шов хорошего качества должен иметь золотистый оттенок без всякой побежалости. Особо крупные изделия сваривают в специальных герметично закрытых помещениях, заполненных инертным газом. Работу производит сварщик высокой квалификации, оп работает в скафандре с индивидуальной системой жизнеобеспечения. Небольшие титановые изделия можно соединять методами пайки. Здесь возникают те же проблемы предохранения разогретых спаиваемых чистой от загрязнения газами воздуха и примесями, делающими пайку ненадежной. Кроме того, обычно припои (олово, медь и другие металлы) не пригодны. Используются только серебро и алюминий высокой степени чистоты. Соединения титановых изделий с помощью клейки пли болтов тоже имеют свои особенности. Титановая клепка очень трудоемкий процесс: на нее приходите» тратить вдвое больше времени, чем на алюминиевую. Резьбовое соединение титановых изделий ненадежны, так как титановые гайки и болты при завинчивании начинают налипать и задираться, и оно может не выдержать больших напряжений. Поэтому болты и гайки из титана обязательно покрывают топким слоем серебра или синтетической пленкой из тефлона, а уж потом используют для завинчивания.

Титан — все статьи и новости

Титан — спутник Сатурна, второй по величине среди спутников Солнечной системы после Ганимеда, спутника Юпитера. По диаметру (1552 км) Титан превосходит Луну на 50%, а по массе — на 80%. Обращается вокруг Юпитера примерно за 16 земных суток при среднем удалении от планеты около 611 тыс. км.

В первую очередь Титан интересен для астрономов тем, что это единственное, кроме Земли, космическое тело Солнечной системы, на поверхности которого доказано существование жидкости. При этом, как и вода на Земле, эта жидкость осуществляет круговорот в природе Титана. Также он является единственным спутником Сатурна, имеющим плотную атмосферу.

Поверхность Титана в основном состоит из водяного льда, из-за низких температур имеющего скальную твердость, и органических осадочных веществ. Толщина атмосферы составляет более 400 км, состоит она преимущественно из азота. Содержащиеся в ней метан и этан собираются в облака, являющиеся источником жидких и, возможно, твердых осадков. Попадая на поверхность Титана, имеющую среднюю температуру -179,5°C, эти осадки существуют там в жидком виде, после чего испаряются вновь. Вследствие круговорота метана-этана на поверхности Титана существуют озера, моря и реки. Три крупнейших «водоема» спутника: моря Лигейи, Кракена и Пурги — наполнены чистым метаном и окружены множеством углеводородных озер и рек.

Астрономы высказывают осторожные предположения о существовании на Титане жизни в виде микроорганизмов, потребляющих ацетилен и «выдыхающих» метан. Иным образом они не могут объяснить дефицит ацетилена на поверхности Титана.

Титан был открыт 25 марта 1655 года голландским физиком, математиком и астрономом Христианом Гюйгенсом. Орбита спутника с тех пор была хорошо изучена, однако, поскольку поверхность скрывалась под густой атмосферой, до конца прошлого века о ней ничего не было известно. Первые снимки Титана были получены пролетавшими мимо спутника космическими аппаратами Pioneer (в 1979 году сделал пять снимков Титана) и Voyager 1 (в 1980 году). Основная информация о спутнике начала поступать с июня 2004 года, когда к Сатурну прибыл зонд Cassini–Huygens. 14 декабря 2005 года спускаемый аппарат Huygens, ранее отделившийся от Cassini, опустился на поверхность Титана, по пути проведя анализ атмосферы Титана и впервые сделав снимки его поверхности.

Изображение: Courtesy NASA/JPL-Caltech

Крымский титан: как выглядит завод, о котором сейчас все говорят

11 сентября 2018

Автор фото, Dronarium

Завод «Крымский титан», расположенный в аннексированном Крыму, оказался в центре внимания после информации о токсичных выбросах на севере полуострова и юге Херсонской области.

В течение последних недель местные жители жаловались на жжение в горле и носу, странный налет и ржавчину, появившуюся на металлических предметах.

Временно и в Крыму, и в Херсонской области закрыли школы и садики, а детей стали вывозить подальше от загрязненной территории.

Власти полуострова заявили, что такая ситуация произошла из-за нехватки воды в кислотонакопителях завода. Они возлагают вину на Украину, которая после аннексии прекратила водоснабжение по Северо-Крымскому каналу.

Автор фото, Dronarium

Украинские власти с такими оценками не согласны.

По итогам лабораторных исследований, основным источником загрязнения является именно деятельность завода, а не кислотный накопитель, половина которого расположена на территории Херсонской области, заявил во вторник председатель Херсонской облгосадминистрации Андрей Гордеев.

Автор фото, Dronarium

По состоянию на 9 сентября работа завода приостановлена. В министерстве по вопросам временно оккупированных территорий и внутренне перемещенных лиц отмечают, что на объекте проводятся ремонтные работы.

Автор фото, Getty Images

«Украина не имеет доступа ко всей информации о ситуации на временно оккупированной территории, но, по предварительным оценкам экспертов, проведение ремонтных работ может свидетельствовать о последствиях техногенной аварии на предприятии, которая могла быть вызвана нарушением технологического цикла», — говорится в заявлении министерства.

Автор фото, Getty Images

Автор фото, Getty Images

Российские ученые сделали титан упругим, как человеческие кости

Это позволит создать имплантаты, способные полностью заменить поврежденные части скелета.

Исследователи из Национального исследовательского технологического университета МИСиС совместно с коллегами из Канады создали сплав со столь высокой упругостью, что его впервые можно использовать как полноценную замену костям. Статья об этом опубликована в Materials Science and Engineering: A.

В XX веке ученые выяснили, что наши кости ломаются и трескаются так часто главным образом из-за малых физических нагрузок. Особенно очевидно это стало в длительных полетах в космос, где без силы тяжести мышцы практически не нагружают кости и те стремительно деградируют. Поскольку современный образ жизни приводит ко все меньшей физической нагрузке, прочность человеческих костей и дальше будет снижаться, в особенности к пожилому возрасту. Количество переломов возрастет. Это значит, что нужен материал, который смог бы служить заменой для поврежденных костей.

Авторы новой работы предложили для этого сразу несколько сплавов на основе титана, циркония и ниобия. Все три металла исключительно устойчивы к коррозии, что особенно важно потому, что человеческий организм — агрессивная среда, где большинство деталей из металлов быстро разрушаются. Кроме того, они не ядовиты, как ряд легирующих добавок для сталей.

Созданные сплавы титан-цирконий-ниобий имеют «память формы». Это значит, что при нагреве они восстанавливают свою исходную форму даже если перед этим были полностью смяты. Такое свойство очень полезно для имплантатов: в человеческом организме они постоянно остаются теплыми, что побуждает материал возвращаться в свой первоначальный вид. Это исключает деформацию металлических заменителей костей со временем.

Наиболее важной чертой новых сплавов стала их большая упругость. Дело в том, что до этого титановые сплавы уже применялись в заменителях поврежденных костей, но имели неприятную особенность. Будучи прочными как кость, но не очень упругими, они не передавали нагрузку на соседние кости человека. Те, не испытывая нагрузки, становились менее прочными со временем, и соединение с титановой «костью» в итоге получалось непрочным. Титановый заменитель начинал «болтаться» на стыке с настоящей костью, что подвергало опасности здоровье пациента. С новым сплавом эта проблема будет решена — он передаст нагрузку на кости-соседи, и те уже не потеряют свою прочность.

Обработка титана будущего с Ceratizit

Снижение веса детали – основное требование в современной аэрокосмической отрасли. Это касается как гражданской, так и военной авиации. Все больше и больше находят применение композитные материалы, а детали, которые соединяют детали из композитов, изготавливаются в настоящее время все больше из титана. В связи с такой тенденцией обработка алюминия уходит на второй план. Увеличивается число субподрядчиков авиационных гигантов, которые имеют дело с труднообрабатываемым титаном.

Производители режущего инструмента делают в настоящее время упор на разработку новых сплавов, покрытий и геометрий, которые позволили бы при высокой производительности достичь низкой себестоимости изготовления деталей из трудно обрабатываемых материалов. Это возможно только при создании новых инструментов и пластин с отличной производительностью, хорошей стойкостью, отличными параметрами резания и безопасностью обработки. Недостаточно лишь улучшения имеющихся сплавов или геометрий для достижения таких целей. Поэтому ведущие инженеры Ceratizit разработали абсолютно новую комбинацию режущего материала, покрытия и геометрии, которые были изначально предназначены для обработки титановых сплавов:

• Новый сплав Ceratizit обладает отличной теплостойкостью;
• Новое покрытие Ceratizit с достаточной прочностью, отличной износостойкостью и низким коэффициентом трения;
• Новые стружколомы Ceratizit для улучшенного стружкодробления при обработке титановых сплавов.

Титановые сплавы характеризуются низкой плотностью, которая немного больше чем у алюминия. Однако при этом титан обладает большей прочностью, что позволяет изготавливать более тонкостенные детали с пониженным весом. Недостатком титановых сплавов является их трудная обрабатываемость, что отражается на повышенных затратах на изготовление деталей из-за низкой скорости обработки. Основной важной причиной этого является низкая теплопроводность титана. Титан проводит тепло примерно в 10 раз хуже, чем сталь. Титановая стружка не отводит тепло из зоны резания, и все тепло остается либо в пластине, либо в инструменте. Поэтому и было разработано новое покрытие с повышенной теплостойкостью, которое позволяет, благодаря своим характеристикам, работать на скоростях, которые на 15-20% выше, чем инструмент других производителей.

Недавно разработанное Ceratizit CVD покрытие TiB2 защищает твердый сплав от абразивного износа, а также служит тепловым барьером, чтобы тепло не дошло до самого твердого сплава при обработке. Покрытие имеет очень гладкую поверхность, чтобы стружка могла скользить по поверхности, не причиняя особого вреда пластине.

Только очень теплостойкое новое покрытие СТС5240 позволяет обрабатывать титановые сплавы пластинами с очень позитивной геометрией и острой режущей кромкой. В таком случае снижается усилие резания, тем самым также снижается теплообразование, и благодаря позитивной геометрии наблюдается отличное стружкодробление.

Таким образом, все эти положительные эффекты позволяют увеличить стойкость пластин Ceratizit на 20% по сравнению с пластинами других производителей.

Обзор: Титан – главная жертва пандемии в российской металлургии | Макроэкономика и отрасли

РИА Рейтинг – 22 дек. Еще весной, когда вводились жесткие ограничения в экономике, цены промышленных металлов на мировом рынке падали, а спрос сокращался,  и казалось что 2020 год, по аналогии с 2009-ым, станет одним из худших для металлургии за многолетний период. Но действительность оказалась лучше прогнозов.

По данным Росстата, металлургическое производство в январе-сентябре текущего года снизилось всего на 2,4%. Для сравнения, в 2009 году падение производства в отрасли составило 13,5%. При этом российские металлурги, в отличие от американских и европейских коллег, не останавливали свои производственные мощности и не производили массового сокращения персонала.

По некоторым видам металлов, несмотря ни на что, по итогам девяти месяцев даже отмечена положительная динамика производства. В частности, выросло производство алюминия, меди, цинка, кобальта, металлов платиновой группы.

Черная металлургия снизила производство, но очень незначительно – всего на 0,1%. Спрос на стальной прокат внутри страны просел примерно на 5% по сравнению с прошлым годом, но зато вырос экспорт. Российские вертикально-интегрированные металлургические компании за счет обеспеченности собственным сырьем оказались более конкурентоспособными на мировом рынке в период снижения цен на стальную продукцию и роста цен на железную руду.

Однако в некоторых металлургических секторах ситуация в период пандемии выглядела значительно хуже, чем в целом по отрасли.

Более других от пандемического кризиса пострадала титановая промышленность. Производство необработанного титана сократилось по итогам девяти месяцев почти на 30% – это худший результат в металлургии. Основная причина спада – сокращение спроса на титановый прокат со стороны авиастроителей, что стало прямым следствие пандемии, из-за которой произошло беспрецедентное падение авиаперевозок в мире.

Европейский концерн Airbus по итогам девяти месяцев сократил продажи самолетов на треть до 341, американский Boeing втрое – до 98 машин. В результате, российской компании «ВСМПО-Ависма», которая является крупнейшим поставщиком титановой продукции для компаний мировой авиакосмической промышленности, по ходу года пришлось снижать производственные планы. Компания прогнозирует падение производства по итогам 2020 года примерно на 30% до 26,5 тыс. тонн.

Второй по глубине спада среди секторов металлургии стала трубопрокатная промышленность. Производство стальных труб (включая профили пустотелые, исключая фитинги стальные) за девять месяцев 2020 года снизилось по сравнению с январем-сентябрем прошлого года на 13,5% до 8101,2 тыс. тонн, что стало минимальным значением за последние четыре года.

Однако, в отличие от титановой промышленности, спад в производстве труб не был напрямую связан с пандемическим кризисом. Очень сильно сократился внутренний спрос. По оценке экспертов РИА Рейтинг, видимое внутреннее потребление стальных труб снизилось в январе-сентябре 2020 года на 20,5% до 6872,7 тыс. тонн. Одна из причин снижения внутреннего спроса – резкое сокращение добычи нефти в рамках нового соглашения ОПЕК+, в результате чего инвестиции в нефтедобыче, газодобыче и в целом в добывающем секторе, а также в трубопроводном транспорте стали падать.

Кроме того, глубокий спад вызван фактором высокой базы, так как в прошлом году производство стальных труб достигло рекордного показателя. Сказалась и ярко выраженная цикличность рынка труб большого диаметра. Как правило, периоды активного строительства магистральных нефте- и газопроводов сменяются периодами относительного затишья. Так, в предыдущие годы велось строительство магистральных газопроводов «Сила Сибири», «Турецкий поток», «Северный поток-2». В текущем году проектов, аналогичных по масштабу, не осуществлялось.

Эксперты РИА Рейтинг полагают, что статистика четвертого квартала в металлургии, как минимум, будет не хуже, чем по итогам девяти месяцев. На внешнем рынке сейчас наблюдается дефицит стальной продукции по причине закрытых ранее мощностей. Поэтому цены растут практически на всех региональных рынках – в Европе, в США, в Китае. На внутреннем рынке также существенного ухудшения спроса не ожидается, учитывая сравнительно неплохую статистику в строительстве и улучшение производственных показателей в машиностроении.

В целом по итогам года темп спада металлургического производства в России не превысит 2%.

Подробный анализ тенденций, складывавшихся в российской металлургии за девять месяцев 2020 года, конъюнктуры мировых рынков Вы сможете найти в бюллетене «Металлургия: тенденции и прогнозы. Итоги января-сентября 2020 года», подготовленном экспертами Рейтингового агентства «РИА Рейтинг».

Объем бюллетеня – 48 страниц формата А4, включая 28 графиков и 12 таблиц. В качестве источников информации используются данные Росстата, ФТС, Лондонской биржи металлов, данные компаний, данные СМИ, собственные расчеты РИА Рейтинг и другие источники.

Бюллетень выпускается с 2011 года на ежеквартальной основе. График выпуска бюллетеня: итоги года – март-апрель, итоги I-го квартала – июнь-июль, итоги первого полугодия – сентябрь-октябрь, итоги 9-ти месяцев – декабрь.

Бюллетень распространяется по платной подписке. Для получения полной версии бюллетеня свяжитесь с нами: e-mail: rating@rian. ru, или оформите заявку по ссылке.

Содержание аналитического бюллетеня «Металлургия: тенденции и прогнозы» – выпуск № 40 (итоги января-сентября 2020 года), ключевые индикаторы отрасли, а также примеры графиков и таблиц доступны по ссылке >>>

РИА Рейтинг – это универсальное рейтинговое агентство медиагруппы МИА «Россия сегодня», специализирующееся на оценке социально-экономического положения регионов РФ, экономического состояния компаний, банков, отраслей экономики, стран. Основными направлениями деятельности агентства являются: создание рейтингов регионов РФ, банков, предприятий, муниципальных образований, страховых компаний, ценных бумаг, другим экономических объектов; комплексные экономические исследования в финансовом, корпоративном и государственном секторах.

МИА «Россия сегодня» – международная медиагруппа, миссией которой является оперативное, взвешенное и объективное освещение событий в мире, информирование аудитории о различных взглядах на ключевые события. МИА «Россия сегодня» представляет линейку информационных ресурсов агентства: РИА Новости, РИА Новости Спорт, РИА Новости Недвижимость, Прайм, РИА Рейтинг, ИноСМИ, Социальный навигатор. За рубежом медиагруппа представлена международным новостным агентством и радио Sputnik. Следите за новостями МИА «Россия сегодня» в телеграм-канале пресс-службы – «Зубовский, 4»

6 удивительных фактов о титане

Титан с атомным номером 22 является тугоплавким металлом, который широко используется в аэрокосмической и обрабатывающей промышленности. Его прочные и легкие свойства делают его идеальным для применения в аэрокосмической и производственной сферах. Но даже если вы слышали о титане, вероятно, есть некоторые особенности этого металла, о которых вы не знаете.

# 1) Он вдвое прочнее алюминия

По сравнению с алюминием титан примерно в два раза прочнее. Для применений с высокими напряжениями, требующих прочного металла, нет замены титану. В то время как прочность стали равна прочности титана, сталь весит примерно на 45% больше, чем ее титановый аналог.

# 2) Естественная устойчивость к коррозии

Титан не только прочный и легкий; он также естественно устойчив к коррозии. Когда титан первоначально подвергается воздействию кислорода, на нем образуется тонкий слой оксида, который защищает остальной металл от дальнейшей коррозии.Некоторые металлообрабатывающие компании также добавляют другие металлы для создания титановых сплавов с превосходным уровнем защиты от коррозии.

# 3) Это не происходит естественным образом

Вопреки распространенному мнению, титан не встречается в природе. Скорее, он содержится в минералах руктил, ильменит и сфен. Эти минералы собирают, после чего добывают титан.

# 4) Используется для медицинских имплантатов

Титан часто используется для медицинских имплантатов, потому что он редко отторгается человеческим организмом. Как объясняется в этой статье в Википедии, он считается самым биосовместимым металлом в мире. Титан способен противостоять уникальным средам внутри человеческого тела. В то же время он несет меньший риск отторжения, чем другие металлы, используемые для медицинских имплантатов.

# 5) Только 0,63% земной коры составляет титан

Как девятый по содержанию элемент в земной коре, титан относительно редок. Исследования показывают, что на прочный и легкий металл приходится всего около 0.63% земной коры. При таком небольшом количестве доступного титана его сбор и производство обходятся дороже, чем другие металлы. Конечно, его уникальные свойства — прочность, легкость и естественная устойчивость к коррозии — делают титан оправданным вложением в определенные области применения.

# 6) Обладает высокой температурой плавления

Титан также имеет высокую температуру плавления. При нагревании титан не разжижается, пока не достигнет 3034 градуса по Фаренгейту. Для сравнения: температура плавления алюминия составляет всего 1221 градус по Фаренгейту, а температура плавления железа — 2750 градусов по Фаренгейту.С учетом сказанного, титан по-прежнему имеет более низкую температуру плавления вольфрама. В естественной форме температура плавления вольфрама составляет 6192 градуса по Фаренгейту.

Нет тегов для этого сообщения.

10 интересных фактов о титане

Титан содержится в хирургических имплантатах, солнцезащитных кремах, самолетах и ​​оправе очков. Вот 10 фактов о титане, которые могут быть вам интересны и полезны:

1. Титан назван в честь титанов из мифологии. В греческой мифологии титаны были богами Земли.Правитель титанов Кронос был свергнут младшими богами во главе со своим сыном Зевсом, правителем олимпийских богов.
2. Первоначальное название титана было манакканит . Металл был обнаружен в 1791 году Уильямом Грегором, пастором в деревне Манаккан на юге Корнуолла в Соединенном Королевстве. Грегор сообщил о своем открытии Королевскому геологическому обществу Корнуолла и опубликовал его в немецком научном журнале Crell’s Annalen . Обычно первооткрыватель элемента называет его, так что же произошло? В 1795 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот независимо открыл металл и назвал его титаном в честь греческих титанов.Клапрот узнал о более раннем открытии Грегора и подтвердил, что эти два элемента являются одним и тем же. Он приписал Грегору открытие элемента. Однако металл не был выделен в чистом виде до 1910 года металлургом Мэтью Хантером из Скенектади, штат Нью-Йорк, который назвал элемент титан .
3. Титан является девятым по содержанию элементом в земной коре. Он естественным образом встречается в человеческом теле, в растениях, в морской воде, на Луне, в метеоритах, а также на Солнце и других звездах.Элемент обнаруживается только в связке с другими элементами, а не в свободном по своей природе в чистом виде. Больше всего титана на Земле содержится в магматических (вулканических) породах. Почти каждая вулканическая порода содержит титан.
4. Хотя титан используется во многих продуктах, почти 95% очищаемого металла используется для производства диоксида титана, TiO ₂ . Диоксид титана — это белый пигмент, который используется в красках, солнцезащитных кремах, косметике, бумаге, зубной пасте и многих других продуктах.
5. Одной из характеристик титана является чрезвычайно высокое соотношение прочности и веса.Хотя он на 60% плотнее алюминия, он более чем в два раза прочнее. Его прочность сопоставима со сталью, но титан на 45% легче.
6. Еще одной важной характеристикой титана является его высокая коррозионная стойкость. Сопротивление настолько велико, что, по оценкам, титан может подвергнуться коррозии до толщины листа бумаги только через 4000 лет в морской воде!
7. Титан используется в медицинских имплантатах и ​​ювелирных изделиях, поскольку он считается нетоксичным и инертным.Однако на самом деле титан является химически активным, и мелкая титановая стружка или пыль представляют опасность пожара. Нереактивность связана с пассивацией титана, при которой металл образует оксидный слой на своей внешней поверхности, поэтому титан не продолжает реагировать или разлагаться. Титан может остеоинтегрироваться, что означает, что кость может вырасти в имплант. Это делает имплант намного прочнее, чем он был бы в противном случае.
8. Титановые контейнеры могут найти применение для длительного хранения ядерных отходов.Из-за высокой коррозионной стойкости титановые контейнеры могут прослужить до 100 000 лет.
9. Некоторое золото 24 карат на самом деле не является чистым золотом, а представляет собой сплав золота и титана. Одного процента титана недостаточно, чтобы изменить карат золота, но он дает металл, который намного прочнее чистого золота.
10. Титан — переходный металл. У него есть некоторые свойства, обычно наблюдаемые в других металлах, такие как высокая прочность и температура плавления (3034 градуса по Фаренгейту или 1668 градусов по Цельсию). В отличие от большинства других металлов, он не очень хорошо проводит тепло или электричество и не очень плотный. Титан немагнитен.

Титан

Химический элемент титан относится к переходным металлам. Он был открыт в 1791 году преподобным Уильямом Грегором.

Зона данных

Классификация:	Титан — переходный металл
Цвет:	серебристо-белый
Атомный вес:	47,87
Состояние:	цельный
Точка плавления:	1668 o C, 1941 K
Температура кипения:	3287 o C, 3560 K
Электронов:	22
Протонов:	22
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе:	26
Электронные оболочки:	2,8,10,2
Электронная конфигурация:	[Ар] 3d 2 4s 2
Плотность при 20 o C:	4. 50 г / см 3

Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
реакций, соединений, радиусов, проводимости

Атомный объем:	10,64 см 3 / моль
Состав:	hcp: шестиугольное закрытие pkd
Твердость:	6,0 МОС
Удельная теплоемкость	0,52 Дж г -1 K -1
Теплота плавления	14.15 кДж моль -1
Теплота распыления	471 кДж моль -1
Теплота испарения	425 кДж моль -1
1 st энергия ионизации	658 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	1310,3 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	2652.5 кДж моль -1
Сродство к электрону	7,6 кДж моль -1
Минимальная степень окисления	-1
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	4
Макс. общее окисление нет.	4
Электроотрицательность (шкала Полинга)	1,54
Объем поляризуемости	14.6 Å 3
Реакция с воздухом	мягкая, w / ht ⇒ TiO 2
Реакция с 15 M HNO 3	пассивированный
Реакция с 6 M HCl	нет
Реакция с 6 М NaOH	нет
Оксид (оксиды)	TiO, Ti 2 O 3 , TiO 2 (диоксид титана) и др.
Гидрид (ы)	TiH 2
Хлорид (ы)	TiCl 2 , TiCl 3 , TiCl 4
Атомный радиус	140 вечера
Ионный радиус (1+ ион)	128 вечера
Ионный радиус (2+ ионов)	100 часов
Ионный радиус (3+ иона)	81 вечера
Ионный радиус (1-ионный)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	21. 9 Вт м -1 K -1
Электропроводность	2,6 x 10 6 S м -1
Температура замерзания / плавления:	1668 o C, 1941 K

Музей Гуггенхайма, Бильбао, покрытый титановыми панелями.

Ильменит, минерал, в котором Уильям Грегор открыл титан.

Открытие титана

Доктор Дуг Стюарт

Об открытии титана было объявлено в 1791 году геологом-любителем преподобным Уильямом Грегором из Корнуолла, Англия. ^{(1), (2)}

Грегор нашел черный магнитный песок, похожий на порох, в ручье в округе Маннакан в Корнуолле, Англия. (Мы теперь называем этот песчаный ильменит; это смесь, состоящая в основном из оксидов железа и титана.)

Грегор проанализировал песок и обнаружил, что это в основном магнетит (Fe ₃ O ₄ ) и довольно нечистый оксид нового металла, который он описал как «красновато-коричневый окалин».

Эта окалина стала желтой при растворении в серной кислоте и пурпурной при восстановлении железом, оловом или цинком.Грегор пришел к выводу, что он имел дело с новым металлом, который он назвал манакканитом в честь прихода Маннакана.

Обнаружив новый металл, Грегор вернулся к своим пастырским обязанностям.

Немногое больше происходит в нашей истории до 1795 года, когда известный немецкий химик Мартин Клапрот испытал волнение от открытия нового металлического элемента. Клапрот назвал новый металл титаном в честь титанов, сыновей богини Земли в греческой мифологии.

Клапрот обнаружил титан в минерале рутиле из Бойника, Венгрия.Как и калькс Грегора, рутил был красного цвета. В 1797 году Клапрот прочитал отчет Грегора от 1791 года и понял, что красный оксид, в котором он нашел титан, и красный оксид, в котором Грегор нашел манакканит, на самом деле одно и то же; титан и макканит были одним и тем же элементом, и Грегор был настоящим первооткрывателем этого элемента.

Грегор, возможно, превзошел Клапрота в новом металле, но ученые предпочли «титан» Клапрота «манакканиту» Грегора.

Получить образец чистого титана оказалось намного сложнее, чем его обнаружить.

Многие ученые пытались, но прошло 119 лет с момента его открытия, пока в 1910 году металлургом Мэтью Хантером в Скенектади, штат Нью-Йорк, металлургом Мэтью Хантером не был выделен титан с чистотой 99,9%, который нагрел хлорид титана (IV) с натрием до красного тепла в цилиндре под давлением. ⁽²⁾

В 1936 году процесс Кролла (нагрев хлорида титана (IV) с магнием) сделал возможным промышленное производство титана. К 1948 году мировое производство достигло всего 3 тонн в год.

К 1956 году, однако, ученые и инженеры поняли, что свойства титана очень желательны, и мировое производство выросло до 25 000 тонн в год. ⁽³⁾

Прогноз мирового производства металлического титана с использованием процесса Kroll на 2011 год составлял 223 000 метрических тонн. ⁽⁴⁾

Кузнец делает нож из титана и демонстрирует свойства металла.

Мелкодисперсный титан легко горит.

Компьютерное изображение атомов титана (синий), связанных с углеродной нанотрубкой в ​​водородном (красный) топливном элементе.Подобные молекулы могут повысить эффективность топливных элементов для использования в автомобилях. Изображение: T. Yildirim / NIST

Внешний вид и характеристики

Вредные воздействия:

Металлический титан считается нетоксичным. В виде металлической стружки или порошка он представляет значительную опасность пожара. Хлориды титана вызывают коррозию.

Характеристики:

Чистый титан — легкий, серебристо-белый, твердый, блестящий металл. Он обладает превосходной прочностью и устойчивостью к коррозии, а также имеет высокое соотношение прочности и веса.

Скорость коррозии титана настолько мала, что после 4000 лет в морской воде коррозия могла бы проникнуть в металл только на толщину тонкого листа бумаги. ⁽³⁾

При высоких температурах металл горит на воздухе и, что необычно, титан горит еще и в чистом азоте.

Титан пластичен и податлив при нагревании.

Нерастворим в воде, но растворим в концентрированных кислотах.

Использование титана

Металлический титан используется в качестве легирующего агента с металлами, включая алюминий, железо, молибден и марганец.Сплавы титана в основном используются в аэрокосмической отрасли, самолетах и ​​двигателях, где необходимы прочные, легкие, термостойкие материалы.

Благодаря своей устойчивости к морской воде (см. Выше) титан используется для изготовления корпусов кораблей, гребных валов и других конструкций, подверженных воздействию моря.

Титан также используется в имплантатах для замены суставов, таких как шаровидный тазобедренный сустав.

Около 95% производства титана приходится на долю диоксида титана (диоксида титана).Этот ярко-белый пигмент с высоким показателем преломления и сильным поглощением ультрафиолетового излучения используется в белых красках, пищевых красителях, зубных пастах, пластмассах и солнцезащитных кремах.

Титан используется в нескольких повседневных изделиях, таких как сверла, велосипеды, клюшки для гольфа, часы и портативные компьютеры.

Численность и изотопы

Полнота земной коры: 0,56% по массе, 0,25% по молям

Солнечная система изобилия: 4 части на миллион по весу, 100 частей на миллиард по молям

Стоимость, чистая: 661 доллар за 100 г

Стоимость, оптом: $ за 100 г

Источник: Титан — девятый по содержанию металл в земной коре.Титан не встречается в природе, но содержится в таких минералах, как рутил (оксид титана), ильменит (оксид железа, титана) и сфен (титанит или силикат титана кальция).

В промышленных масштабах металл выделяют с использованием процесса Кролла, при котором оксид титана сначала получают из минерала ильменита. Оксид TiO ₂ затем превращается в хлорид (TiCl ₄ ) посредством карбохлорирования. Его конденсируют и очищают фракционной перегонкой, а затем восстанавливают расплавленным магнием в атмосфере аргона.

Изотопы: Титан имеет 18 изотопов, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 39 до 57. Встречающийся в природе титан представляет собой смесь его пяти стабильных изотопов, и они находятся в указанных процентах: ⁴⁶ Ti (8,2%), ⁴⁷ Ti (7,4%), ⁴⁸ Ti (73,7%), ⁴⁹ Ti (5,4%) и ⁵⁰ Ti (5,2%). Наиболее естественно распространенный из этих изотопов ⁴⁸ Ti в количестве 73,7%.

Список литературы

1. Уильям Грегор, Beobachtungen und Versuche über den Menakanite, einen in Cornwall gefundenen magnetischen Sand. , в Chemische Annalen Лоренца Крелла, 1791, стр. 40.
2. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. XI. Некоторые элементы, выделенные с помощью калия и натрия: цирконий, титан, церий и торий. J. Chem. Образов., 1932, с. 1231.
3. Том Маргерисон, Будущее титана., New Scientist, 12 июня 1958 г., стр. 156.
4. Исследования и разработки в области титана.

Цитируйте эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

 Титан 
 

или

  Факты о титановых элементах 
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

 «Титан». Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 октября 2012 г. Интернет.
. 

Титан | Химия | The Guardian

Если вам нравится думать, что элементы связаны с определенной страной, то моим британским читателям особенно понравится сегодняшний элемент, поскольку он был обнаружен в Корнуолле. Сегодняшний элемент — это титан Ti с атомным номером 22. Титан — это переходный металл серебристого цвета с низкой плотностью, легкий, очень прочный и устойчивый к коррозии. Эти качества, вероятно, вдохновили его название, которое чествует титанов из греческой мифологии. Как и следовало ожидать, у титана есть удивительное множество применений и применений.

Большая часть добываемого титана используется в аэрокосмической промышленности и в военных целях. Однако большинство людей, вероятно, знакомы с титаном, потому что они используют его каждый день: в ювелирных изделиях, в велосипедных рамах и компонентах, в качестве зубных и ортопедических имплантатов, а также для отбеливания зубных паст и создания ярких белых фейерверков.

Вот увлекательный видеоклип из программы Science Channel, который показывает, как производится чистый титан:

Вы уже встречали эти элементы:

Скандий: Sc , атомный номер 21
Кальций: Ca , атомный номер 20
Калий: K , атомный номер 19
Аргон: Ar , атомный номер 18
Хлор: Cl , атомный номер 17
Сера , Сера , атомный номер 16
Фосфор: P , атомный номер 15
Кремний: Si , атомный номер 14
Алюминий: Al , атомный номер 13
Магний: атомный номер 12
Натрий: Na , атомный номер 11
Неон: Ne , атомный номер 10
Фтор: F , атом ic номер 9
Кислород: O , атомный номер 8
Азот: N , атомный номер 7
Углерод: C , атомный номер 6
Бор: B , атомный номер 5
Бериллий: Be , атомный номер 4
Литий: Li , атомный номер 3
Гелий: He , атомный номер 2
Водород: H , ат.

Вот замечательная интерактивная Периодическая таблица элементов, с которой действительно интересно играть!

.

электронная почта: [email protected]
twitter: @GrrlScientist

Факты о титане для детей (все, что вам нужно знать!)

Титан — химический элемент с обозначением Ti.

Титан из группы переходных металлов. В периодической таблице титан — первый элемент в четвертой колонке.

Металлический титан имеет атомный номер двадцать два.

Он имеет 22 протона и 22 электрона.

Открытие:

Титан был обнаружен британским пастором Уильямом Грегором в 1791 году и позже был назван немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом.

Название титан произошло от титанов, которые были греческими богами. В 1910 году новозеландец Мэтью А. Хантер выделил титан с чистотой 99,9%.

Метод, которым это было сделано, был известен как процесс Хантера.

Факты о титане для детей

• атомный номер: 22
• Атомный вес: 47. 867
• Плотность: 4,506 г / см в кубе
• Символ: Ti
• Классификация: переходный металл
• Точка плавления: 1668 ° C, 3034 ° F
• Точка кипения: 3287 ° C, 5949 ° F
• Фаза при стандартных условиях: твердый
• Обнаружен: Уильямом Грегором в 1791 году.Чистый титан, впервые выделенный М. А. Хантером в 1910 году.

Характеристики и свойства:

Чистый титан — серебристо-белый металл. В стандартных условиях он прочный и легкий. Он может быть хрупким при комнатной температуре, но становится пластичным при повышении температуры. Металлический титан хорошо сопротивляется коррозии от других элементов и веществ, таких как кислород и кислоты, включая хлор и морскую воду.

Он имеет самое высокое соотношение прочности к весу среди металлов, что означает, что он очень легкий, но при этом очень прочный.Титан так же прочен, как сталь, но весит на 45% легче и вдвое прочнее алюминия, но на 60% плотнее алюминия.

Титан легко соединяется с другими элементами. Титан имеет точку кипения 5949 ° F (3287 ° C) и точку плавления 3034 ° F (1668 ° C). Титан немагнитен и очень плохо проводит тепло и электричество.

Титан присутствует практически в каждом живом существе. Тем не мение; он остается нетоксичным и не выполняет никаких функций в организме человека.Он только проходит, но не поглощается.

Где добывают титан?

сообщает об этом. Трудно найти титан как чистый элемент. Тем не мение; титан содержится в некоторых минералах в составе земной коры. Титан занимает седьмое место по содержанию металла и девятое место по содержанию элемента в земной коре. Рутил и ильменит — минералы, которые считаются лучшим источником титана. Канада, Австралия и Южная Африка являются крупнейшими производителями этих руд.Диоксид титана — наиболее распространенное соединение титана. Титан присутствует в солнце, звездах и метеоритах.

Использование титана:

Титан в основном используется в виде диоксида титана (TiO2). Диоксид титана — это ярко-беловатый порошок, который имеет ряд промышленных применений. Он используется в производстве пластмасс, красок, бумаги, зубной пасты, спортивного инвентаря, солнцезащитных кремов, цемента и т. Д.

Титан легирован такими элементами, как железо, никель, ванадий, алюминий и марганец для получения легких, но прочных сплавов.Эти сплавы используются для изготовления ракет, самолетов, брони, кораблей и т. Д.

Благодаря своей устойчивости к коррозии, он может использоваться в морской воде. Металлический титан также используется в производстве мотоциклов и гоночных автомобилей из-за его прочности и небольшого веса.

Характеристики прочности к весу делают титан ценным при производстве таких продуктов, как решетки для футбольных шлемов, ноутбуки, теннисные ракетки, огнестрельное оружие, рамы для велосипедов и кухонная утварь.

Он нетоксичен и безвреден для человеческого организма, поэтому используется при изготовлении ряда хирургических инструментов и имплантатов.

Титан используется в медицине, например, при замене тазобедренного сустава и зубных имплантатах. Благодаря своей прочности титан также используется в производстве ювелирных изделий, таких как наручные часы, кольца, серьги и т. Д.

Его часто используют в качестве тугоплавкого металла из-за его высокой температуры плавления, превышающей 3000 градусов по Фаренгейту. В Бильбао, Испания, знаменитый музей Гуггенхайма имеет панели, покрытые титаном.

Изотопы

Существует пять стабильных изотопов титана, включая титан-46, 47, 48, 49 и 50. Изотоп титан-48 является основным источником титана в природе (естественное содержание 73,8%). Титан содержит одиннадцать радиоактивных изотопов, из которых семь имеют время жизни менее 33 секунд. Немногочисленные радиоизотопы имеют время жизни менее половины секунды.

Интересные атрибуты титана:

• Поверхность титана легко окисляется на воздухе.
• Титан — единственный элемент, который горит в чистом азоте.
• Титановые контейнеры используются для хранения ядерных отходов.

30 фактов о титане, которые вы должны знать

1. Атомы титана имеют 22 электрона.
2. Атомы титана имеют 22 протона.
3. Титан классифицируется как переходный металл.
4. Символ титана в таблице периодов — Ti.
5. Титан — первый элемент в 4-м столбце периодической таблицы.

1. Атомный номер титана 22.
2. Атомный вес титана 47,867. Кроме того, его плотность составляет 4,506 грамма на кубический сантиметр.
3. Температура плавления титана составляет 1668 ° C или 3034 ° F.
4. Точка кипения титана составляет 3287 ° C или 5949 ° F.
5. В целом, лучший актив титана — это соотношение прочности и веса.Титан очень прочный, но при этом очень легкий.
6. Титан вдвое прочнее алюминия.
7. Титан легче стали. Но, прежде всего, он прочен, как сталь.
8. Титан имеет предел прочности на разрыв 63 000 фунтов на квадратный дюйм.
9. Титан известен своей устойчивостью к коррозии / ржавчине.
10. Титан содержится в таких минералах, как рутил, ильменит и сфен. Большинство титановых производств расположены в Китае, России, Японии и Казахстане.

1. Титан слабомагнитен, также известен как парамагнетизм.Парамагнетизм — это форма магнетизма, при которой материалы слабо притягиваются внешним магнитным полем.
2. Титановая руда — это добываемая руда, из которой при плавке в промышленной печи образуются титановые слитки.
3. Китай — крупнейший производитель титана в мире. Прежде всего, Китай обладает крупнейшими в мире запасами титана.
4. Титан — 9-й элемент земной коры по распространенности.
5. Титан — единственный элемент, который может гореть в чистом азоте.

Уильям Грегор открыл титан в 1791 году.

В 1791 году Уильям Грегор (британский священник и минералог) открыл титан. Более того, Уильям Грегор родился в день Рождества (25 декабря 1761 года) и умер 11 июня 1817 года от туберкулеза. Прежде всего Уиллам Грегор любил изучать минералы в качестве хобби и назвал этот элемент «Менаханит».Однако название титан было присвоено Мартину Генриху Клапроту после его повторного открытия.

Фото из Getty Images

Мартин Генрих Клапрот назвал титановый элемент.

Мартин Генрих Клапрот (немецкий химик) назвал титановый элемент в честь титанов из греческой мифологии. Кроме того, Клапрот также открыл другие элементы, такие как уран, цирконий и церий. Клапрот родился 1 декабря 1743 года и умер в возрасте 73 лет в первый день Нового года, 1 января 1817 года.

Мэтью Хантер произвел первый чистый титан.

Мэтью Хантер, металлург из Окленда, Новая Зеландия, произвел первый чистый титан в 1910 году. С другой стороны, Мэтью Хантер произвел титан чистотой 99,9% по технологии, которая называется «Процесс Хантера». Процесс включает восстановление тетрахлорида титана натрием в реакторе периодического действия с температурой 1000 ° C.

Читайте также: Еще удивительные факты о химии

Ядерные отходы хранятся в титановых контейнерах.

Хранилище ядерных отходов — титановые контейнеры. Коррозионная стойкость этих титановых контейнеров может длиться до 100 000 лет. Таким образом, он обеспечивает долгосрочное хранение опасных излучений ядерных отходов.

Титан стал предпочтительным металлом для протезирования.

Титан был впервые использован в хирургии в 1950-х годах и стал предпочтительным металлом для протезирования. По этой причине титан внезапно стал важной частью биомедицинских имплантатов. Антикоррозионные свойства титана сделали его «биосовместимым» для человеческого тела.

Из титана строят прочные самолеты и корабли.

Фото из Getty Images

Одно из основных применений титана — в аэрокосмической и авиационной промышленности, где необходимы прочные, легкие и неагрессивные материалы.Он также идеально подходит для судов из-за его устойчивости к морской воде. Скорость коррозии титана чрезвычайно мала: в морской воде потребуется более тысячи лет, прежде чем коррозия сможет проникнуть внутрь.

Есть разные марки титана.

В общем, титан — это твердый, блестящий, прочный металл при комнатной температуре. Но вопреки мнению многих, титан бывает разных сортов.Кроме того, титан 1-го класса является самым мягким и пластичным. С другой стороны, титан класса 4 имеет самую высокую коррозионную стойкость.

Титан стоит около 30 долларов за фунт.

Титан стоит около 30 долларов за фунт, что делает его более дорогим, чем другие металлы, в основном из-за его редкости и сложной процедуры производства. Однако белое золото по-прежнему дороже титана.

Титан также является хорошей альтернативой традиционным украшениям.

Ювелирные изделия из титана считаются ценным вложением средств, поскольку они служат и сохраняют свой внешний вид на всю жизнь. В отличие от золотых украшений, титан не гнется, не ломается и не плавится в обычных условиях. Прежде всего, гравировка титановых украшений также возможна с помощью лазерного гравера.

Читайте также: 30 удивительных фактов об углероде, которые нельзя пропустить

Титановый Человек — вымышленный суперзлодей Marvel.

Изображение с YouTube

Titanium Man — вымышленный суперзлодей, созданный Marvel. В 1965 году Титановый Человек появился в Tales of Suspense от его создателя Стэна Ли и Дона Хека. Кроме того, Титановый Человек использует зеленую броню, очень похожую на Железного человека.Оттуда вымышленный суперзлодей приобрел популярность, что привело к его собственным видеоиграм в качестве вражеского босса, он также появлялся на телевидении и в фигурках игрушечных боевиков.

6 фактов о титане

Названный в честь колоссальных титанов греческой мифологии, титан является самым прочным металлом на Земле. Хотя это не дефицитный металл, он стоит дорого из-за дороговизны его добычи и производства. Возможно, вы слышали о титановых клюшках для гольфа или титановых подводных лодках, но знаете ли вы, что в белой глазури для торта есть титан? Вот шесть интересных фактов об известном прочном металле.

1. «Богоподобный» металл не выковывали до 20 века

Еще в 1791 году британский минералог-любитель и церковный пастор Уильям Грегор зачерпнул любопытный черный песок в ручье недалеко от города Корнуолл. Часть песка была магнитной, что, как определил Грегор, было оксидом железа, но другой материал оставался загадкой. Это наверняка был еще один оксид, но не тот, который фигурирует в книгах Королевского геологического общества.

Немецкий химик Мартин Генрих Клапрот повторно открыл странный оксид в 1795 году и дал ему мифологическое название оксид титана в честь божеств, предшествовавших олимпийцам в греческой мифологии

Хотя он был открыт в конце 18 века, чистый титан не был изолирован от его оксида до 1910 года, когда американский химик Мэтью Хантер, работавший в General Electric, придумал, как отделить серебристый металл от оксида под действием высокой температуры и давления в герметичной «бомбе». «

2. Он невероятно легкий и прочный

Титановые сплавы (смесь титана и других металлов) обладают самым высоким соотношением прочности к весу среди всех металлов на планете. Чистый титан такой же прочный, как сталь, но на 45 процентов легче .

Впечатляющее соотношение прочности и веса титана сделало титановые сплавы незаменимыми материалами для авиационных двигателей и корпусов, ракет, ракет — любого применения, где металлические компоненты должны быть как можно более прочными и легкими.

Airbus A380 , самый большой пассажирский самолет в мире, включает 77 тонн (70 метрических тонн) титана, в основном в его массивные двигатели.

Благодаря металлургическому нововведению 1930-х годов, получившему название «процесс Нокса», промышленная ковка титана вошла в полный размах в 1940-х и 1950-х годах. Первое применение было в военных самолетах и ​​подводных лодках (как американских, так и российских), а затем в коммерческих самолетах в 1960-х годах.

3.

Титан не ржавеет

Коррозия — это электрохимический процесс, который со временем медленно разрушает большинство металлов. Когда металлы подвергаются воздействию кислорода в воздухе или под водой, кислород захватывает электроны, создавая то, что мы называем оксидами металлов.«Одним из наиболее распространенных коррозионных оксидов является оксид железа, он же ржавчина.

Но не все оксиды подвергают коррозию лежащий под ним металл. Когда титан вступает в контакт с кислородом, он образует тонкий слой диоксида титана (TiO2) на его поверхности. Этот оксидный слой фактически защищает нижележащий титан от коррозии, вызываемой большинством кислот, щелочей, загрязнениями и соленой водой.

Естественные антикоррозионные свойства титана делают его идеальным материалом не только для самолетов, но и для подводных компонентов, которые подвергаются сильному воздействию. агрессивная соленая вода.Судовые гребные винты почти всегда изготавливаются из титана, как и внутренние балластные и трубопроводные системы корабля, а также бортовое оборудование, подверженное воздействию морской воды.

4. Титан живет в частях тела, от головы до ног

Тот же самый тонкий слой диоксида титана, который защищает титан от коррозии, также делает его самым безопасным материалом для имплантации в человеческое тело. Титан полностью «биосовместим», что означает, что он нетоксичен, не вызывает аллергии и может даже сливаться с тканями и костями человека.

Титан — предпочтительный хирургический материал для имплантатов костей и суставов, черепных пластин, корней зубных имплантатов, штифтов для искусственных глаз и ушей, сердечных клапанов, сращений позвоночника и даже уретральных дефектов.Исследования показали, что титановые имплантаты заставляют иммунную систему организма вырастать костную ткань непосредственно на титановой поверхности — процесс, называемый остеоинтеграцией.

Другая причина, по которой титан является предпочтительным для замены тазобедренного сустава и штифтов при переломах костей, заключается в том, что титан имеет знаменитое высокое соотношение прочности к весу, которое делает имплантаты легкими, а также демонстрирует такую ​​же эластичность, как человеческая кость.

5. Он крут в гольф-клубах и другом спортивном инвентаре

По мере того, как в конце 20-го века цена на чистый титан упала, производители начали искать новые коммерческие применения для этого чудо-металла.Легкая прочность титана сделала его идеальным для использования в спортивных товарах.

Самые первые титановые клюшки для гольфа появились в магазинах в середине 1990-х годов, в том числе гигантский гонщик из Каллавея, известный как Great Big Bertha. Клюшки были дорогими по сравнению со стальными или деревянными драйверами, но их успех побудил других производителей спортивных товаров заняться титаном.

Теперь вы можете найти титан в любом спортивном инвентаре, где вес, прочность и долговечность являются ключевыми: теннисные ракетки, клюшки для лакросса, лыжи, велосипедные рамы, бейсбольные биты, походное и альпинистское снаряжение, походное снаряжение и даже подковы для профессионалов. скаковые лошади.

6. Белая краска (и глазурь для торта) содержит титан

Только 5 процентов из 6,3 миллиона тонн (5,7 миллиона метрических тонн) титана, производимого ежегодно, выковываются в металл. Подавляющее большинство из них превращается в диоксид титана, тот же материал, который естественным образом защищает титан от коррозии. Диоксид титана используется во всем мире в качестве нетоксичного отбеливающего пигмента для красок, косметики, лекарств и продуктов питания, включая глазурь для белого торта.

Белая краска раньше окрашивалась пигментом на основе свинца, но как только стало известно о влиянии свинца на здоровье, диоксид титана взял верх.Оказывается, пигменты на основе титана обладают некоторыми классными свойствами.

Маляры выбирают белые краски на основе титана, потому что они обладают антикоррозийными свойствами и служат дольше. Оксид титана обладает чрезвычайно высокой преломляющей способностью, придавая ему естественный блеск больше, чем у алмаза, и придавая ему особенно яркий оттенок белого. Оксид титана также отражает инфракрасный свет, поэтому краски на основе титана всегда используются на внешней стороне солнечных обсерваторий для рассеивания инфракрасного света, который размывает изображения.