Hvað er títan?
Eiginleikar
- Atómtákn: Ti
- Atómnúmer: 22
- Element Flokkur: Transition Metal
- Þéttleiki: 4,506 / cm3
- Bræðslumark: 3034 ° F (1668 ° C)
- Sjóðpunktur: 5949 ° F (3287 ° C)
- Moh er hörku: 6
Einkenni
Leysir sem innihalda títan eru þekkt fyrir hár styrkur, léttur og óvenjulegur tæringarþol .
Þrátt fyrir að vera eins sterkur og stál, er títan um 40% léttari í þyngd, sem, ásamt þol gegn kavitation og erosion, gerir það nauðsynlegt byggingarmál fyrir verkfræðinga í geimferðum.
Títan er einnig ægilegt í mótstöðu sinni gegn tæringu bæði af vatni og efnafræðilegum fjölmiðlum. Það gerir þetta með því að mynda þunnt lag af títantvíoxíði (TiO2) á yfirborðinu sem er afar erfitt fyrir þessi efni að komast í gegnum.
Að hafa lágt sveigjanleika þýðir að títan er ekki líka mjög sveigjanleg en skilar sér í upprunalegan form eftir að beygja, sem leiðir til þess að það er mikilvægt að móta minni málmblöndur.
Títan er ekki segulmagnaðir og biocompatible (ekki eitrað, ekki ofnæmisvaldandi), sem hefur leitt til aukinnar notkunar á heilbrigðissviði.
Saga
Notkun títan málm, í hvaða formi, aðeins í raun þróað eftir síðari heimsstyrjöldinni.
Í raun var títan ekki einangruð sem málmur fyrr en American efnafræðingur Matthew Hunter framleiddi það með því að draga úr títantetraklóríði (TiCl4) með natríum árið 1910; A aðferð sem nú er þekkt sem veiðimaður ferlið.
Verslunarframleiðsla kom hins vegar ekki fyrr en eftir William Justin Kroll sýndi að títan gæti einnig fækkað úr klóríði með magnesíum á 1930.
Kroll ferli er enn mikilvægasti viðskiptaleg framleiðsluaðferðin til þessa dags.
Eftir að hagkvæmari framleiðsluaðferð var þróuð var fyrsta stór notkun títan í herflugvélum. Bæði Sovétríkjanna og Ameríkuherflugvélar og kafbátar (td Sovétríkjanna Alfa og kafbátar frá Mike Class og USAF F100 Super Saber og Lockheed A-12) sem voru hannaðar á 1950 og 1960 byrjaði að nýta títanleifar. Snemma á sjöunda áratugnum byrjaði títanleifar einnig að nota af atvinnuflugvélaframleiðendum.
Læknisvettvangur, einkum tannlæknar og stoðtæki, vaknaði gagnvart títanum eftir að sænska læknirinn Per-Ingvar Brånemark, sem var aftur á 1950, sýndi að títan bendir ekki til neikvæðrar ónæmissvörunar hjá mönnum, sem gerir málminni kleift að samþætta í líkama okkar í ferli nefnt osseointegration .
Framleiðsla
Þó að títan sé fjórða algengasta málmþátturinn í jarðskorpunni (á bak við ál , járn og magnesíum) er framleiðsla títan málms mjög viðkvæm fyrir mengun, einkum með súrefni, sem stendur fyrir tiltölulega nýlegri þróun og miklum kostnaði.
Helstu málmgrýti sem notuð eru í aðalframleiðslu títan eru ilmenít, sem reikningur fyrir um 90% af framleiðslu og rutile, sem reikningur fyrir eftir 10%.
Um það bil 6,3 milljón tonn af steinsteypuþykkni var framleidd árið 2010, þótt aðeins lítið brot (um það bil 5%) af títanþykkni sem framleitt er á hverju ári endar á endanum í títanmálmum. Þess í stað eru flestir notaðir við framleiðslu títantvíoxíðs (TiO2), blekandi litarefni notað í málningu, matvælum, lyfjum og snyrtivörum.
Í fyrsta skrefi Krollferlisins er títan málmgrýti mulið og hitað með koksskol í klórstuðli til að framleiða títantetraklóríð (TiCl4). Klóríðið er síðan tekin og sent í gegnum eimsvala, sem framleiðir títanklóríðvökva sem er meira 99% hreint.
Títantetraklóríðið er síðan sent beint í skip sem innihalda bráð magnesíum. Til að koma í veg fyrir súrefnismengun er þetta gert óvirkt með því að bæta við argóngasi.
Á síðari eimingarferlinu, sem getur tekið nokkra daga, er skipið hitað að 1832 ° F (1000 ° C). Magnesínið bregst við títanklóríðinu, klípur klóríðið og framleiðir frumefni úr títan og magnesíumklóríði.
The trefja títan sem er framleitt sem afleiðing er nefndur títan svampur. Til að framleiða títanblöndur og títanbótar með mikla hreinleika getur títan svampur verið brættur með ýmsum álfrumum með rafeindabjálki, plasmaboga eða tómarúmboga bráðnun.
Í von um að draga úr útdráttarkostnaði títan er áfram að taka virkan rannsókn á rafgreiningu og öðrum ferlum til að framleiða títan málm.
Vegna stefnumótandi náttúrunnar er erfitt að komast að tölfræðilegum upplýsingum um framleiðslu títan málms. Hins vegar er áætlað að heildarframleiðsla títan svampur var um 150.000 tonn árið 2010. Stærstu framleiðslulöndin eru Kína, Japan, Rússland, Kasakstan og Bandaríkin. Stór títan svampur framleiðendur eru VSMPO (Rússland), Títan Metals Corp (USA), RTI Intl. (USA), Fushun Jinming Titanium Industry (Kína), Luoyang Sunrui Wayi Titanium Co (Kína) og Osaka Titanium Technology Co. (Japan).
Umsóknir
Títan málmblöndur eru aðallega notuð í eftirfarandi atvinnugreinum:
- Aerospace
- Military
- Læknisfræðilegt
- Efni
- Íþrótta vörur
Á undanförnum áratugum hafa framleiðendur loftfara í auknum mæli snúið sér að títan sem lykilhlutverk. Frá fyrstu notkun sinni snemma á sjöunda áratugnum hefur meðalþéttni títan í Boeing viðskiptafyrirtækjum aukist úr um það bil 2% líkamsþyngdar í um það bil 15%. Meira ...
Heimildir
> Tími Vídeó: Kroll Aðferðin. Fáanlegt á vef Títaníu: http://www.titanium.org
US Geological Survey: Títan. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Vulcan, Tom. 2010. Títan: The Metal of the Gods . Hardassetinvestor.com.
> Fylgdu Terence á Google+