Je! Titani ni nini?
Mali
- Symboli Atomiki: Ti
- Nambari ya Atomiki: 22
- Jamii Element: Metal Transition
- Uzito wiani: 4.506 / cm3
- Kiwango Kiwango: 3034 ° F (1668 ° C)
- Kiwango cha kuchemsha: 5949 ° F (3287 ° C)
- Ugumu wa Moh: 6
Tabia
Alloys zenye titan zinajulikana kwa nguvu zao za juu, kupungua kwa mwanga, na upinzani usio wa kutu .
Licha ya kuwa na nguvu kama chuma, titani ni karibu 40% nyepesi kwa uzito, ambayo, pamoja na upinzani wake kwa cavitation na mmomonyoko wa maji, hufanya kuwa chuma muhimu miundo kwa wahandisi wa aerospace.
Titanium pia ni kubwa katika upinzani wake kwa kutu kwa vyombo vyote vya maji na kemikali. Inafanya hivyo kwa kutengeneza safu nyembamba ya dioksidi ya titan (TiO2) juu ya uso wake ambayo ni vigumu sana kwa vifaa hivi kupenya.
Kuwa na moduli ya chini ya elasticity inamaanisha kuwa titan si pia rahisi sana, lakini inarudi kwenye sura yake ya awali baada ya kupiga, na kusababisha umuhimu wake kuunda alloys ya kumbukumbu.
Titanium haina magnetic na biocompatible (yasiyo ya sumu, isiyo ya allergic), ambayo imesababisha matumizi yake katika uwanja wa matibabu.
Historia
Matumizi ya chuma cha titan, kwa namna yoyote, imeandaliwa hasa baada ya Vita Kuu ya II.
Kwa kweli, titanisi haikujulikana kama chuma hadi chemistoria wa Marekani Mathayo Hunter iliizalisha kwa kupunguza titanchloride (TiCl4) na sodiamu mwaka 1910; Njia ambayo sasa inajulikana kama mchakato wa Hunter.
Uzalishaji wa kibiashara, hata hivyo, haukuja mpaka baada ya William Justin Kroll kuonyesha kwamba titan inaweza pia kupunguzwa kutoka kwa kloridi kwa kutumia magnesiamu katika miaka ya 1930.
Mchakato wa Kroll unabakia njia muhimu sana ya uzalishaji wa kibiashara hadi leo.
Baada ya utaratibu wa uzalishaji wa gharama nafuu ulifanywa, matumizi ya kwanza ya titanium yalikuwa katika ndege ya kijeshi. Ndege zote za Soviet na Amerika za kijeshi na submarines (kwa mfano, Submarines Sofia ya Alfa na Mike Class na USAF F100 Super Saber na Lockheed A-12) iliyoundwa katika miaka ya 1950 na 1960 ilianza kutumia alloys ya titani. Mapema miaka ya 1960, alloys ya titan ilianza kutumiwa na wazalishaji wa ndege pia.
Mtaalam wa matibabu, hasa implants ya meno na maumbile ya prosthetics, aliamka kwa manufaa ya titan baada ya daktari wa Sweden Utafiti wa Per-Ingvar Brånemark tangu miaka ya 1950 ulionyesha kwamba titanium husababisha hakuna majibu ya kinga ya mwili katika binadamu, na kuruhusu chuma kuunganisha ndani ya miili yetu katika mchakato inaitwa osseointegration .
Uzalishaji
Ingawa titan ni sehemu ya nne ya chuma ya kawaida katika ukubwa wa dunia (nyuma ya aluminium , chuma , na magnesiamu), uzalishaji wa chuma cha titan ni nyeti sana kwa uchafuzi, hasa kwa oksijeni, ambayo hufanya maendeleo yake ya hivi karibuni na gharama kubwa.
Ores kuu kutumika katika uzalishaji wa msingi wa titani ni ilmenite, ambayo inahusu 90% ya uzalishaji, na rutile, ambayo akaunti ya 10% iliyobaki.
Kuhusu tani milioni 6.3 ya mchanganyiko wa madini ya titan ilizalishwa mwaka 2010, ingawa sehemu ndogo tu (kuhusu 5%) ya concentrated concentrated zinazozalishwa kila mwaka hatimaye inaisha mwisho katika chuma cha titan. Badala yake, wengi hutumiwa katika utengenezaji wa dioksidi ya titan (TiO2), rangi nyekundu inayotumiwa katika rangi, vyakula, dawa, na vipodozi.
Katika hatua ya kwanza ya mchakato wa Kroll, ore ya titan imevunjika na huchomwa na makaa ya mawe ya cork katika anga ya klorini ili kuzalisha tetrachloride titan (TiCl4). Klorini hiyo inachukuliwa na kupelekwa kwa njia ya condenser, ambayo hutoa maji ya titri hidrojeni ambayo ni zaidi ya 99% safi.
Tetrachloride ya titan hupelekwa moja kwa moja kwenye vyombo vyenye magnesiamu iliyosafishwa. Ili kuepuka uchafuzi wa oksijeni, hii inafanywa inert kwa kuongeza ya gesi ya argon.
Wakati wa mchakato wa kutengeneza uchafu, ambayo inaweza kuchukua siku kadhaa, chombo kinachokaa hadi 1832 ° F (1000 ° C). Magnesiamu humenyuka na kloridi ya titan, kuondokana na kloridi na kuzalisha titan ya msingi na kloridi ya magnesiamu.
Titan ya nyuzi inayozalishwa kama matokeo inajulikana kama sifongo ya titani. Ili kuzalisha alloys ya titani na ingots za usafi wa juu, tituni ya titani inaweza kuyeyuka kwa vipengele mbalimbali vya kuunganisha kwa kutumia boriti ya elektroni, plastiki arc au utupu-utupu.
Kwa matumaini ya kupunguza gharama za uchimbaji wa titan, electrolytic na taratibu nyingine za kuzalisha chuma cha titan huendelea kuchunguza kikamilifu.
Kutokana na asili yake ya kimkakati, takwimu za uzalishaji wa chuma cha titani zinaweza kuwa vigumu kuja. Hata hivyo, inakadiriwa kuwa jumla ya uzalishaji wa sifongo duniani ilikuwa ya tani 150,000 mwaka 2010. Nchi kubwa zaidi zinazozalisha ni China, Japan, Urusi, Kazakhstan na Marekani. Wazalishaji wakuu wa sifongo ni pamoja na VSMPO (Urusi), Titanium Metals Corp (USA), RTI Intl. (USA), Fushun Jinming Titanium Viwanda (China), Luoyang Sunrui Wayi Titanium Co (China) na Osaka Titanium Teknolojia Co (Japan).
Maombi
Alumini ya chuma ya titanium hutumiwa hasa katika viwanda zifuatazo:
- Mazingira
- Jeshi
- Matibabu
- Kemikali
- Vifaa vya michezo
Katika miongo michache iliyopita, wazalishaji wa ndege wamezidi kugeuka na titan kama sehemu muhimu ya kimuundo. Kutokana na matumizi yake ya kwanza mapema miaka ya 1960, maudhui ya titan wastani katika ndege za biashara za Boeing imeongezeka kutoka asilimia 2 ya uzito wa mwili hadi takriban 15%. Zaidi ...
Vyanzo
> Video ya TIMET: Mchakato wa Kroll. Inapatikana kwenye tovuti ya Kimataifa ya Titan Association: http://www.titanium.org
Utafiti wa Kijiolojia wa Marekani: Titanium. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Vulcan, Tom. 2010. Titanium: Metal ya wazimu . Hardassetinvestor.com.
> Fuata Terence kwenye Google+