Pwopriyete chimik ak fizik nan Titàn
Titàn se yon metal refractory fò ak lejè. Alyaj Titàn yo enpòtan anpil pou endistri ayewospasyal la epi yo itilize tou nan pyès ki nan konpitè medikal, chimik ak militè ak ekipman espò.
Aplikasyon aerospace konte pou 80% nan konsomasyon Titàn, pandan y ap 20% nan metal la yo itilize nan zam, pyès ki nan konpitè medikal ak pwodwi konsomatè.
Titàn pwopriyete
Lè li rive pwopriyete yo nan Titàn, nou pa ka inyore pwopriyete inik fizik li yo. Titàn se yon metal ki lejè ak yon dansite 4.5 gram pou chak santimèt kib, ki ba li ekselan fòs. Balans sa a nan rapò fòs-a-pwa fè Titàn yon materyèl echafodaj nan jaden an ayewospasyal ak ankouraje devlopman nan avyon modèn.
Senbòl atomik: Ti
Nimewo atomik: 22
Kategori Eleman: Metal Tranzisyon
Dansite: 4.506/cm 3
Pwen k ap fonn: 3038 degre F (1670 degre)
Pwen bouyi: 5949 degre F (3287 degre)
Mohs dite: 6
karakteristik
Titàn ki gen alyaj yo li te ye pou fòs segondè yo, pwa limyè, ak ekselan rezistans korozyon. Malgre ke Titàn se osi fò ke asye, li se apeprè 40% pi lejè.
Sa a, makonnen ak rezistans li nan kavitasyon (chanjman presyon rapid ki lakòz onn chòk ki febli oswa domaje metal la sou tan) ak ewozyon, fè li yon metal esansyèl estriktirèl pou enjenyè ayewospasyal.
Titàn tou trè rezistan a korozyon pa dlo ak medya chimik. Se rezistans sa a ki te koze pa fòmasyon nan yon kouch mens nan diyoksid Titàn (TiO 2 ) sou sifas li yo, ki fè materyèl sa yo trè difisil yo rantre.
Titàn gen yon modil pi ba nan elastisite. Sa vle di ke Titàn trè fleksib epi li ka retounen nan fòm orijinal li apre koube. Alyaj memwa (alyaj ki defòme lè frèt men ki retounen nan fòm orijinal yo lè yo chofe) enpòtan pou anpil aplikasyon modèn.
Titàn se ki pa mayetik ak byokonpatib (ki pa toksik, ki pa alèjik), ki te mennen nan ogmante itilizasyon li yo nan jaden medikal la.
istwa
Pou konprann enpòtans endistriyèl Titàn, nou bezwen gade dèyè nan istwa li. Dekouvèt la nan Titàn dat tounen nan 18tyèm syèk la, men fòm destriktif li yo pa te izole avèk siksè jouk 20yèm syèk la. Nan deseni ki sot pase yo, Titàn te piti piti vin pi enpòtan e li vin pi gwo nan syans ak teknoloji. Avèk ogmantasyon nan endistri avyasyon an, alyaj Titàn te vin tounen yon chwa ideyal pou estrikti avyon. Pwopriyete ki lejè ak gwo fòs yo fè avyon pa sèlman plis enèji efikas, men tou, pi an sekirite.
Itilize nan Titàn, nan nenpòt fòm, sèlman reyèlman devlope apre Dezyèm Gè Mondyal la. An reyalite, Titàn pa te izole kòm yon metal jiskaske 1910 lè chimis Ameriken Matthew Hunter te pwodwi Titàn pa diminye tetrachloride Titàn (TiCl 4 ) ak sodyòm; yon metòd kounye a ke yo rekonèt kòm pwosesis la Hunter.
Sepandan, pwodiksyon komèsyal pa t posib jiska ane 1930 yo lè William Justin Kroll te demontre ke mayezyòm ta ka itilize tou pou diminye Titàn soti nan klori. Pwosesis Kroll la rete metòd pwodiksyon komèsyal ki pi souvan itilize jodi a.
Premye gwo itilizasyon Titàn se te nan avyon militè apre yo te devlope yon metòd pwodiksyon efikas. Inyon Sovyetik ak Etazini yo te kòmanse sèvi ak alyaj Titàn nan avyon militè ak soumaren ki fèt nan ane 1950 yo ak ane 1960 yo. Nan kòmansman ane 1960 yo, manifaktirè avyon komèsyal yo te kòmanse itilize alyaj Titàn tou.
Rechèch pa doktè Swedish Per-Ingvar Branemark ki date nan ane 1950 yo te montre ke Titàn pa deklanche yon repons iminitè negatif nan kò imen an, ki pèmèt metal la entegre nan kò nou an. Yo rele sa osteoentegrasyon.
Pwodiksyon
Titàn se yon metal limyè lajman itilize ki gen pwodiksyon sitou depann sou metòd klorinasyon an. Nan pwosesis sa a, minrè Titàn anjeneral reyaji ak gaz klò ak coke pou jenere klori Titàn, ki Lè sa a, redwi a pi bon kalite Titàn metalik nan tanperati ki wo. Pwosesis pwodiksyon inik ak konplèks sa a bay nou yon materyèl Titàn fò, ki lejè pou mete fondasyon pou aplikasyon nan yon varyete domèn.
Malgre ke Titàn se katriyèm eleman metalik ki pi komen nan kwout tè a (apre aliminyòm, fè ak mayezyòm), pwodiksyon an nan metal Titàn se trè sansib a polisyon, espesyalman oksijèn, ki se poukisa devlopman li se relativman nouvo ak koute chè.
Minre prensipal yo itilize nan pwodiksyon prensipal Titàn yo se ilmenit ak rutil, ki reprezante apeprè 90% ak 10% nan pwodiksyon respektivman.
Pwodiksyon ilmenit konsantre nan 2015 te tou pre 10 milyon tònn, byenke sèlman yon ti pwopòsyon (apeprè 5%) nan konsantre ilmenite pwodwi chak ane finalman konvèti nan metal Titàn. Olye de sa, pifò yo itilize pou pwodui dyoksid Titàn (TiO 2 ), yon pigman blanchi ki itilize nan penti, manje, edikaman, ak pwodui kosmetik.
Nan premye etap la nan pwosesis Kroll, minrè Titàn kraze ak chofe ak chabon cokéfaction nan yon atmosfè klò yo pwodwi tetrachloride Titàn (TiCl 4 ). Lè sa a, klori a kaptire epi pase nan yon kondansasyon, pwodwi likid klori Titàn ak yon pite ki rive jiska 99%.
Lè sa a, tetrachloride Titàn la manje dirèkteman nan veso a ki gen mayezyòm fonn. Pou evite kontaminasyon oksijèn, fè li inaktif lè w ajoute agon.
Pwosesis distilasyon ki vin apre a ka pran plizyè jou, pandan ki veso a chofe a 1832 degre F (1000 degre). Manyezyòm reyaji ak klori Titàn, retire klori a ak pwodwi elemantè Titàn ak klori mayezyòm.
Titàn fib ki kapab lakòz yo rele Titàn eponj. Pou pwodwi alyaj Titàn ak lengote Titàn pite segondè, gwo bout bwa elèktron, arc plasma oswa k ap fonn vakyòm ka itilize pou fonn eponj Titàn ak eleman alyaj divès kalite.
itilize
Aplikasyon an nan metal Titàn nan jaden an nan machandiz espòtif se sitou reflete nan bisiklèt-wo fen, klib gòlf, rakèt tenis ak lòt ekipman. Pwopriyete ki lejè nan metal Titàn fè ekipman espò pi fleksib ak konfòtab, amelyore nivo konpetitif nan atlèt.
Titàn metal se lajman ki itilize nan ayewospasyal, endistri otomobil, ekipman medikal, endistri chimik, elektwonik ak machandiz espòtif ak lòt jaden. Avèk devlopman kontinyèl ak pwogrè nan syans ak teknoloji ak amelyorasyon nan teknoloji, jaden aplikasyon yo nan metal Titàn yo ap kontinye elaji. Pwopriyete ekselan ak adaptabilite metal Titàn fè li yon pati endispansab nan materyèl jeni modèn.
〔Quote〕Bell, Terence. "Pwopriyete ak Pwopriyete Titanium." ThoughtCo, 4 avril 2023, thoughtco.com/metal-profile-titanium-2340158.
