Titani shkrihet. Metali më i fortë në botë (Titanium, Krom dhe Tungsten). Fushat e përdorimit të kromit

Më e rëndësishmja për Ekonomia kombëtare ka pasur dhe ka ende aliazhe dhe metale që kombinojnë lehtësinë dhe forcën. Titani i përket kësaj kategorie materialesh dhe, përveç kësaj, ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit.

Titani është një metal kalimtar i grupit të 4-të të periudhës së 4-të. Pesha e tij molekulare është vetëm 22, gjë që tregon lehtësinë e materialit. Në të njëjtën kohë, substanca dallohet nga forca e jashtëzakonshme: midis të gjitha materialeve strukturore, është titani që ka forcën më të lartë specifike. Ngjyra është e bardhë argjendtë.

Çfarë është titani, videoja më poshtë do të tregojë:

Koncepti dhe veçoritë

Titani është mjaft i zakonshëm - zë vendin e 10-të për sa i përket përmbajtjes në koren e tokës. Sidoqoftë, vetëm në 1875 u izolua një metal vërtet i pastër. Para kësaj, substanca ose merrej me papastërti, ose përbërjet e saj quheshin titan metalik. Ky konfuzion çoi në faktin se përbërjet metalike u përdorën shumë më herët se vetë metali.

Kjo është për shkak të veçorisë së materialit: papastërtitë më të parëndësishme ndikojnë ndjeshëm në vetitë e një substance, ndonjëherë duke e privuar plotësisht atë nga cilësitë e saj të qenësishme.

Kështu, pjesa më e vogël e metaleve të tjera e privon titanin nga rezistenca ndaj nxehtësisë, e cila është një nga cilësitë e tij të vlefshme. Dhe një shtesë e vogël e një jometali e kthen një material të qëndrueshëm në një material të brishtë dhe të papërshtatshëm për përdorim.

Kjo veçori e ndau menjëherë metalin që rezulton në 2 grupe: teknik dhe të pastër.

• E para përdoren në rastet kur forca, lehtësia dhe rezistenca ndaj korrozionit janë më të nevojshme, pasi titani nuk e humb kurrë cilësinë e fundit.
• Material me pastërti të lartë përdoret aty ku nevojitet një material që punon nën ngarkesa shumë të larta dhe temperatura të larta, por në të njëjtën kohë është i lehtë. Kjo, natyrisht, është shkenca e avionëve dhe raketave.

Tipari i dytë i veçantë i materies është anizotropia. Disa nga cilësitë fizike të tij ndryshojnë në varësi të aplikimit të forcave, të cilat duhet të merren parasysh gjatë aplikimit.

Në kushte normale, metali është inert, nuk gërryhet as në ujin e detit, as në ajrin e detit ose të qytetit. Për më tepër, është substanca biologjikisht më inerte e njohur, për shkak të së cilës protezat dhe implantet e titanit përdoren gjerësisht në mjekësi.

Në të njëjtën kohë, kur temperatura rritet, ajo fillon të reagojë me oksigjen, azot, madje edhe hidrogjen dhe thith gazrat në formë të lëngshme. Kjo veçori e pakëndshme e bën jashtëzakonisht të vështirë si marrjen e vetë metalit ashtu edhe prodhimin e lidhjeve të bazuara në të.

Kjo e fundit është e mundur vetëm kur përdorni pajisje vakum. Procesi më kompleks i prodhimit e ka kthyer një element mjaft të zakonshëm në një element shumë të shtrenjtë.

Lidhja me metale të tjera

Titani zë një pozicion të ndërmjetëm midis dy materialeve të tjera strukturore të njohura - aluminit dhe hekurit, ose më saktë, lidhjeve të hekurit. Në shumë aspekte, metali është superior ndaj "konkurrentëve" të tij:

• forca mekanike e titanit është 2 herë më e lartë se ajo e hekurit dhe 6 herë më e lartë se ajo e aluminit. Në këtë rast, forca rritet me uljen e temperaturës;
• rezistenca ndaj korrozionit është shumë më e lartë se ajo e hekurit dhe madje edhe e aluminit;
• Në temperatura normale, titani është inert. Megjithatë, kur rritet në 250 C, fillon të thithë hidrogjenin, i cili ndikon në vetitë. Për sa i përket aktivitetit kimik, është inferior ndaj magnezit, por, mjerisht, tejkalon hekurin dhe aluminin;
• metali e përçon energjinë elektrike shumë më dobët: rezistenca e tij elektrike është 5 herë më e lartë se ajo e hekurit, 20 herë më e lartë se ajo e aluminit dhe 10 herë më e lartë se ajo e magnezit;
• Përçueshmëria termike është gjithashtu shumë më e ulët: 3 herë më pak se hekuri 1 dhe 12 herë më pak se alumini. Megjithatë, kjo veti rezulton në një koeficient shumë të ulët të zgjerimit termik.

Pro dhe kundra

Në fakt, titani ka shumë disavantazhe. Por kombinimi i forcës dhe lehtësisë është aq i kërkuar sa që as metoda komplekse e prodhimit dhe as nevoja për pastërti të jashtëzakonshme nuk i ndalojnë konsumatorët e metaleve.

Përparësitë e padyshimta të substancës përfshijnë:

• densitet i ulët, që do të thotë shumë pak peshë;
• forcë e jashtëzakonshme mekanike si e vetë metalit të titanit ashtu edhe e lidhjeve të tij. Me rritjen e temperaturës, lidhjet e titanit i tejkalojnë të gjitha lidhjet e aluminit dhe magnezit;
• raporti i forcës dhe densitetit - forca specifike, arrin 30–35, që është pothuajse 2 herë më i lartë se ai i çeliqeve më të mirë strukturorë;
• në ajër, titani është i veshur me një shtresë të hollë oksidi, e cila siguron rezistencë të shkëlqyer korrozioni.

Metali gjithashtu ka të metat e tij:

• Rezistenca ndaj korrozionit dhe inertiteti zbatohen vetëm për produktet sipërfaqësore joaktive. Pluhuri ose ashkël titani, për shembull, ndizen spontanisht dhe digjen në një temperaturë prej 400 C;
• një metodë shumë komplekse e marrjes së metalit të titanit siguron një kosto shumë të lartë. Materiali është shumë më i shtrenjtë se hekuri, ose;
• aftësia për të thithur gazrat atmosferikë me rritjen e temperaturës kërkon përdorimin e pajisjeve vakum për shkrirjen dhe marrjen e lidhjeve, gjë që gjithashtu rrit ndjeshëm koston;
• titani ka veti të dobëta kundër fërkimit - nuk funksionon për fërkim;
• metali dhe lidhjet e tij janë të prirur ndaj korrozionit të hidrogjenit, i cili është i vështirë për t'u parandaluar;
• titani është i vështirë për t'u përpunuar. Saldimi është gjithashtu i vështirë për shkak të kalimit fazor gjatë ngrohjes.

Fletë titani (foto)

Vetitë dhe karakteristikat

Shumë e varur nga pastërtia. Të dhënat e referencës përshkruajnë, natyrisht, metalin e pastër, por karakteristikat e titanit teknik mund të ndryshojnë dukshëm.

• Dendësia e metalit zvogëlohet kur nxehet nga 4,41 në 4,25 g/cm3.Tranzicioni fazor e ndryshon densitetin me vetëm 0,15%.
• Pika e shkrirjes së metalit është 1668 C. Pika e vlimit është 3227 C. Titani është një substancë zjarrduruese.
• Mesatarisht, forca në tërheqje është 300-450 MPa, megjithatë, kjo shifër mund të rritet në 2000 MPa duke përdorur forcimin dhe plakjen, si dhe futjen e elementeve shtesë.
• Në shkallën HB, fortësia është 103 dhe ky nuk është kufiri.
• Kapaciteti termik i titanit është i ulët - 0,523 kJ/(kg K).
• Rezistenca elektrike specifike - 42,1 10 -6 ohm cm.
• Titani është një paramagnet. Ndërsa temperatura ulet, ndjeshmëria e saj magnetike zvogëlohet.
• Metali në tërësi karakterizohet nga duktiliteti dhe lakueshmëria. Megjithatë, këto veti ndikohen fuqishëm nga oksigjeni dhe azoti në aliazh. Të dy elementët e bëjnë materialin të brishtë.

Substanca është rezistente ndaj shumë acideve, duke përfshirë nitrik, sulfurik në përqendrime të ulëta dhe pothuajse të gjitha acidet organike përveç formik. Kjo cilësi siguron që titani të jetë i kërkuar në industrinë kimike, petrokimike, letre etj.

Struktura dhe përbërja

Titani - megjithëse është një metal në tranzicion, dhe rezistenca e tij elektrike është e ulët, megjithatë, ai është një metal dhe përcjell rrymë elektrike, që do të thotë një strukturë e renditur. Kur nxehet në një temperaturë të caktuar, struktura ndryshon:

• deri në 883 C, faza α është e qëndrueshme me një densitet prej 4,55 g / cu. shih Dallohet nga një grilë e dendur gjashtëkëndore. Oksigjeni tretet në këtë fazë me formimin e tretësirave intersticiale dhe stabilizon a-modifikimin - shtyn kufirin e temperaturës;
• mbi 883 C, faza β me një rrjetë kubike në qendër të trupit është e qëndrueshme. Dendësia e saj është disi më e vogël - 4.22 g / cu. shih Hidrogjeni e stabilizon këtë strukturë - kur ai tretet në titan, formohen edhe tretësirat intersticiale dhe hidridet.

Kjo veçori e vështirëson shumë punën e metalurgut. Tretshmëria e hidrogjenit zvogëlohet ndjeshëm kur titani ftohet dhe hidridi i hidrogjenit, faza γ, precipiton në aliazh.

Shkakton çarje të ftohta gjatë saldimit, kështu që prodhuesit duhet të punojnë shumë pas shkrirjes së metalit për ta pastruar atë nga hidrogjeni.

Rreth vendit ku mund të gjeni dhe si të bëni titan, ne do të tregojmë më poshtë.

Kjo video i kushtohet përshkrimit të titanit si metal:

Prodhimi dhe minierat

Titani është shumë i zakonshëm, kështu që me mineralet që përmbajnë metal, dhe në sasi mjaft të mëdha, nuk ka vështirësi. Lëndët e para janë rutili, anataza dhe brookiti - dioksidi i titanit në modifikime të ndryshme, ilmeniti, pirofaniti - komponimet me hekurin, etj.

Por është komplekse dhe kërkon pajisje të shtrenjta. Metodat e marrjes janë disi të ndryshme, pasi përbërja e mineralit është e ndryshme. Për shembull, skema për marrjen e metalit nga xehet e ilmenitit duket si kjo:

• marrja e skorjes së titanit - shkëmbi ngarkohet në një furrë me hark elektrik së bashku me një agjent reduktues - antracit, qymyr dhe nxehet në 1650 C. Në të njëjtën kohë, ndahet hekuri, i cili përdoret për të prodhuar gize dhe dioksid titani në skorje ;
• skorja klorohet në klorinatorët e minierave ose të kripës. Thelbi i procesit është shndërrimi i dioksidit të ngurtë në tetraklorur titani të gaztë;
• në furrat e rezistencës në balona të veçanta, metali reduktohet me natrium ose magnez nga kloruri. Si rezultat, merret një masë e thjeshtë - një sfungjer titani. Ky është një titan teknik mjaft i përshtatshëm për prodhimin e pajisjeve kimike, për shembull;
• nëse kërkohet një metal më i pastër, ata drejtohen në rafinim - ndërsa metali reagon me jod për të marrë jodur të gaztë, dhe ky i fundit, nën ndikimin e temperaturës - 1300-1400 C, dhe rrymës elektrike, dekompozohet, duke lëshuar titan të pastër. Elektricitet ushqehet përmes një teli titani të shtrirë në një retorte, mbi të cilën depozitohet një substancë e pastër.

Për të marrë shufra titani, sfungjeri i titanit shkrihet në një furrë me vakum për të parandaluar tretjen e hidrogjenit dhe azotit.

Çmimi i titanit për 1 kg është shumë i lartë: në varësi të shkallës së pastërtisë, metali kushton nga 25 deri në 40 dollarë për 1 kg. Nga ana tjetër, rasti i një aparati çelik inox rezistent ndaj acidit do të kushtojë 150 rubla. dhe do të zgjasë jo më shumë se 6 muaj. Titani do të kushtojë rreth 600 r, por funksionon për 10 vjet. Ka shumë objekte të prodhimit të titanit në Rusi.

Zonat e përdorimit

Ndikimi i shkallës së pastrimit në vetitë fizike dhe mekanike na detyron ta konsiderojmë atë nga ky këndvështrim. Pra, teknika, domethënë jo metali më i pastër, ka rezistencë të shkëlqyer korrozioni, butësi dhe forcë, gjë që përcakton përdorimin e tij:

• industria kimike– këmbyesit e nxehtësisë, gypat, mbështjellësit, pjesët e pompës, pajisjet dhe kështu me radhë. Materiali është i domosdoshëm në zonat ku kërkohet rezistenca dhe forca e acidit;
• industria e transportit- substanca përdoret për të prodhuar automjete nga trenat te biçikletat. Në rastin e parë, metali siguron një masë më të vogël përbërësish, gjë që e bën tërheqjen më efikase, në këtë të fundit jep butësi dhe forcë, nuk është më kot që një kornizë biçiklete titani konsiderohet më e mira;
• çështjet detare- titani përdoret për prodhimin e shkëmbyesve të nxehtësisë, silenciatorëve të shkarkimit për nëndetëset, valvulave, helikave, etj.
• në ndërtimi përdoret gjerësisht - titan - një material i shkëlqyer për përfundimin e fasadave dhe çatisë. Së bashku me forcën, aliazhi ofron një avantazh tjetër të rëndësishëm për arkitekturën - aftësinë për t'i dhënë produkteve konfigurimin më të çuditshëm, aftësia për t'i dhënë formë lidhjes është e pakufizuar.

Metali i pastër është gjithashtu shumë rezistent ndaj temperaturave të larta dhe ruan forcën e tij. Aplikimi është i qartë:

• industria e raketave dhe avionëve - mbështjellja është bërë prej saj. Pjesë motori, lidhëse, pjesë shasie e kështu me radhë;
• mjekësi - inertiteti dhe lehtësia biologjike e bëjnë titanin një material shumë më premtues për protetikë, deri në valvulat e zemrës;
• teknologjia kriogjenike - titani është një nga substancat e pakta që, kur temperatura bie, vetëm bëhet më e fortë dhe nuk e humb plasticitetin.

Titani është një material strukturor me forcën më të lartë me një lehtësi dhe duktilitet të tillë. Këto cilësi unike i japin atij një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në ekonominë kombëtare.

Videoja më poshtë do t'ju tregojë se ku mund të merrni titan për një thikë:

Seksioni 1. Historia dhe shfaqja e titanit në natyrë.

Titanium — kjo është një element i një nëngrupi anësor të grupit të katërt, periudha e katërt e sistemit periodik të elementeve kimike të D. I. Dmitry Ivanovich Mendeleev, me numër atomik 22. Një substancë e thjeshtë titan(Numri CAS: 7440-32-6) - e bardhë e lehtë argjendtë. Ekziston në dy modifikime kristalore: α-Ti me një grilë gjashtëkëndore të mbushur ngushtë, β-Ti me një paketim kub me qendër trupin, temperatura e transformimit polimorfik α↔β është 883 °C. Pika e shkrirjes 1660±20 °C.

Historia dhe prania në natyrë e titanit

Titani u emërua pas personazheve të lashtë grekë Titans. Kimisti gjerman Martin Klaproth e emërtoi kështu për arsyet e tij personale, ndryshe nga francezët që u përpoqën të jepnin emra në përputhje me karakteristikat kimike të elementit, por që atëherë nuk diheshin vetitë e elementit, u zgjodh një emër i tillë.

Titani është elementi i 10-të për nga numri i tij në planetin tonë. Sasia e titanit në koren e tokës është 0,57% ndaj peshës dhe 0,001 miligramë për 1 litër ujë deti. Depozitat e titanit ndodhen në territorin e: Republikës së Afrikës së Jugut, Ukrainës, Federata Ruse, Kazakistani, Japonia, Australia, India, Ceiloni, Brazili dhe Koreja e Jugut.

Sipas vetive fizike, titani është argjendi i lehtë metalike, përveç kësaj, një viskozitet i lartë është karakteristik në përpunimit dhe është i prirur për t'u ngjitur në mjetin prerës, kështu që përdoren lubrifikantë ose spërkatje speciale për të eliminuar këtë efekt. Në temperaturën e dhomës, ajo është e mbuluar me një film të tejdukshëm të oksidit TiO2, për shkak të të cilit është rezistent ndaj korrozionit në shumicën e mjediseve agresive, përveç alkaleve. Pluhuri i titanit ka aftësinë të shpërthejë, me një pikë ndezjeje prej 400 °C. Ashklat e titanit janë të ndezshme.

Për të prodhuar titan të pastër ose lidhjet e tij, në shumicën e rasteve, dioksidi i titanit përdoret me një numër të vogël përbërësish të përfshirë në të. Për shembull, një koncentrat rutil i përftuar nga përftimi i xeheve të titanit. Por rezervat e rutilit janë jashtëzakonisht të vogla, dhe në lidhje me këtë, përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titani, e marrë gjatë përpunimit të koncentrateve të ilmenitit.

Zbuluesi i titanit konsiderohet të jetë murgu anglez 28-vjeçar William Gregor. Në 1790, ndërsa kryente studime mineralogjike në famullinë e tij, ai tërhoqi vëmendjen për përhapjen dhe vetitë e pazakonta të rërës së zezë në luginën e Menaken në jugperëndim të Britanisë dhe filloi ta eksploronte atë. AT rërë prifti zbuloi kokrra të një minerali të zi me shkëlqim, të tërhequr nga një magnet i zakonshëm. I marrë në 1925 nga Van Arkel dhe de Boer me metodën e jodidit, titani më i pastër doli të ishte duktil dhe teknologjik. metalike me shumë veti të vlefshme që tërhoqën vëmendjen e një game të gjerë projektuesish dhe inxhinierësh. Në vitin 1940, Croll propozoi një metodë magnez-termike për nxjerrjen e titanit nga xeherorët, e cila është ende kryesore në kohën e tanishme. Në vitin 1947, u prodhuan 45 kg titani të pastër tregtar.

Në tabelën periodike të elementeve Mendeleev Dmitry Ivanovich titani ka numrin serik 22. Masa atomike e titanit natyror, e llogaritur nga rezultatet e studimeve të izotopeve të tij, është 47.926. Pra, bërthama e një atomi neutral të titanit përmban 22 protone. Numri i neutroneve, domethënë grimcave neutrale të pangarkuara, është i ndryshëm: më shpesh 26, por mund të ndryshojë nga 24 në 28. Prandaj, numri i izotopeve të titanit është i ndryshëm. Në total, tani njihen 13 izotope të elementit nr. 22. Titani natyror përbëhet nga një përzierje e pesë izotopeve të qëndrueshme, titani-48 është më i përfaqësuari, pjesa e tij në xeheroret natyrore është 73,99%. Titani dhe elementët e tjerë të nëngrupit IVB janë shumë të ngjashëm në vetitë e elementeve të nëngrupit IIIB (grupi skandium), megjithëse ndryshojnë nga ky i fundit në aftësinë e tyre për të shfaqur një valencë të madhe. Ngjashmëria e titanit me skandiumin, itrin, si dhe me elementët e nëngrupit VB - vanadium dhe niobium, shprehet edhe në faktin se titani shpesh gjendet në mineralet natyrore së bashku me këta elementë. Me halogjene monovalente (fluor, brom, klor dhe jod), mund të formojë komponime di-tri- dhe tetra, me squfur dhe elementë të grupit të tij (selen, telur) - mono- dhe disulfide, me oksigjen - okside, diokside dhe triokside. .

Titani formon komponime edhe me hidrogjenin (hidridet), azotin (nitridet), karbonin (karbidet), fosforin (fosfidet), arsenikun (arside), si dhe komponime me shumë metale - komponime ndërmetalike. Titani formon jo vetëm komponime të thjeshta, por edhe komplekse të shumta; shumë prej përbërjeve të tij me substanca organike janë të njohura. Siç mund të shihet nga lista e përbërjeve në të cilat mund të marrë pjesë titani, ai është kimikisht shumë aktiv. Dhe në të njëjtën kohë, titani është një nga metalet e pakta me rezistencë jashtëzakonisht të lartë ndaj korrozionit: është praktikisht i përjetshëm në ajër, në ujë të ftohtë dhe të vluar, është shumë rezistent në ujin e detit, në tretësirat e shumë kripërave, inorganike dhe organike. acidet. Për sa i përket rezistencës së tij ndaj korrozionit në ujin e detit, ai tejkalon të gjitha metalet, me përjashtim të atyre fisnikë - ari, platini, etj., Shumica e llojeve të çelikut inox, nikelit, bakrit dhe lidhjeve të tjera. Në ujë, në shumë mjedise agresive, titani i pastër nuk i nënshtrohet korrozionit. I reziston korrozionit të titanit dhe erozionit, i cili ndodh si rezultat i një kombinimi të efekteve kimike dhe mekanike në. Në këtë drejtim, nuk është inferior ndaj notave më të mira të çeliqeve inox, lidhjeve me bazë bakri dhe materialeve të tjera strukturore. Titani gjithashtu i reziston mirë korrozionit të lodhjes, i cili shpesh manifestohet në formën e shkeljeve të integritetit dhe forcës së metalit (plasaritje, qendra lokale korrozioni, etj.). Sjellja e titanit në shumë mjedise agresive, si azoti, klorhidrik, sulfurik, "aqua regia" dhe acide e alkale të tjera, është befasuese dhe e admirueshme për këtë metal.

Titani është një metal shumë zjarrdurues. Për një kohë të gjatë besohej se shkrihet në 1800 ° C, por në mesin e viteve '50. Shkencëtarët anglezë Diardorf dhe Hayes vendosën pikën e shkrirjes për titanin e pastër elementar. Ajo arriti në 1668 ± 3 ° C. Për sa i përket refraktaritetit, titani është i dyti pas metaleve të tilla si tungsteni, tantal, niob, renium, molibden, platinoidet, zirkoniumin dhe ndër metalet kryesore strukturore është në vendin e parë. Tipari më i rëndësishëm i titanit si metal janë vetitë e tij fizike dhe kimike unike: densitet i ulët, fortësi e lartë, fortësi, etj. Gjëja kryesore është që këto veti të mos ndryshojnë ndjeshëm në temperatura të larta.

Titani është një metal i lehtë, dendësia e tij në 0°C është vetëm 4,517 g/cm8, dhe në 100°C është 4,506 g/cm3. Titani bën pjesë në grupin e metaleve me peshë specifike më të vogël se 5 g/cm3. Këtu përfshihen të gjitha metalet alkaline (natriumi, kadiumi, litiumi, rubidiumi, ceziumi) me një peshë specifike 0,9-1,5 g / cm3, magnez (1,7 g / cm3), (2,7 g / cm3), etj. .Titani është më shumë se 1.5 herë më i rëndë alumini, dhe në këtë, natyrisht, ai humbet ndaj tij, por nga ana tjetër, është 1.5 herë më i lehtë se hekuri (7.8 g / cm3). Megjithatë, duke zënë një pozicion të ndërmjetëm për sa i përket densitetit specifik ndërmjet alumini dhe hekuri, titani i tejkalon ato shumë herë në vetitë e tij mekanike.). Titani ka një fortësi të konsiderueshme: është 12 herë më i fortë se alumini, 4 herë gjëndër dhe bakër. Një tjetër karakteristikë e rëndësishme e një metali është forca e tij e rendimentit. Sa më i lartë të jetë, aq më mirë pjesët e bëra nga ky metal i rezistojnë ngarkesave operacionale. Forca e rendimentit të titanit është pothuajse 18 herë më e lartë se ajo e aluminit. Forca specifike e lidhjeve të titanit mund të rritet me 1,5-2 herë. Vetitë e tij të larta mekanike ruhen mirë në temperatura deri në disa qindra gradë. Titani i pastër është i përshtatshëm për të gjitha llojet e punës në kushte të nxehta dhe të ftohta: mund të farkëtohet si hekuri, tërhiqeni dhe madje bëni një tel prej tij, rrotullojeni në fletë, shirita, në fletë metalike deri në 0,01 mm të trashë.

Ndryshe nga shumica e metaleve, titani ka rezistencë të konsiderueshme elektrike: nëse përçueshmëria elektrike e argjendit merret si 100, atëherë përçueshmëria elektrike bakër e barabartë me 94, alumini - 60, hekuri dhe platini-15, ndërsa titani është vetëm 3.8. Titani është një metal paramagnetik, nuk magnetizohet, si në një fushë magnetike, por nuk shtyhet nga ajo, si. Ndjeshmëria e saj magnetike është shumë e dobët, kjo veti mund të përdoret në ndërtim. Titani ka një përçueshmëri termike relativisht të ulët, vetëm 22,07 W / (mK), që është afërsisht 3 herë më e ulët se përçueshmëria termike e hekurit, 7 herë e magnezit, 17-20 herë e aluminit dhe e bakrit. Prandaj, koeficienti i zgjerimit termik linear të titanit është më i ulët se ai i materialeve të tjera strukturore: në 20 C, është 1.5 herë më i ulët se ai i hekurit, 2 - për bakër dhe pothuajse 3 - për aluminin. Kështu, titani është një përcjellës i dobët i energjisë elektrike dhe nxehtësisë.

Sot, lidhjet e titanit përdoren gjerësisht në teknologjia e aviacionit. Lidhjet e titanit u përdorën për herë të parë në një shkallë industriale në ndërtimin e motorëve reaktivë të avionëve. Përdorimi i titanit në projektimin e motorëve reaktiv bën të mundur uljen e peshës së tyre me 10...25%. Në veçanti, disqet dhe tehet e kompresorit, pjesët e marrjes së ajrit, fletët udhëzuese dhe lidhësit janë bërë nga lidhjet e titanit. Lidhjet e titanit janë të domosdoshme për avionët supersonikë. Rritja e shpejtësisë së fluturimit avionçoi në një rritje të temperaturës së lëkurës, si rezultat i së cilës lidhjet e aluminit pushoi së përmbushuri kërkesat e vendosura nga teknologjia e aviacionit me shpejtësi supersonike. Temperatura e lëkurës në këtë rast arrin 246...316 °C. Në këto kushte, lidhjet e titanit doli të ishin materiali më i pranueshëm. Në vitet '70, përdorimi i lidhjeve të titanit për kornizën e avionëve të avionëve civilë u rrit ndjeshëm. Në aeroplanin me distanca të mesme TU-204, masa totale e pjesëve të bëra nga lidhjet e titanit është 2570 kg. Përdorimi i titanit në helikopterë po zgjerohet gradualisht, kryesisht për pjesët e sistemit kryesor të rotorit, makinës dhe sistemit të kontrollit. Një vend të rëndësishëm zënë lidhjet e titanit në shkencën e raketave.

Për shkak të rezistencës së lartë ndaj korrozionit në ujin e detit, titani dhe lidhjet e tij përdoren në ndërtimin e anijeve për prodhimin e helikave, veshjes së anijeve, nëndetëseve, silurëve, etj. Predhat nuk ngjiten në titan dhe lidhjet e tij, të cilat rrisin ndjeshëm rezistencën e anijes kur lëviz. Gradualisht, fushat e aplikimit të titanit po zgjerohen. Titani dhe lidhjet e tij përdoren në kimikate, petrokimike, pulpë dhe letër dhe Industria ushqimore, metalurgji me ngjyra, inxhinieri energjetike, elektronikë, teknologji bërthamore, elektrik, në prodhimin e armëve, për prodhimin e pllakave të blinduara, instrumenteve kirurgjikale, implanteve kirurgjikale, impianteve të shkripëzimit, pjesëve të makinave të garave, pajisjeve sportive (shkopa golfi, ngjitje pajisje), pjesë të orëve dhe madje edhe bizhuteri. Azotimi i titanit çon në formimin e një filmi të artë në sipërfaqen e tij, i cili nuk është inferior në bukuri ndaj arit të vërtetë.

Zbulimi i TiO2 u bë pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur nga anglezi W. Gregor dhe kimisti gjerman M. G. Klaproth. W. Gregor, duke hetuar përbërjen e gjëndrës magnetike rërë(Creed, Cornwall, Angli, 1791), izoloi një "tokë" të re (oksid) të një metali të panjohur, të cilin ai e quajti menaken. Në 1795, kimisti gjerman Klaproth zbuloi në mineral rutil një element të ri dhe e quajti titan. Dy vjet më vonë, Klaproth vërtetoi se oksidet rutile dhe menakenik janë okside të të njëjtit element, pas të cilit mbeti emri "titanium" i propozuar nga Klaproth. Pas 10 vjetësh, zbulimi i titanit u bë për herë të tretë. Shkencëtari francez L. Vauquelin zbuloi titanin në anatase dhe vërtetoi se rutili dhe anataza janë okside identike të titanit.

Zbulimi i TiO2 u bë pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur nga anglezi W. Gregor dhe kimisti gjerman M. G. Klaproth. W. Gregor, duke studiuar përbërjen e rërës me ngjyra magnetike (Creed, Cornwall, Angli, 1791), izoloi një "tokë" (oksid) të ri të një metali të panjohur, të cilin ai e quajti menaken. Në 1795, kimisti gjerman Klaproth zbuloi në mineral rutil një element të ri dhe e quajti titan. Dy vjet më vonë, Klaproth vërtetoi se rutili dhe toka menaken janë okside të të njëjtit element, pas të cilit mbeti emri "titan" i propozuar nga Klaproth. Pas 10 vjetësh, zbulimi i titanit u bë për herë të tretë. Shkencëtari francez L. Vauquelin zbuloi titanin në anatase dhe vërtetoi se rutili dhe anataza janë okside identike të titanit.

Mostra e parë e titanit metalik u mor në 1825 nga J. Ya. Berzelius. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të titanit dhe kompleksitetit të pastrimit të tij, holandezët A. van Arkel dhe I. de Boer morën një mostër të pastër Ti në vitin 1925 nga dekompozimi termik i avullit të jodurit të titanit TiI4.

Titani është i 10-ti më i bollshëm në natyrë. Përmbajtja në koren e tokës është 0,57% në masë, në ujin e detit 0,001 mg / l. Në shkëmbinjtë ultrabazikë 300 g/t, në shkëmbinjtë bazë 9 kg/t, në shkëmbinjtë acidikë 2,3 kg/t, në argjila dhe rreshpe 4,5 kg/t. Në koren e tokës, titani është pothuajse gjithmonë katërvalent dhe është i pranishëm vetëm në përbërjet e oksigjenit. Nuk ndodh në formë të lirë. Titani në kushtet e motit dhe reshjeve ka një afinitet gjeokimik për Al2O3. Ai është i përqendruar në boksitet e kores së motit dhe në sedimentet argjilore detare. Transferimi i titanit kryhet në formën e fragmenteve mekanike të mineraleve dhe në formën e koloideve. Deri në 30% TiO2 ndaj peshës grumbullohet në disa argjila. Mineralet e titanit janë rezistente ndaj motit dhe formojnë përqendrime të mëdha në vendosës. Janë të njohura më shumë se 100 minerale që përmbajnë titan. Më të rëndësishmet prej tyre janë: rutili TiO2, ilmeniti FeTiO3, titanomagnetiti FeTiO3 + Fe3O4, perovskiti CaTiO3, titaniti CaTiSiO5. Ekzistojnë xehe primare të titanit - ilmenit-titanomagnetit dhe placer - rutil-ilmenit-zirkon.

Xeherorët kryesorë: ilmeniti (FeTiO3), rutili (TiO2), titaniti (CaTiSiO5).

Në vitin 2002, 90% e titanit të nxjerrë u përdor për prodhimin e dioksidit të titanit TiO2. Prodhimi botëror i dioksidit të titanit ishte 4.5 milion ton në vit. Rezervat e provuara të dioksidit të titanit (pa Federata Ruse) janë rreth 800 milionë tonë.Për vitin 2006, sipas Shërbimit Gjeologjik të SHBA-së, për sa i përket dioksidit të titanit dhe përjashtuar Federata Ruse Rezervat e xeheve të ilmenitit janë 603-673 milion ton, dhe rutilit - 49,7-52,7 milion ton Kështu, me shkallën aktuale të prodhimit të rezervave të provuara në botë të titanit (me përjashtim të Federatës Ruse), do të zgjasë më shumë se 150 vjet.

Rusia ka rezervat e dyta më të mëdha në botë të titanit pas Kinës. Baza e burimeve minerale të titanit në Federatën Ruse përbëhet nga 20 depozita (nga të cilat 11 janë parësore dhe 9 vendore), të shpërndara në mënyrë të barabartë në të gjithë vendin. Më i madhi nga depozitat e eksploruara (Yaregskoye) ndodhet 25 km nga qyteti i Ukhta (Republika Komi). Rezervat e vendburimit vlerësohen në 2 miliardë tonë xehe me një përmbajtje mesatare të dioksidit të titanit rreth 10%.

Prodhuesi më i madh në botë i titanit Organizata ruse"VSMPO-AVISMA".

Si rregull, materiali fillestar për prodhimin e titanit dhe përbërjeve të tij është dioksidi i titanit me një sasi relativisht të vogël papastërtish. Në veçanti, mund të jetë një koncentrat rutil i përftuar gjatë përftimit të xeheve të titanit. Sidoqoftë, rezervat e rutilit në botë janë shumë të kufizuara, dhe më shpesh përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titan, e marrë gjatë përpunimit të koncentrateve të ilmenitit. Për të marrë skorje titani, koncentrati i ilmenitit reduktohet në një furrë me hark elektrik, ndërsa hekuri ndahet në një fazë metalike (), dhe oksidet dhe papastërtitë e titanit jo të reduktuara formojnë një fazë skorje. Skorja e pasur përpunohet me metodën e klorurit ose acidit sulfurik.

Në formë të pastër dhe në formë aliazhesh

Monument titani për Gagarin në Leninsky Prospekt në Moskë

metali aplikohet në: kimike industrisë(reaktorë, tubacione, pompa, aksesorët e tubacionit), ushtarak industrisë(blindat e trupit, blindat e blinduara dhe pengesat e zjarrit në aviacion, trupat e nëndetëseve), proceset industriale (centralet e shkripëzimit, proceset pulpë dhe letra), industria e automobilave, industria bujqësore, industria ushqimore, bizhuteritë shpuese, industria mjekësore (proteza, osteoproteza), instrumente dentare dhe endodontike, implante dentare, mallra sportive, artikuj të tregtisë së bizhuterive (Alexander Khomov), Telefonat celular, aliazhe të lehta etj. Është materiali më i rëndësishëm strukturor në aeroplanët, raketat dhe ndërtimin e anijeve.

Derdhja e titanit kryhet në furrat me vakum në kallëpe grafiti. Përdoret gjithashtu derdhja e investimeve me vakum. Për shkak të vështirësive teknologjike, ai përdoret në kasting artistik në një masë të kufizuar. Skulptura e parë monumentale e titanit të derdhur në botë është monumenti i Yuri Gagarin në sheshin që mban emrin e tij në Moskë.

Titani është një shtesë aliazh në shumë aliazhe çeliqet dhe aliazhet më të veçanta.

Nitinol (nikel-titan) është një aliazh i kujtesës së formës që përdoret në mjekësi dhe teknologji.

Aluminidet e titanit janë shumë rezistente ndaj oksidimit dhe rezistent ndaj nxehtësisë, gjë që përcaktoi përdorimin e tyre në industrinë e aviacionit dhe automobilave si materiale strukturore.

Titani është një nga materialet më të zakonshme marrëse që përdoret në pompat me vakum të lartë.

Dioksidi i bardhë i titanit (TiO2) përdoret në bojëra (të tilla si titani i bardhë) si dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Aditiv ushqimor E171.

Komponimet organotitanium (p.sh. tetrabutoksititanium) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe të bojës.

Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike, elektronike, të fibrave të qelqit si aditivë ose veshje.

Karbidi i titanit, diboridi i titanit, karbonitridi i titanit janë përbërës të rëndësishëm të materialeve super të forta për përpunimin e metaleve.

Nitridi i titanit përdoret për të veshur veglat, kupolat e kishave dhe në prodhimin e bizhuterive të kostumeve, sepse. ka një ngjyrë të ngjashme me .

Titanati i bariumit BaTiO3, titanati i plumbit PbTiO3 dhe një sërë titanate të tjera janë ferroelektrikë.

Ka shumë lidhje titani me metale të ndryshme. Elementet aliazh ndahen në tre grupe, në varësi të efektit të tyre në temperaturën e transformimit polimorfik: stabilizues beta, stabilizues alfa dhe ngurtësues neutralë. Të parët ulin temperaturën e transformimit, të dytat e rrisin atë dhe të dytat nuk e ndikojnë atë, por çojnë në forcimin e tretësirës së matricës. Shembuj të stabilizuesve alfa: , oksigjen, karbon, azot. Stabilizues beta: molibden, vanadium, hekur, krom, Ni. Ngurtësues neutralë: zirkon, silikon. Stabilizuesit beta, nga ana tjetër, ndahen në beta-izomorfikë dhe beta-eutektoide. Lidhja më e zakonshme e titanit është aliazh Ti-6Al-4V (VT6 në klasifikimin rus).

Në vitin 2005 të fortë korporata e titaniumit ka publikuar vlerësimin e mëposhtëm të konsumit të titanit në botë:

13% - letër;

7% - inxhinieri mekanike.

15-25 dollarë për kilogram, në varësi të pastërtisë.

Pastërtia dhe shkalla e titanit të ashpër (sfungjeri i titanit) zakonisht përcaktohet nga ngurtësia e tij, e cila varet nga përmbajtja e papastërtive. Markat më të zakonshme janë TG100 dhe TG110.

Segmenti i tregut të mallrave të konsumit është aktualisht segmenti me rritje më të shpejtë të tregut të titanit. Ndërsa 10 vjet më parë ky segment ishte vetëm 1-2 i tregut të titanit, sot është rritur në 8-10 të tregut. Në përgjithësi, konsumi i titanit në industrinë e mallrave të konsumit u rrit me rreth dyfishin e normës së të gjithë tregut të titanit. Përdorimi i titanit në sport është më i qëndrueshëm dhe kërkon pjesën më të madhe në aplikimin e titanit në mallrat e konsumit. Arsyeja e popullaritetit të titanit në pajisjet sportive është e thjeshtë - ju lejon të merrni një raport të peshës dhe forcës më të lartë se çdo metal tjetër. Përdorimi i titanit në biçikleta filloi rreth 25-30 vjet më parë dhe ishte përdorimi i parë i titanit në pajisjet sportive. Përdoren kryesisht tubat e aliazhit Ti3Al-2.5V ASTM të klasës 9. Pjesë të tjera të bëra nga lidhjet e titanit përfshijnë frenat, dhëmbëzat dhe sustat e sediljeve. Përdorimi i titanit në prodhimin e shkopinjve të golfit filloi fillimisht në fund të viteve '80 dhe në fillim të viteve '90 nga prodhuesit e klubeve në Japoni. Përpara viteve 1994-1995, ky aplikim i titanit ishte praktikisht i panjohur në SHBA dhe Evropë. Kjo ndryshoi kur Callaway prezantoi në treg shkopin e tij të titanit Ruger, të quajtur Great Big Bertha. Për shkak të përfitimeve të dukshme dhe marketingut të mirëmenduar nga Callaway, shkopinjtë e titanit u bënë një hit i menjëhershëm. Brenda një periudhe të shkurtër kohe, klubet e titanit kanë kaluar nga inventari ekskluziv dhe i shtrenjtë i një grupi të vogël spekulatorësh në përdorim të gjerë nga shumica e lojtarëve, ndërkohë që janë akoma më të shtrenjta se klubet e çelikut. Unë do të doja të citoja tendencat kryesore, për mendimin tim, në zhvillimin e tregut të golfit; ai ka kaluar nga teknologjia e lartë në prodhim masiv në 4-5 vjet të shkurtër, duke ndjekur rrugën e industrive të tjera me kosto të lartë pune si p.sh. me prodhimin e veshjeve, lodrave dhe elektronikës së konsumit, ka filluar prodhimi i shkopinjve të golfit vende me fuqinë më të lirë të punës fillimisht në Tajvan, më pas në Kinë, dhe tani fabrikat po ndërtohen në vende me fuqi punëtore edhe më të lirë, si Vietnami dhe Tajlanda, titani përdoret padyshim për shoferët, ku cilësitë e tij superiore japin një avantazh të qartë dhe justifikojnë një rritje më të lartë. çmimi. Megjithatë, titani nuk ka gjetur ende përdorim shumë të përhapur në klubet e mëvonshme, pasi rritja e konsiderueshme e kostove nuk përputhet me një përmirësim përkatës në lojë. Aktualisht, drejtuesit prodhohen kryesisht me një sipërfaqe goditëse të falsifikuar, një majë të falsifikuar ose të derdhur dhe një fundi i derdhur kufiri i të ashtuquajturit faktori i kthimit, në lidhje me të cilin të gjithë prodhuesit e klubeve do të përpiqen të rrisin vetitë e sustave të sipërfaqes goditëse. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të zvogëlohet trashësia e sipërfaqes së goditjes dhe të përdoren lidhje më të forta për të, të tilla si SP700, 15-3-3-3 dhe VT-23. Tani le të përqendrohemi në përdorimin e titanit dhe lidhjeve të tij në pajisje të tjera sportive. Tubat e biçikletave të garës dhe pjesët e tjera janë bërë nga aliazh ASTM Grade 9 Ti3Al-2.5V. Një sasi çuditërisht e konsiderueshme e fletës së titanit përdoret në prodhimin e thikave të zhytjes. Shumica e prodhuesve përdorin aliazh Ti6Al-4V, por kjo aliazh nuk siguron qëndrueshmëri të skajit të tehut si lidhjet e tjera më të forta. Disa prodhues po kalojnë në përdorimin e aliazhit BT23.

Titani dhe lidhjet e bazuara në të përdoren gjerësisht në fusha të ndryshme. Para së gjithash, lidhjet e titanit përdoren gjerësisht në ndërtimin e pajisjeve të ndryshme për shkak të rezistencës së tyre të lartë ndaj korrozionit, forcës mekanike, densitetit të ulët, rezistencës ndaj nxehtësisë dhe shumë karakteristikave të tjera. Duke marrë parasysh vetitë dhe aplikimet e titanit, nuk mund të mos vërehet kostoja e tij mjaft e lartë. Megjithatë, ajo kompensohet plotësisht nga karakteristikat dhe qëndrueshmëria e materialit.

Titani ka një forcë të lartë dhe pikë shkrirjeje, ndryshon nga metalet e tjera në qëndrueshmëri.

Karakteristikat themelore të titanit

Titani është në grupin IV të periudhës së katërt të tabelës periodike të elementeve kimike. Në përbërjet më të qëndrueshme dhe më të rëndësishme, elementi është katërvalent. Nga jashtë, titani i ngjan çelikut. Është një element tranzicioni. Pika e shkrirjes arrin pothuajse 1700°, dhe pika e vlimit arrin 3300°. Sa i përket një vetie të tillë si nxehtësia latente e shkrirjes dhe avullimit, për titanin është pothuajse 2 herë më e lartë se ajo për hekurin.

Ka 2 modifikime alotropike:

1. Temperatura e ulët, e cila mund të ekzistojë deri në një temperaturë prej 882.5 °.
2. Rezistent ndaj temperaturave të larta nga 882.5° deri në pikën e shkrirjes.

Vetitë si nxehtësia specifike dhe dendësia e vendosin titanin midis dy materialeve me përdorime më të gjera strukturore: hekuri dhe alumini. Forca mekanike e titanit është pothuajse 2 herë më e lartë se ajo e hekurit të pastër dhe pothuajse 6 herë ajo e aluminit. Sidoqoftë, vetitë e titanit janë të tilla që ai është në gjendje të thithë sasi të mëdha hidrogjeni, oksigjeni dhe azoti, gjë që ndikon negativisht në karakteristikat plastike të materialit.

Materiali karakterizohet nga përçueshmëri shumë e ulët termike. Për krahasim, është 4 herë më i lartë për hekurin dhe 12 herë më i lartë për aluminin.Për sa i përket një vetie të tillë si koeficienti i zgjerimit termik, në temperaturën e dhomës ai ka një vlerë relativisht të ulët dhe rritet me rritjen e temperaturës.

Titani ka modul të ulët elasticiteti. Ndërsa temperatura rritet në 350 °, ato fillojnë të ulen pothuajse në mënyrë lineare. Është ky moment që është një pengesë e rëndësishme e materialit.

Titani karakterizohet nga një vlerë mjaft e madhe e rezistencës elektrike. Mund të luhatet brenda një gamë mjaft të gjerë dhe varet nga përmbajtja e papastërtive.

Titani është një material paramagnetik. Substancat e tilla karakterizohen nga një ulje e ndjeshmërisë magnetike gjatë ngrohjes. Sidoqoftë, titani është një përjashtim - me rritjen e temperaturës, ndjeshmëria e tij magnetike rritet ndjeshëm.

Aplikimet e titanit

Instrumentet mjekësore të aliazhit të titanit karakterizohen nga rezistencë e lartë ndaj korrozionit, stabilitet biologjik dhe duktilitet.

Karakteristikat e materialit ofrojnë një gamë mjaft të gjerë aplikimesh. Kështu, lidhjet e titanit përdoren në vëllime të mëdha në ndërtimin e anijeve dhe pajisjeve të ndryshme. Përdorimi i materialit si një aditiv aliazh për çeliqet me cilësi të lartë dhe si një deoksidues është vendosur. Lidhjet me nikel kanë gjetur aplikim në inxhinieri dhe mjekësi. Lidhje të tilla kanë veti unike në veçanti, ata kanë kujtesë të formës.

Është vendosur përdorimi i titanit kompakt në prodhimin e pjesëve për pajisjet elektrovakum të përdorura në temperatura të larta. Karakteristikat e titanit teknik bëjnë të mundur përdorimin e tij në prodhimin e valvulave, tubacioneve, pompave, pajisjeve dhe produkteve të tjera të dizajnuara për funksionim në kushte agresive.

Lidhjet karakterizohen nga rezistencë e pamjaftueshme ndaj nxehtësisë, por kanë rezistencë të lartë korrozioni. Kjo lejon përdorimin e lidhjeve të ndryshme me bazë titani në fushën kimike. Për shembull, materiali përdoret në prodhimin e pompave për pompimin e acidit sulfurik dhe klorhidrik. Deri më sot, vetëm lidhjet e bazuara në këtë material mund të përdoren në prodhimin e llojeve të ndryshme të pajisjeve për industrinë e klorit.

Përdorimi i titanit në industrinë e transportit

Lidhjet e bazuara në këtë material përdoren në prodhimin e njësive të blinduara. Dhe zëvendësimi i elementëve të ndryshëm strukturorë që përdoren në industrinë e transportit mund të zvogëlojë konsumin e karburantit, të rrisë kapacitetin e ngarkesës, të rrisë kufirin e lodhjes së produkteve dhe të përmirësojë shumë karakteristika të tjera.

Në prodhimin e pajisjeve për industrinë kimike nga titani, vetia më e rëndësishme është rezistenca ndaj korrozionit të metalit.

Materiali është i përshtatshëm për t'u përdorur në ndërtimin e hekurudhave. Një nga detyrat kryesore që duhet zgjidhur në hekurudha lidhet me uljen e peshës së vdekur. Përdorimi i shufrave dhe fletëve të titanit mund të zvogëlojë ndjeshëm masën totale të përbërjes, të zvogëlojë madhësinë e kutive dhe qafave të boshtit dhe të kursejë në tërheqje.

Pesha është gjithashtu mjaft e rëndësishme për rimorkiot. Përdorimi i titanit në vend të çelikut në prodhimin e rrotave dhe boshteve gjithashtu mund të rrisë ndjeshëm kapacitetin e ngarkesës.

Vetitë e materialit bëjnë të mundur përdorimin e tij në industrinë e automobilave. Materiali karakterizohet kombinim optimal vetitë e forcës dhe peshës për sistemet e gazit të shkarkimit dhe burimet spirale. Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij mund të zvogëlojë ndjeshëm vëllimin e gazrave të shkarkimit, të zvogëlojë kostot e karburantit dhe të zgjerojë përdorimin e skrapit dhe mbetjeve industriale përmes rishkrirjes së tyre. Materiali dhe lidhjet që e përmbajnë atë kanë shumë përparësi ndaj solucioneve të tjera të përdorura.

Detyra kryesore e zhvillimit të pjesëve dhe strukturave të reja është zvogëlimi i masës së tyre, nga e cila varet lëvizja e vetë automjetit në një shkallë ose në një tjetër. Reduktimi i peshës së komponentëve dhe pjesëve lëvizëse bën të mundur uljen potenciale të kostove të karburantit. Pjesët e titanit kanë dëshmuar vazhdimisht besueshmërinë e tyre. Ato përdoren mjaft gjerësisht në industrinë e hapësirës ajrore dhe në modelet e makinave të garave.

Përdorimi i këtij materiali lejon jo vetëm uljen e peshës së pjesëve, por edhe zgjidhjen e çështjes së zvogëlimit të vëllimit të gazrave të shkarkimit.

Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij në industrinë e ndërtimit

Në ndërtim, një aliazh i titanit dhe zinkut përdoret gjerësisht. Kjo aliazh karakterizohet nga veti të larta mekanike dhe rezistencë ndaj korrozionit, ngurtësi dhe duktilitet të lartë. Përbërja e aliazhit përmban deri në 0.2% aditivë aliazh që veprojnë si modifikues të strukturës. Falë aluminit dhe bakrit, sigurohet duktiliteti i kërkuar. Përveç kësaj, përdorimi i bakrit bën të mundur rritjen e rezistencës përfundimtare në tërheqje të materialit dhe kombinimi i elementeve kimike ndihmon në uljen e koeficientit të zgjerimit. Lidhja përdoret gjithashtu për prodhimin e shiritave dhe fletëve të gjata me karakteristika të mira estetike.

Titani përdoret shpesh në teknologjinë hapësinore për shkak të butësisë, forcës dhe rezistencës së tij.

Ndër cilësitë kryesore të një aliazh titani me zink, të cilat janë të rëndësishme veçanërisht për ndërtim, mund të vërehen kimikate të tilla dhe vetitë fizike si rezistencë e lartë ndaj korrozionit, pamje e mirë dhe siguri për shëndetin e njeriut dhe mjedisin.

Materiali ka plasticitet të mirë, mund të vizatohet thellë pa probleme, gjë që e lejon atë të përdoret në punimet e çatisë. Aliazhi nuk ka probleme me bashkimin. Kjo është arsyeja pse struktura të ndryshme tredimensionale dhe elemente arkitekturore jo standarde si kupolat dhe kunjat janë bërë nga zink-titani, dhe jo prej bakri ose çeliku të galvanizuar. Në zgjidhjen e problemeve të tilla, kjo aliazh është i domosdoshëm.

Shtrirja e aliazhit është shumë e gjerë. Përdoret në punimet e fasadave dhe çatisë, produkte të konfigurimeve të ndryshme dhe prej tij bëhen pothuajse çdo kompleksitet, përdoret gjerësisht në prodhimin e produkteve të ndryshme dekorative si ulluqet, zbaticat, kreshtat e çatisë etj.

Kjo aliazh ka një jetë shumë të gjatë shërbimi. Për më shumë se një shekull, nuk do të kërkojë lyerje dhe mirëmbajtje të shpeshtë. punë riparimi. Gjithashtu, ndër avantazhet domethënëse të materialit, duhet theksuar aftësia e tij për t'u rikuperuar. Dëmtime të parëndësishme në formën e gërvishtjeve nga degët, zogjtë, etj. pas një kohe ato zhduken vetë.

Kërkesat për materialet e ndërtimit po bëhen gjithnjë e më serioze dhe strikte. Kompanitë kërkimore në një numër vendesh kanë studiuar dheun rreth ndërtesave të ndërtuara duke përdorur një lidhje zinku dhe titaniumi. Rezultatet e hulumtimit konfirmuan se materiali është plotësisht i sigurt. Nuk ka veti kancerogjene dhe nuk dëmton shëndetin e njeriut. Zink-titani është një material ndërtimi jo i djegshëm, i cili rrit më tej sigurinë.

Duke marrë parasysh të gjitha sa më sipër karakteristika pozitive një material i tillë ndërtimi në funksion është afërsisht 2 herë më i lirë se bakri i çatisë.

Aliazhi ka dy gjendje oksidimi. Me kalimin e kohës, ajo ndryshon ngjyrën dhe humbet shkëlqimin e saj metalik. Në fillim, zinku-titani bëhet gri i lehtë, dhe pas një kohe fiton një nuancë fisnike gri të errët. Aktualisht, materiali i nënshtrohet qëllimisht plakjes kimike.

Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij në mjekësi

Titani është plotësisht i pajtueshëm me indet njerëzore, prandaj përdoret në mënyrë aktive në fushën e endoprostetikës.

Titani ka gjetur aplikim të gjerë në fushën mjekësore. Ndër avantazhet që e lejuan atë të bëhej kaq popullor, duhet të theksohet forca e lartë dhe rezistenca ndaj korrozionit. Përveç kësaj, asnjë nga pacientët nuk ishte alergjik ndaj titanit.

Titani i pastër tregtar dhe aliazh Ti6-4Eli përdoren në mjekësi. Me përdorimin e tij bëhen instrumente kirurgjikale, proteza të ndryshme të jashtme dhe të brendshme, deri në valvulat e zemrës. Titani përdoret për të bërë karrige me rrota, paterica dhe pajisje të tjera.

Një numër studimesh dhe eksperimentesh konfirmojnë përputhshmërinë e shkëlqyer biologjike të materialit dhe lidhjeve të tij me indet e gjalla të njeriut. Indet e buta dhe kockore rriten së bashku me këto materiale pa probleme. Një modul i ulët elasticiteti dhe një shkallë e lartë e forcës specifike e bëjnë titanin një material shumë të mirë për endoprostetikë. Është dukshëm më i lehtë se llamarina, çeliku dhe lidhjet me bazë kobalti.

Kështu, vetitë e titanit bëjnë të mundur përdorimin aktiv të tij në një larmi fushash - nga prodhimi i tubave dhe kulmeve deri te protezat mjekësore dhe ndërtimi i anijeve kozmike.

Titani është i 4-ti më i zakonshëm në prodhim, por teknologji efikase nxjerrja e tij u zhvillua vetëm në vitet 40 të shekullit të kaluar. Është një metal me ngjyrë argjendi, i karakterizuar nga një gravitet specifik i ulët dhe karakteristika unike. Për të analizuar shkallën e shpërndarjes në industri dhe fusha të tjera, është e nevojshme të shprehni vetitë e titanit dhe shtrirjen e lidhjeve të tij.

Karakteristikat kryesore

Metali ka një peshë specifike të ulët - vetëm 4,5 g/cm³. Vetitë kundër korrozionit janë për shkak të një filmi të qëndrueshëm oksid të formuar në sipërfaqe. Për shkak të kësaj cilësie, titani nuk i ndryshon vetitë e tij gjatë ekspozimit të zgjatur ndaj ujit, acidit klorhidrik. Zonat e dëmtuara nuk ndodhin për shkak të stresit, i cili është problemi kryesor i çelikut.

Në formën e tij të pastër, titani ka cilësitë dhe karakteristikat e mëposhtme:

• pika nominale e shkrirjes - 1660°С;
• nën ndikimin termik +3 227 ° С vlon;
• forca në tërheqje - deri në 450 MPa;
• karakterizohet nga një indeks i ulët elasticiteti - deri në 110.25 GPa;
• në shkallën HB, fortësia është 103;
• forca e rendimentit është një nga më optimalet midis metaleve - deri në 380 MPa;
• përçueshmëria termike e titanit të pastër pa aditivë - 16.791 W / m * C;
• koeficienti minimal i zgjerimit termik;
• ky element është një paramagnet.

Për krahasim, forca e këtij materiali është 2 herë më e fortë se hekuri i pastër dhe 4 herë më i fortë se alumini. Titani gjithashtu ka dy faza polimorfike - temperaturë të ulët dhe temperaturë të lartë.

Për nevojat industriale, titani i pastër nuk përdoret për shkak të kostos së tij të lartë dhe performancës së kërkuar. Për të rritur ngurtësinë, përbërjes i shtohen okside, hibride dhe nitride. Ndryshoni rrallë karakteristikat e materialit për të përmirësuar rezistencën ndaj korrozionit. Llojet kryesore të aditivëve për marrjen e lidhjeve: çelik, nikel, alumin. Në disa raste, ai kryen funksionet e një komponenti shtesë.

Zonat e përdorimit

Për shkak të parametrave të tij të ulët të gravitetit specifik dhe forcës, titani përdoret gjerësisht në industrinë e aviacionit dhe hapësirës. Përdoret si materiali kryesor strukturor në formën e tij të pastër. Në raste të veçanta, duke ulur rezistencën ndaj nxehtësisë, bëhen lidhje më të lira. Në të njëjtën kohë, rezistenca e tij ndaj korrozionit dhe forca mekanike mbeten të pandryshuara.

Përveç kësaj, materiali me aditivë të titanit ka gjetur aplikim në fushat e mëposhtme:

• Industria kimike. Rezistenca e tij ndaj pothuajse të gjitha mediave agresive, përveç acideve organike, bën të mundur prodhimin e pajisjeve komplekse me performancë e mirë jetëgjatësia e shërbimit pa riparim.
• Prodhimi i automjeteve. Arsyeja është graviteti i ulët specifik dhe forca mekanike. Prej tij bëhen korniza ose elementë strukturorë që mbajnë ngarkesë.
• Ilaçi. Përdoret për qëllime të veçanta aliazh special nitinol (titan dhe nikel). Karakteristika e tij dalluese është kujtesa e formës. Për të reduktuar barrën e pacientëve dhe për të minimizuar gjasat e efekteve negative në trup, shumë splinta mjekësore dhe pajisje të ngjashme janë bërë prej titani.
• Në industri, metali përdoret për prodhimin e kutive dhe elementeve individuale të pajisjeve.
• Bizhuteritë e titanit kanë një pamje dhe ndjesi unike.

Në shumicën e rasteve, materiali përpunohet në fabrikë. Por ka një numër përjashtimesh - njohja e vetive të këtij materiali, pjesë e punës për ndryshimin pamjen produktet dhe karakteristikat e tyre mund të bëhen në punëtorinë e shtëpisë.

Karakteristikat e përpunimit

Për t'i dhënë produktit formën e dëshiruar, është e nevojshme të përdorni pajisje speciale - kthesë dhe frezë. Prerja manuale ose bluarja e titanit nuk është e mundur për shkak të fortësisë së tij. Përveç zgjedhjes së fuqisë dhe karakteristikave të tjera të pajisjeve, është e nevojshme të zgjidhni të drejtën mjetet prerëse: prerëse, prerëse, prerëse, shpuese etj.

Kjo merr parasysh nuancat e mëposhtme:

• Ashklat e titanit janë shumë të ndezshme. Kërkohet ftohja e detyruar e sipërfaqes së pjesës së punës dhe funksionimi me shpejtësi minimale.
• Përkulja e produktit kryhet vetëm pas ngrohjes paraprake të sipërfaqes. Përndryshe, ka të ngjarë të shfaqen çarje.
• Saldimi. Duhet të respektohen kushte të veçanta.

Titani është një material unik me performancë të mirë dhe veti teknike. Por për përpunimin e tij, duhet të dini specifikat e teknologjisë, dhe më e rëndësishmja, masat paraprake të sigurisë.

Elementi 22 (Anglisht Titanium, Frëngjisht Titane, Gjerman Titan) u zbulua në fund të shekullit të 18-të, kur kërkimi dhe analiza e mineraleve të reja të pa përshkruara ende në literaturë tërhoqi jo vetëm kimistët dhe mineralogët, por edhe shkencëtarët amatorë. Një hobi i tillë, prifti anglez Gregor, gjeti rërë të zezë të përzier me rërë të imët dhe të bardhë në famullinë e tij në Luginën Menachan në Cornwall. Gregor shpërndau një mostër rëre në acid klorhidrik; në të njëjtën kohë, 46% e hekurit u lirua nga rëra. Gregori shpërndau pjesën tjetër të kampionit në acid sulfurik dhe pothuajse e gjithë substanca shkoi në tretësirë, me përjashtim të 3.5% silicë. Pas avullimit të tretësirës së acidit sulfurik, mbeti një pluhur i bardhë në masën 46% të kampionit. Gregor e konsideroi atë si një lloj të veçantë gëlqereje, të tretshme në acid të tepërt dhe të precipituar me potas kaustik. Duke vazhduar studimin e pluhurit, Gregor arriti në përfundimin se ishte një kombinim i hekurit me ndonjë metal të panjohur. Pasi u konsultua me mikun e tij, mineralogistin Hawkins, Gregor publikoi rezultatet e punës së tij në 1791, duke sugjeruar që metali i ri të quhej Menachine sipas luginës në të cilën ishte gjetur rëra e zezë. Prandaj, minerali origjinal u quajt menaconite. Klaproth u njoh me mesazhin e Gregorit dhe, pavarësisht nga ai, filloi të analizonte mineralin, i njohur në atë kohë si "shorl i kuq hungarez" (rutile). Së shpejti ai arriti të izolojë nga minerali një oksid të një metali të panjohur, të cilin e quajti titan (Titan) në analogji me titanët - banorët e lashtë mitikë të tokës. Klaproth zgjodhi qëllimisht një emër mitologjik në krahasim me emrat e elementeve sipas vetive të tyre, siç sugjerohet nga Lavoisier dhe Komisioni i Nomenklaturës i Akademisë së Shkencave të Parisit, dhe që çoi në keqkuptime serioze. Duke dyshuar se menakini dhe titani i Gregorit ishin i njëjti element, Klaproth bëri një analizë krahasuese të menakonitit dhe rutilit dhe përcaktoi identitetin e të dy elementëve. në Rusi në fund të shekullit të 19-të. titani u izolua nga ilmeniti dhe u studiua në detaje nga ana kimike nga T.E. Lovits; megjithatë, ai vuri në dukje disa gabime në përkufizimet e Klaproth-it. Titani i pastër elektrolitik u mor në 1895 nga Moissan. Në letërsinë ruse të fillimit të shekullit të 19-të. titani nganjëherë quhet titanium (Dvigubsky, 1824), dhe emri titan shfaqet atje pesë vjet më vonë.