Wat ass Titan?
Properties
- Atomic Symbol: Ti
- Atomic Nummer: 22
- Element Kategorie: Iwwergang Metal
- Densitéit: 4,506 / cm3
- Schmelzpunkt: 3034 ° F (1668 ° C)
- Kukiller: 5949 ° F (3287 ° C)
- Moh's Hardness: 6
Charakteristiken
All Titanen bestehend sinn fir hir héich Stäerkt, liicht an aussergewéinlech Korrosiounsbestännegkeet bekannt .
Trotz esou stänneg wéi Stol, Titan ass ongeféier 40% lichter am Gewiicht, deen, zesumme mat senger Resistenz géint Kavitation an Erosioun, e wesentlecht strukturellt Metal fir Aerospace-Ingenieure mécht.
Titanium ass och formidabel bei senger Korrosiounswëssenschaft iwwerwaacht duerch Waasser a chemesch Medien. Et mécht dëst eng Form vun enger dënnter Schicht aus Titan Dioxid (TiO2) op senger Uewerfläch, déi extrem schwiereg ass fir dës Material ze penetréieren.
Wann e Modul vun der Elastizitéit mat engem niddregen Modul vun der Elastizitéit gehéiert, heescht Titan net och ganz flexibel, mee no der Biedenschaft zu senger ursprénglecher Form zréckkomm.
Titanium ass net magnetesch a biokompatibel (ongerechteg, net allergiker), wat zu senger zousätzlech Verwäertung am medizinesche Kader geführt huet.
Geschicht
D'Verwäertung vun Titan Metal, an irgendenger Form, eréischt just nom Zweete Weltkrich entwéckelt.
Tatsächlech Titan gouf net als Metall isoléiert bis de amerikanesche Appropriaten Matthew Hunter dëst produzéiert huet andeems en Titan Tetrachlorid (TiCl4) mat Natrium 1910 reduzéiert gouf; Eng Methode déi haut als Hunter Hunter Prozess bekannt ass.
Kommerzielle Produktioun gouf awer net eréischt nom William Justin Kroll gewisen datt dës Titan och aus Chlorid reduzéiert konnt ginn mat Magnesium an den 1930er Joren.
De Kroll-Prozess bleift déi gréisste kommerziell Produktiounsmethod bis haut.
No enger kostengwierkt Produktiounsmethod gouf entwéckelt Titan senger éischt grousser Benotzung am militäresche Fliger. Déi zwee Sowjetunioun an amerikanesche Militärflughéiken an Uwergmaren (zB Sowjet Alfa a Mike Classmarine an d'USAF F100 Super Saber a Lockheed A-12) entwéckelen an de 1950er an 1960er huet ugefaangen d'Titanlegierungen ze benotzen. Vun den fréie 1960er hunn d'Titanlegien ugefaang vu kommerziellen Flotteproduzenten och benotzt.
De medizinesche Beräich, besonnesch Zännimplantater an Prothetik, erwächt d'Nützlechkeet vum Titan nach schwedeschen Dokter Per-Ingvar Brånemark Studien aus den 1950er Joren ze weisen, datt Titan keng negativ Immunantwort an de Mënschen huet, an datt de Metal erlaabt an eise Kierper an engem Prozess ze integréieren Oseointegratioun .
Produktioun
Obwuel Titan déi véiert meescht Metalle vun der Äerdkrust (hannert Aluminium , Eisen a Magnesium) sinn, ass d'Produktioun vun Titan Metall extrem empfindlech géint Kontaminatioun, virun allem duerch Sauerstoff, wat seng relativ rezent Entwécklung an héich Deeler uweist.
Déi haaptsächlech Orden, déi an der Primärproduktioun vun Titan gebraucht ginn, sinn Ilmenit, déi fir ongeféier 90% vun der Produktioun ugesinn an rutil sinn, wat fir déi aner 10% geschitt.
Ongeféier 6,3 Milliounen Tonnen Titan Mineralkonzentraten gouf 2010 produzéiert, obwuel nëmme jéngst Frae (ronn 5%) vun Titankonzentraten, déi all Joer produzéiert ginn, endlech endgülteg an Titan Metal. Amplaz si meescht meescht an der Produktioun vu Titan Dioxid (TiO2), e Pellet, deen zu Pëllen, Lacken, Liewensmëttel, Medikamenter a Kosmetik benotzt gëtt.
Am Éischte Stéck vum Kroll-Prozess gëtt Titan-Erz gebierot a mat Kokereien an enger Chloratmosphär erhëtzt a Titan Tetrachlorid (TiCl4) ze produzéieren. De Chlorid gëtt agebonnen an duerch en Kondensat geschickt, wat eng Titan Chlorid Flëssegkeet produzéiert, déi méi 99% pure ass.
Den Titan Tetrachlorid gëtt dann direkt an Schëffer mat geschmolztem Magnesium geschéckt. Fir Sauerstoffkontaminatioun ze vermeiden, gëtt dëst duerch d'Argonë vun Argongas ofgefaaft.
Während dem konsequente Destillatiounsprozess, deen e puer Deeg daueren kann, gëtt d'Schëffer 1832 ° F erhëtzt (1000 ° C). De Magnesium reagéiert mam Titanchlorid, d'Chlorid ze stripen an d'Elemental-Titan a Magnesiumchlorid ze produzéieren.
De Fibrous Titan deen als Resultat produzéiert gëtt, gëtt als Titan-Schwamm bezeechent. Fir Titanlegierungen a grouss Titan Titan gi Zocker produzéiert, kann de Titan-Schwamm mat verschiddene Legierungselementer mat engem Elektronenstrahl, Plasma Bunn oder Vakuum-Bëschschmelz ausgeschmiert ginn.
An der Hoffnung fir d'Extrait vun der Titan ze reduzéieren, elektrolytesch an aner Prozesser fir d'Erzeugung vun Titan Metall ginn weider aktiv ënnerstëtzt.
Duerch seng strategesch Natur ass Statistik iwwer Titan Metalproduktioun ka schwéier ze kommen. Allerdéngs ass geschat datt d'weltwäite Titan-Schwammsproduktioun am Joer 2010 ongeféier 150.000 Tonnen ass. Déi gréisste produzéierend Länner sinn China, Japan, Russland, Kasachstan an d'USA. Grouss Titan-Schwammproduzenten schloen VSMPO (Russland), Titanium Metal Corp (USA), RTI Intl. (USA), Fushun Jinming Titanium Industrie (China), Luoyang Sunrui Wayi Titanium (China) an Osaka Titanium Technology Co. (Japan).
Applikatiounen
Titanium Metallegierungen ginn haaptsächlech an de folgende Industrien benotzt:
- Aerospace
- Militär
- Medizin
- Chemikalie
- Sportwueren
Während deene leschte puer Joerzéngten hunn d'Flotteproduzent ëmmer méi als Titulaire Strukturkomponent ugefaang. Vun hiren éischte Gebaier an de fréie 1960er huet de duerchschnëttlechen Titangehalt an de Commercial Boeing Commercial Airlines vun ongeféier 2% vum Kierpergewiicht un ongeféier 15% erhéicht. Méi ...
Quellen
> TIMET Video: De Kroll Prozess. Verfügbar op der International Titanium Association Websäit: http://www.titanium.org
D'US Geological Survey: Titan. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Vulkan, Tom. 2010. Titanium: Metal vun de Götter . Hardassetinvestor.com.
> Folge Terence op Google+