Titan haqida malumot
Titan ilgari "mukammal metall" deb nomlangan, chunki yuqori xususiyatlarga bardoshli metall boʻlgani uchun.
Titan kamdan-kam uchraydigan element bo'lib, yuqori fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarga ega strategik muhim sanoat xom ashyosi hisoblanadi . Qayta ishlash juda qiyin va qimmat. Bu tabiatda topilgan eng mustahkam moddalar qatoriga kiradi. U inson to'qimalari va suyaklari bilan moslasha oladiganligi sababli, u sog'liqni saqlash mahsulotlari va tibbiyotda keng qo'llaniladi. Metall va qotishma sifatida u bardoshli mahsulotlarning, ayniqsa pigment sanoatida, samolyotlardan kosmik kemalarga, suv osti kemalaridan qozonlarga qadar ishlatiladigan elementidir. Maxsus qotishmalari bilan qiziqarli xususiyatlarga ega titan strategik metallar qatoriga kiradi.
Kashf etilish tarixi
Titan - bu so'nggi 50 yil ichida ishlatilgan metall. Birinchi marta 1791 yilda ingliz kimyogari Uilyam Gregor tomonidan kashf etilgan va alohida tasvirlangan. 1793 yilda nemis kimyogari Martin Geynrix Klaprot uni yunon mifologiyasida yer ma'buda o'g'illari Titanlar nomi bilan nomlagan. 1910 yilgacha muvaffaqiyatli ajratib bo'lmaydigan titandan 1950 yillarning boshlarida aviatsiya sanoatida foydalanila boshlandi. O'sha paytda u "ajoyib metall" deb ta'riflangan. Texnologiyalarning rivojlanishi tufayli, u bugungi kungacha ko'plab mahsulotlarning xomashyosi bo'lib kelmoqda.
Kimyoviy xossalari
Titan yuqori kimyoviy va fizik xususiyatlarga ega. Bu elementlar jadvalining 4-kichik guruhida joylashgan, "Ti" kimyoviy belgisi bo'lgan oraliq metallidir. Uning atom raqami 22, vazni 47,9, solishtirma og'irligi 4,5. U engil, mo'rt, kumush-oq rangli yaltiroq. Uning erish harorati 1660 C, qaynash temperaturasi 3287 C.
Titan magnit tortilmaydi, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi temirdan past. U kislotalar, tuzlar va boshqa kimyoviy birikmalar va moddalarga yuqori darajada chidamli. Uning kimyoviy va fizik xususiyatlari sirkoniyga o'xshaydi. U hech qanday mikroorganizmlar bilan reaksiyaga kirishmaydi, toksik emas. Bu inson tanasiga zarar etkazmaydi va allergiya keltirib chiqarmaydi. Uni sovuq va issiq bosish mumkin. Uni payvandlash, burish va frezalash mumkin. U azot bilan yonadigan oz sonli metallardan biridir. Bu toza olish qiyin bo'lgan reaktiv moddadir. U zichligi past, yuqori tortishish va korroziyaga chidamliligiga ega.
U yer qobig'idagi eng keng tarqalgan elementlar orasida 9-o'rinni egallaydi. Uning tarkibida er qobig'ining 0,56 foizini tashkil etadi. Ruda hosil bo'lishi va konning potentsiali juda siyrak va o'ziga xos geologik sharoitga bog'liq. Titan rudasi birlamchi konlar deb ataladigan jinslardan va ikkilamchi (ikkilamchi) konlar bo'lgan plaserlardan (maydalangan toshlardan) olinadi.
Olinishi
Odatda, titan va uning birikmalarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material nisbatan kam miqdordagi aralashmalarga ega bo'lgan titandioksiddir.
Titan rudasi sulfat kislotasi yoki pirometallurgik qayta ishlanadi. Sulfat kislota bilan ishlov berish mahsuloti titaniumdioksit TiO2 kukunidir. Pirometallurgiya usuli bilan ruda koks bilan maydalanadi va xlor bilan qayta ishlanadi, titan tetraxorid TiCl 4 hosil bo'ladi.
TiO2 + C + 2 Cl2 → CO2 + TiCl4
Olingan TiCl4 850 ° C da magniy bilan qayariladi:
TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2
Bundan tashqari, Kembrij universitetida titan ishlab chiqarish Derek Frey, Tom Farthing va Jorj Chen tomonidan FFC Kembrij nomlari bilan atalgan jarayoni endi mashhurlikka erisha boshladi. U quydagicha:
2CaO → 2Ca + O2
Hosil bo'lgan kislorod anodni oksidlaydi (grafitdan foydalanganda) va kaltsiy eritmada katodga ko'chib, u erda titanni oksididan qaytaradi:
C + O2 → CO2
TiO2 + 2Ca → 2CaO + Ti
Asosiy konlari
Katta birlamchi titan konlari Janubiy Afrika, Rossiya, Ukraina, Kanada, AQSh, Xitoy, Norvegiya, Shvetsiya, Misr, Avstraliya, Hindiston, Janubiy Koreya, Qozog'istonda joylashgan. Ikkilamchi konlari Braziliya, Hindiston, AQSh, Syerra-Leone, Avstraliyada uchraydi. MDH mamlakatlarida titan rudalarining o'rganilgan zaxiralarida RF (58,5%) va Ukraina (40,2%) etakchi o'rinni egallaydi. Rossiyadagi eng yirik kon - Yaregskoye.
Ishlatilishi
Titan uni zamonaviy texnologiyalar bilan qayta ishlash qiyinligi sababli qimmat metall hisoblanadi . Shu sababli, uning foydalanish sohalari va iste'moli cheklangan. U maxsus mahsulotlarda "metallar va ularning qotishmalari", "oksidlar va boshqa birikmalar" shaklida qo'llaniladi. Titan minerallari qog'oz , plastmassa va bo'yoq sanoatida tez-tez ishlatiladi.
Eng yorqin oq bo'yoq pigmenti titan oksidi. Titan - barcha ob'ektlarning ranglarini tashkil etuvchi molekulalar bo'lgan pigmentlarni ishlab chiqarishda muhim o'rin tutadigan element. Titan oksidi pigmenti; rux oksidi va qo'rg'oshin oksidi kabi pigmentlarga qaraganda ko'proq tiniqroq. Bu qog'ozlarning yorqinligini oshiradi va shaffofligini pasaytiradi. Shu sababli, titan pigmenti fotosurat qog'ozlarida qo'llaniladi. Dunyoda titan rudasi ishlab chiqarishning 91 foizi pigment sanoatida ishlatiladi (bu ko'rsatkichning 57 foizi bo'yoq sanoatida qo'llaniladi) va 6 foizi metall sanoatida qo'llaniladi. 3 foizi boshqa tarmoqlarga tarqatiladi.
Bu yuqori harorat va tezlikda ishlaydigan tebranish qismlarida almashtirib bo'lmaydigan metalldir. Ko'pgina mahsulotlarda alternativa yo'q. U mudofaa, aerokosmik va samolyot sanoatida, kimyo va elektrokimyo sanoatida mustahkam metall sifatida keng qo'llaniladi. Titan birikmalari kosmik kemalar, samolyotlar va raketalarning ko'p qismlarida uchraydi. Bu qiyin ishlov berish va xarajatlar tufayli maxsus joylarda metall sifatida ishlatilishi mumkin.
So'nggi yillarda titan oshxona mahsulotlarining ishlatiladigan tarkibiy qismiga aylandi. Ayniqsa, kostryulkalar va kostryulkalar titan va uning qotishmalari bilan ishlab chiqarila boshlandi. Sog'lom pishirish usullari orasida yangi tendentsiya sifatida oshxonalarga kiradigan titan mahsulotlari, yopishqoq bo'lmagan qoplamalar bilan oson pishirish uchun alternativani taklif etadi. Titan engil, korroziyasiz va issiqqa chidamli xususiyatlari tufayli sifatli idish va kostryulkalar uchun afzaldir. Po'latdan yasalgan idishlarga qaraganda taxminan 50 foiz yengilroq va alyuminiydan 60 foiz og'irroq bo'lgan titanium kostryulkalar tarkibida har ikkala metalga nisbatan ancha chidamli xususiyatlar mavjud. Titanning kimyoviy xossalari tufayli ovqatni hech qanday moy ishlatmasdan pishirish mumkin.
Titan ishlatiladigan boshqa mahsulotlar va maydonlarni quyidagicha ro'yxatga olish mumkin: transport vositalarining dvigatel qismlari, dvigatel turbinasi pichoqlari, suvosti kemalari, fabrikalarning kimyoviy ishlab chiqaruvchi qismlari, kosmetika, linolyum, ipak, oq siyoh, rangli shisha, keramika, charm va mato bo'yoqlari, polietilen, kimyoviy moddalarga chidamli buyumlar, deraza romlari, qog'oz plomba va qoplamalar, payvandlash elektrodlari, elektr yoyi, lak, jilo, neft kimyosi, tozalash inshootlari, tish implantlari, stomatologik materiallar, protezlar, zargarlik buyumlari, soatlar, ko'zoynaklar, uyali telefonlar, kameralar, sport mahsulotlari va boshqalar.
Titan qiziqarli qotishmasi Nitinol
Nitinol, titan-nikel qotishmasi, muhim qotishma biri hisoblanadi. Uning shakli buzilgan bo'lsa ham, qizdirilganda uni tiklash mumkin. Xotira xususiyatlariga ega bo'lgan nitinol juda qiziqarli qotishma. Unga yuqori haroratda qotishma shakli beriladi, qotishma uning xotirasidagi shaklni saqlaydi, so'ngra bukilgan va egilgan bo'lsa ham, xotiradagi shaklni issiqlik bilan qayta tiklash mumkin. Sehrgarlar egilgan qoshiqlarning siri bu qotishmada yashiringan; Boshqacha qilib aytganda, bu qoshiqlar nitinol qotishmalaridan qilingan.
Nitinol tibbiyot sanoatida ishlatiladigan muhim moddalar qatoriga kiradi. Ushbu qotishma braketlar, stentlar, robotlar qismlari kabi ko'plab mahsulotlarda qo'llaniladi. Yana bir qiziqarli ma'lumot; Nitinol qotishma simlari elektrlashtirilganda qisqaradi. Titan bundan tashqari, po'lat, mis, vanadiy, molibden va alyuminiy kabi elementlar bilan qotishma hosil qilish mumkin. Ushbu qotishmalar juda mustahkam va bardoshli materiallarning xomashyosi hisoblanadi.