Ano ang titan?
Ari-arian
- Atomic Symbol: Ti
- Atomic Number: 22
- Kategorya ng Elemento: Transition Metal
- Densidad: 4.506 / cm3
- Temperatura ng pagkatunaw: 3034 ° F (1668 ° C)
- Boiling Point: 5949 ° F (3287 ° C)
- Moh's Hardness: 6
Mga katangian
Ang mga allo na naglalaman ng titan ay kilala sa kanilang mataas na lakas, magaan, at natatanging paglaban ng kaagnasan .
Sa kabila ng pagiging malakas tulad ng bakal, titan ay tungkol sa 40% mas magaan sa timbang, kung saan, kasama ang paglaban sa cavitation at pagguho, ito ay isang mahalagang estruktural metal para sa mga engineer ng aerospace.
Ang titan ay mabigat din sa paglaban nito sa kaagnasan ng parehong tubig at chemical media. Ginagawa nito ito sa pamamagitan ng pagbubuo ng isang manipis na layer ng titan dioxide (TiO2) sa ibabaw nito na napakahirap para sa mga materyales na ito upang tumagos.
Ang pagkakaroon ng isang mababang modulus ng pagkalastiko ay nangangahulugan na ang titan ay hindi masyadong nababaluktot, ngunit nagbabalik sa orihinal nitong hugis pagkatapos ng baluktot, na nagreresulta sa kahalagahan nito sa paghubog ng mga haluang memorya.
Ang titan ay non-magnetic at biocompatible (di-nakakalason, di-allergenic), na humantong sa pagtaas ng paggamit nito sa medikal na larangan.
Kasaysayan
Ang paggamit ng titan metal, sa anumang anyo, ay talagang binuo pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig.
Sa katunayan, ang titan ay hindi nakahiwalay bilang isang metal hanggang sa ginawa ng Amerikanong botika na si Matthew Hunter sa pamamagitan ng pagbawas ng titan tetrachloride (TiCl4) na may sosa noong 1910; Isang paraan na kilala ngayon bilang proseso ng Hunter.
Ang komersyal na produksyon, gayunpaman, ay hindi dumating hanggang matapos ipinakita ni William Justin Kroll na ang titan ay maaari ding mabawasan mula sa chloride gamit ang magnesiyo noong 1930s.
Ang proseso ng Kroll ay nananatiling pinakamahalagang pamamaraan ng komersyal na produksyon hanggang sa araw na ito.
Pagkatapos ng isang cost-effective na paraan ng produksyon ay binuo, unang paggamit ng titan ay nasa militar na sasakyang panghimpapawid. Ang parehong mga sasakyang panghimpapawid at submarino ng Sobyet at Amerikano (hal. Sobiyet Alfa at Mike Class submarines at ang USAF F100 Super Saber at Lockheed A-12) na idinisenyo noong 1950s at 1960 ay nagsimulang magamit ang mga titanium alloys. Sa pamamagitan ng unang bahagi ng 1960s, nagsimula ang titan na haluang ginamit ng mga komersyal na mga tagagawa ng sasakyang panghimpapawid.
Ang medikal na larangan, lalo na ang mga implant ng dental at prosthetics, ay nagising sa pagiging kapaki-pakinabang ng titan matapos ang pag-aaral ng Swedish na doktor na Per-Ingvar Brånemark mula pa noong 1950 ay nagpakita na ang titan ay hindi nagpapakita ng negatibong pagtugon sa immune sa mga tao, na pinapayagan ang metal na maisama sa ating mga katawan sa isang proseso termed osseointegration .
Produksyon
Kahit na ang titan ay ang ikaapat na pinaka-karaniwang elemento ng metal sa crust ng lupa (sa likod ng aluminyo , bakal , at magnesiyo), ang produksyon ng titan metal ay lubhang sensitibo sa kontaminasyon, lalo na ng oxygen, na tumutukoy sa kamakailang pag-unlad nito at mataas na halaga.
Ang mga pangunahing ores na ginamit sa pangunahing produksyon ng titan ay ilmenite, na kung saan ay humigit-kumulang sa 90% ng produksyon, at rutile, na nagtatala para sa natitirang 10%.
Humigit-kumulang sa 6.3 milyong tonelada ng titanium mineral concentrate ang ginawa noong 2010, bagaman isang maliit na bahagi lamang (tungkol sa 5%) ng titan concentrate na ginawa bawat taon sa huli ay nagtatapos sa titan metal. Sa halip, ang karamihan ay ginagamit sa paggawa ng titan dioxide (TiO2), isang kulay na pangulay na ginagamit sa mga pintura, pagkain, gamot, at mga pampaganda.
Sa unang hakbang ng proseso ng Kroll, ang titan ore ay durog at pinainit ng coking coal sa isang murang klorin upang makagawa ng titan tetrachloride (TiCl4). Ang chloride ay nakukuha at ipinadala sa pamamagitan ng isang condenser, na gumagawa ng isang titanium chloride liquid na higit pa 99% dalisay.
Pagkatapos ay ipinapadala ang titan tetrachloride direkta sa mga sisidlan na naglalaman ng nilusaw na magnesiyo. Upang maiwasan ang kontaminasyon ng oxygen, ito ay ginawa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng argon gas.
Sa panahon ng proseso ng paglilinis, na maaaring tumagal ng ilang araw, ang tubig ay pinainit sa 1832 ° F (1000 ° C). Ang magnesiyo ay tumutugon sa titan klorido, pagtanggal sa klorido at paggawa ng elemental na titan at magnesium chloride.
Ang mahibla titan na ginawa bilang resulta ay tinutukoy bilang titan sponge. Upang makagawa ng titanium alloys at high purity titanium ingots, ang titan sponge ay maaaring matunaw sa iba't ibang elemento ng alloying gamit ang electron beam, plasma arc o vacuum-arc melting.
Sa pag-asa ng pagbawas ng mga gastos sa pagkuha ng titan, ang electrolytic at iba pang mga proseso para sa paggawa ng titan metal ay patuloy na aktibong sinaliksik.
Dahil sa estratehikong kalikasan nito, ang mga istatistika sa produksyon ng titan metal ay maaaring maging mahirap na dumating. Gayunpaman, tinatantya na ang kabuuang produksyon ng mundo ng titan sponge ay humigit-kumulang 150,000 tonelada noong 2010. Ang pinakamalaking bansa sa paggawa ay China, Japan, Russia, Kazakhstan at Estados Unidos. Ang mga malalaking producer ng titan sponge ay kinabibilangan ng VSMPO (Russia), Titanium Metals Corp (USA), RTI Intl. (USA), Fushun Jinming Titanium Industry (China), Luoyang Sunrui Wayi Titan Co. (China) at Osaka Titanium Technology Co. (Japan).
Mga Application
Ang mga haluang metal ng titan ay pangunahing ginagamit sa mga sumusunod na industriya:
- Aerospace
- Militar
- Medikal
- Kimikal
- Sporting goods
Sa nakalipas na ilang dekada, ang mga tagagawa ng sasakyang panghimpapawid ay lumalaki sa titan bilang isang pangunahing sangkap sa istruktura. Mula sa unang paggamit nito sa unang bahagi ng dekada ng 1960, ang average na nilalaman ng titan sa mga komersyal na airline ng Boeing ay nadagdagan mula sa halos 2% ng timbang ng katawan hanggang humigit-kumulang 15%. Higit pa ...
Pinagmulan
> TIMET Video: Ang Proseso ng Kroll. Magagamit sa International Titanium Association website: http://www.titanium.org
Ang US Geological Survey: Titanium. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/
Vulcan, Tom. 2010. Titan: Ang Metal ng mga Diyos . Hardassetinvestor.com.
> Sundin Terence sa Google+