티타늄 - 금속. 티탄 속성. 티타늄의 사용. 성적 티탄의 화학 조성

미래의 영원한 신비, 공간, 물질 - 티타늄의 다양한 소스에 할당 된 모든 이들과 다른 많은 별명. 이 금속의 발견의 역사는 사소한하지 않았다 : 순수한 형태로 방출 요소를 통해 동시에 여러 과학자 일에. 물리적, 화학적 특성과 그 응용 프로그램의 정의를 공부하는 과정이 완료되지 않습니다 오늘. 티타늄 - 미래와 아직 완전히 정의되지 않은 인간의 삶에 그 자리의 금속, 현대의 연구자들에게 창의력과 과학 연구를위한 거대한 범위를 제공합니다.

기능

화학 소자 티탄 (티탄) 멘델레예프 심볼 티 주기율표에서 지정된다. 네 번째 구간의 측면 서브 그룹 IV 군에 위치하고 있으며, 일련 번호 22 갖는다 순물질 티타늄 - 금속 흰색은, 가볍고 튼튼한. 22) 2) 8) 10) 2 ^{2 2} 1S 2S 3S 2P 3P ^{6 2 6 2 2} 차원 4S : 원자의 전자 배열은 다음과 같은 구조를 갖는다. 따라서, 티타늄 가지고 여러 가지 산화 상태 2, 3, 4에서 가장 안정적인 화합물, 그 것이다 가의.

티타늄 - 합금 또는 금속?

이 질문은 많은 관심입니다. 1910 년 미국의 화학자 헌터 최초의 순수 티타늄이었다. 금속 불순물이 1 %를 함유하지만 양은 무시할 그 속성의 추가 조사 가능성을주지 입증되었다. 이 재료의 고온 연성 tolkopod 달성 된 정상 상태 (실온) 하에서 시료 너무 취성이었다. 사실,이 항목 때문에 그 사용 전망의 관심이 과학자가 너무 불확실 보였다 없습니다. 획득하고 상기 조사의 복잡성은 애플리케이션의 가능성을 감소시켰다. 만 1925 년, 네덜란드 J. 드 보어와 A. 밴 Arkel에서 화학자는 전 세계 엔지니어와 설계자의 관심을 받고있다 특성있는 티타늄 금속을 받았다. 이 소자의 연구의 역사는 1790 시작는 서로 독립적으로, 두 과학자 화학 소자로서 티탄을 발견 평행이 시간이었다. 그들 각각은 순수한 형태로 금속을 회수하지 못하는, 화합물 (산화물) 제를 수용한다. 티타늄은 영어 스님 광물 학자 윌리엄 그레고르의 선구자로 간주됩니다. 영국 남서부에 위치한 자신의 교구의 영토에, 젊은 과학자는 검은 모래 Menakena 밸리를 공부하기 시작했다. 자석이 실험의 결과는 티타늄 화합물이며 반짝이 곡물 할당되었다. 동시에 독일어 화학자 마르틴 하인리히 클라 프로트는 미네랄 루타에서 새 물질을 확인했다. 1797 년에, 그는 또한 오픈 병렬 소자 유사하다는 것을 증명했다. 이산화 티타늄은 한 세기가 순수한 금속도 Berzelius 불가능했다 얻기 위해 많은 화학자에 신비이었다보다 더입니다. XX 세기의 최신 기술은 크게 말했다 요소의 학습 과정을 가속화하고 그것의 사용의 초기 방향을 결정합니다. 이 범위에서 지속적으로 확대되고있다. 본 발명의 범위를 제한 순수 티타늄과 같은 물질을 얻는 과정의 복잡성있다. 가격 및 금속 합금은 오히려 높다, 그래서 지금까지 전통적인 철과 알루미늄을 대체 할 수 없다.

이름의 유래

Menakin - 1795까지 사용 된 티타늄의 이름. 그건 바로, 영토 제휴에 따라, 새로운 요소 W 그레고르 불렀다. 마틴 클라프로스 1797 년 이름 "타이탄"요소를 지정합니다. 에서이 시간, 그의 프랑스어 대응, 향하고에 의해 매우 영향력있는 화학자 AL 라부아지에 제공하여 호출 새로 발견 된 물질에 따라 그들의 기본 속성. 이 접근 방식에 동의하지 않았다 독일어 과학자, 그는 바로 검색 단계는 물질 고유의 모든 특성을 식별하고 제목에 반영하는 것은 매우 어렵다고 생각했다. 그러나, 우리는 사용자가 선택한 클라 프로트 용어가 완전히 금속에 해당하는 인식해야한다 - 그것은 반복적으로 현대 과학자을 강조한다. 이름 타이탄의 두 가지 이론이있다. 금속은 엘프 여왕 티타니아 (문자 게르만 신화)의 명예에 지정 될 수있다. 이 이름은 가벼움과 강도 에이전트 모두를 상징한다. 대부분의 과학자들은 타이탄은 거대한 땅의 여신 가이아의 아들이라고하고있는 그리스 신화의 사용에 경사입니다. 우라늄 -이 버전은 이전에 공개 요소의 이름을 말한다.

자연에서 웰빙

사람에 대한 값의 기술적 관점에서, 티탄은 지각 정도에 제 순위 금속의. 의 큰 비율은 자연적으로 만 철, 마그네슘 및 알루미늄 특징. 현무암에서 언급 된 대부분의 티타늄 함량은 화강암 층에서 약간 작은 쉘. 해수, 컨텐츠의 물질 저 - 약 0.001 ㎎ / ℓ. 순수한 형태 충족하는 것은 불가능에 있도록 화학 요소 티타늄은 매우 활성화되어 있습니다. 대부분의 경우, 산소와의 화합물에 존재하는, 4의 원자가를 갖는다. 연구의 현재 단계에서, 과학자들은 화합물의 새로운 형태를 발견하기 위해 계속하면서 titaniferous 미네랄의 수는 63 ~ 75에서 (다양한 소스에서) 다릅니다. 실제 사용의 경우, 다음 중 가장 중요한 광물은 다음과 같습니다 :

1. 일메 나이트 (FeTiO _3).
2. 금홍석 _{(이산화 티탄).}
3. 티타 (CaTiSiO _5).
4. 페 로브 스카이 트 (CaTiO _3).
5. Titanomagnetite 등 (FeTiO + _3의 Fe ₃ O _4), 및. D.

기존의 모든 titaniferous 광석은 기본 및 사금으로 구분된다. 이 요소는 약한 이주, 그것은 단지 분만 돌에 여행 할 수 또는 바위 미사 바닥을 이동합니다. 에서 생물권, 가장 많은 양의 티타늄 포함 된에서 조류. 지상파 동물 소자의 대표 호온, 모발의 조직에 축적된다. 비장 티타늄 존재 인체 특성, 부신, 태반, 갑상선 들어.

물리적 특성

티타늄 - 컬러 금속 실버 화이트 색상을 가지고, 강철처럼 보인다. 0 ⁰ C의 4.517 g / ^㎤ 밀도의 ^온도. 물질은 알칼리 금속 (카드뮴, 나트륨, 리튬, 세슘)의 특징 인 낮은 열 질량을 갖는다. 성능은 두 요소의보다 높은 밀도하면서 티탄, 철과 알루미늄 사이의 중간 위치를 차지한다. 그 적용 범위를 결정하는데 고려되는 금속의 기본 성질이다 항복 강도 및 경도. 12 배, 철, 구리에 의한 강한 티타늄 알루미늄 - 4 회는 상당히 쉽게된다. 순수한 물질 및 항복 한계의 연성이 다른 금속 인 경우, t. E. 리벳 기술, 단조 용접, 압연 같이 높고 낮은 온도 값에 처리를 허용한다. 포커스 티타늄 - 낮은 열 및 전기 전도도, 데이터 특성 아르 유지에 고온 최대 500 ⁰ C.에서 자기장의 타이탄되는 상자성 요소, 그는하지 않음을 유치 철과 일치하지 않음을 배출 된, 구리. 열악한 환경 및 기계적 영향에 매우 높은 부식 방지 성능은 고유합니다. 바닷물에있는 10 년 이상은 티타늄 판의 모양과 구성을 변경하지 않았다. 이 경우 철은 완전히 부식 파괴 될 것이다.

티탄의 열역학적 성질

1. (정상 상태에서) 밀도는 4.54 g / ^㎤이다.
2. 원자 번호 - (22).
3. 금속 그룹 - 내화, 빛의.
4. 티탄의 원자량 - 47.0.
5. 비점 ⁽⁰ C) - 3260.
6. 몰 부피의 ³ cm / 몰 - 10.6.
7. 융점 티탄 ^{(C 0)} - 1,668.
8. 기화의 비열 (kJ의 / 몰) - 422.6.
9. (45) - (20 ^℃에서) 저항률 * cm * ^10-6 옴.

화학적 특성

인해 작은 산화막의 표면에 형성 부식성 요소를 향상시켰다. 그것은 (정상 조건 하에서) 방지, 화학 반응 등의 금속 티타늄 원소의 주위 분위기에있는 가스와 (산소, 수소). 그것의 특성은 온도의 영향을 받아 변경합니다. 이것은 600 ^℃의 산화 티탄의 형성을 초래하는 산소와 반응 _{(이산화 티탄)로} 상승하는 _경우. 대기 가스의 흡수의 경우의 진공에서 제조 된 티타늄이 때문에 용접 용융 대한 실용화가없는 취약한 화합물이 형성된다. 가역 반응은보다 적극적이며 높은 온도 (상기 400 ⁰ ℃)에서 발생하는 금속의 수소 용해된다. 티타늄, 특히 미립자 (박판 또는 와이어)을 질소 대기하에 연소된다. 700 ^℃의 온도에서만 가능 사이의 화학 반응하여 질화 주석을 형성한다. 다양한 형태의 매우 단단한 금속 합금으로 자주 합금 원소된다. 반응과 할로겐 (크롬, 브로 모, 요오도)에 진입 할 때만 존재의 촉매 (고온)와 피사체의 상호 작용과 건조 물질. 이것은 매우 어려운 내화 합금을 생산하고 있습니다. (긴 비등시) 진한 황산을 제외한 알칼리 및 산, 화학적으로 비활성 티탄, 대부분 용액, 불산, 고온 유기 (포름산, 옥살산)를.

예금

가장 일반적인 자연적으로 발생하는 일미 나이트 광석 - 자사 보유 아르 예상에 800,000,000톤. 루타 예금의 예금은 훨씬 더 겸손하지만, 전체 볼륨 - 생산 증가율을 유지하면서 - 티타늄으로, 향후 120 년 동안 금속을 인류를 제공해야합니다. 최종 제품의 가격은 수요와 상승 생산 작업 성에 의존하지만, 평균적으로 1200에서 1800 루블였다됩니다. / kg입니다. 지속적인 기술 개선으로 크게 자신의 적절한 업그레이드의 모든 생산 공정의 비용을 감소시켰다. 가장 큰 매장량 티타늄 광석은 일본, 남아프리카 공화국, 호주, 카자흐스탄, 인도, 한국, 우크라이나, 실론을 중국과 러시아, 광물 자원 기반을 가지고있다. 다른 생산 볼륨과 광석 티타늄의 비율의 예금, 지질 조사는 가능하면 금속의 시장 가치 하락과 광범위한 응용 프로그램을 가정 할 수있는, 끊임없이 계속하고있다. 러시아는 티타늄의 지금까지 가장 큰 제작자입니다.

수신

이산화 티타늄의 제조를 들어, 가장 일반적으로 불순물의 최소량을 포함하는 데 사용된다. 그것은 일미 나이트 농축 또는 금홍석 광석의 농축에 의해 얻어진다. 전기 아크 노 열처리 철, 티탄 산화물을 함유하는 슬래그의 분리의 형성에 수반되는 광을 발생한다. 황산염 또는 염화물 법은 철 프리 처리 부분에 사용된다. 티타늄 산화물은 회색 분말. (사진 참조). 티타늄 금속의 점진적인 처리에 의해 얻어진다.

첫 번째 단계는 코크스 및 염소 증기 노출 슬래그 소결 공정이다. 화학 반응에 의해 얻어지는 850 ⁰ C. 티타늄 스폰지의 온도 (다공질 융합 질량)을 실시하거나, 용융 덩어리로 정제 _{경우는 TiCl4 마그네슘} 나트륨을 생성이 감소된다. 목적지의 상기 용도에 따라, 또는 금속 합금은 순수한 형태로 형성된다 (1000 불순물을 ⁰ ℃로 가온하여 제거한다). 불순물 분획 0.01 % 요오드화 사용 방법과 물질의 제조. 이는 할로겐, 그 증기 전처리 티타늄 스폰지를 증발 과정에 기초한다.

응용 프로그램의 필드

티탄의 융점 금속은 구조재로서 사용 편의성 귀중한 장점은 충분히 높다. 따라서 가장 큰 조선 산업에서 응용 프로그램, 항공 산업, 제조 미사일, 화학 공장을 찾습니다. 티타늄 자주 내열성 및 경도가 향상된 특성을 나타내는 각종 합금 도펀트로서 사용된다. 높은 부식 저항과 능력에 견딜 가장 적극적인 환경 메이크업이 금속 필수 불가결의 화학 산업. 증류 및 산 및 다른 화학 물질의 수송에 사용되는 티타늄 (합금) 제조 파이프, 탱크, 밸브, 필터. 고온 성능으로 작동 장치를 만들 때 그는 요구했다. 티타늄 화합물은 내구성 절삭 공구, 페인트, 식품 산업에 사용되는 플라스틱, 종이, 수술기구, 임플란트, 보석, 장식 재료를 만드는 데 사용. 모든 방향 IS 어려움에 대해 설명합니다. 전체 생물 보안을위한 현대 의학은 종종 금속 티타늄을 사용합니다. 가격 -이 유일한 요인이 영향을 미치는 긴 폭의 적용이 요소입니다. 발전의 새로운 단계로 들어갑니다 인류를 배우고, 미래의 재료 - 바로 그 티타늄을 주장한다.