Pas titanit në tabelë. Karakteristikat fizike dhe vetitë e një prej metaleve më të fortë - titanit. Në formë të pastër dhe në formë aliazhesh

Në tabelën periodike, elementi kimik titan caktohet si Ti (Titanium) dhe ndodhet në një nëngrup dytësor të grupit IV, në periudhën e 4-të nën numrin atomik 22. Është një metal i ngurtë me ngjyrë argjendi të bardhë që bën pjesë në sasi e madhe minerale. Ju mund të blini titan në faqen tonë të internetit.

Titani u zbulua në fund të shekullit të 18-të nga kimistët nga Anglia dhe Gjermania William Gregor dhe Martin Klaproth, të pavarur nga njëri-tjetri me një ndryshim gjashtëvjeçar. Emri i elementit u dha nga Martin Klaproth për nder të personazheve të lashtë grekë të titanëve (krijesa të mëdha, të forta, të pavdekshme). Siç doli, emri u bë profetik, por njerëzimit iu deshën më shumë se 150 vjet për t'u njohur me të gjitha vetitë e titanit. Vetëm tre dekada më vonë ishte e mundur të merrej mostra e parë e metalit të titanit. Në atë kohë, praktikisht nuk u përdor për shkak të brishtësisë së tij. Në vitin 1925, pas një sërë eksperimentesh, duke përdorur metodën e jodidit, kimistët Van Arkel dhe De Boer nxorrën titan të pastër.

Për shkak të vetive të vlefshme të metalit, inxhinierët dhe projektuesit i kushtuan menjëherë vëmendje. Ishte një zbulim i vërtetë. Në vitin 1940, Kroll zhvilloi një metodë magnezi-termike për marrjen e titanit nga xeherori. Kjo metodë është ende aktuale sot.

Vetitë fizike dhe mekanike

Titani është një metal mjaft zjarrdurues. Pika e shkrirjes së saj është 1668±3°C. Në këtë tregues, është inferior ndaj metaleve të tilla si tantal, tungsten, renium, niob, molibden, tantal, zirkon. Titani është një metal paramagnetik. Në një fushë magnetike ajo nuk magnetizohet, por nuk shtyhet jashtë saj. Imazhi 2
Titani ka densitet të ulët (4,5 g/cm³) dhe forcë të lartë (deri në 140 kg/mm²). Këto veti praktikisht nuk ndryshojnë në temperatura të larta. Është më shumë se 1,5 herë më i rëndë se alumini (2,7 g/cm³), por 1,5 herë më i lehtë se hekuri (7,8 g/cm³). Për sa i përket vetive mekanike, titani është shumë më i lartë se këto metale. Për sa i përket forcës, titani dhe lidhjet e tij janë në të njëjtin nivel me shumë lloje të çelikut të lidhur.

Titani është po aq rezistent ndaj korrozionit sa platini. Metali ka rezistencë të shkëlqyer ndaj kushteve të kavitacionit. Flluskat e ajrit të formuara në një medium të lëngshëm gjatë lëvizjes aktive të një pjese titani praktikisht nuk e shkatërrojnë atë.

Është një metal i qëndrueshëm që mund t'i rezistojë thyerjeve dhe deformimeve plastike. Është 12 herë më i fortë se alumini dhe 4 herë më i fortë se bakri dhe hekuri. Një tregues tjetër i rëndësishëm është forca e rendimentit. Ndërsa ky tregues rritet, rezistenca e pjesëve të titanit ndaj ngarkesave operacionale përmirësohet.

Në lidhjet me metale të caktuara (veçanërisht nikel dhe hidrogjen), titani është në gjendje të "kujtojë" formën e produktit të krijuar në një temperaturë të caktuar. Një produkt i tillë më pas mund të deformohet dhe do ta mbajë këtë pozicion për një kohë të gjatë. Nëse produkti nxehet në temperaturën në të cilën është bërë, atëherë produkti do të marrë formën e tij origjinale. Kjo pronë quhet "memorie".

Përçueshmëria termike e titanit është relativisht e ulët dhe koeficienti i zgjerimit linear është përkatësisht i ulët. Nga kjo rezulton se metali është një përcjellës i dobët i energjisë elektrike dhe nxehtësisë. Por kur temperaturat e ulëtaështë një superpërçues i energjisë elektrike, i cili i lejon atij të transmetojë energji në distanca të konsiderueshme. Titani gjithashtu ka rezistencë të lartë elektrike.
Metali i pastër titani është subjekt i lloje të ndryshme përpunimi i ftohtë dhe i nxehtë. Mund të vizatohet dhe lidhet me tela, farkëtohet, rrotullohet në shirita, fletë dhe fletë metalike me trashësi deri në 0,01 mm. Llojet e mëposhtme të produkteve të mbështjellë janë bërë nga titani: shirit titani, tel titani, tuba titani, tufa titani, rreth titani, shufër titani.

Vetitë kimike

Titani i pastër është një element kimikisht aktiv. Për shkak të faktit se një film i dendur mbrojtës është formuar në sipërfaqen e tij, metali është shumë rezistent ndaj korrozionit. Nuk i nënshtrohet oksidimit në ajër, në ujin e kripur të detit dhe nuk ndryshon në shumë agresivë. mjediset kimike(për shembull: acid nitrik i holluar dhe i koncentruar, aqua regia). Në temperatura të larta, titani ndërvepron me reagentët shumë më aktivisht. Në ajër në një temperaturë prej 1200°C, ai ndizet. Kur ndizet, metali lëshon një shkëlqim të ndritshëm. Një reagim aktiv ndodh edhe me azotin, me formimin e një filmi nitridi të verdhë-kafe në sipërfaqen e titanit.

Reaksionet me acidet klorhidrik dhe sulfurik në temperaturën e dhomës janë të dobëta, por kur nxehet, metali shpërndahet intensivisht. Si rezultat i reaksionit, formohen kloride dhe monosulfate më të ulëta. Ndërveprime të dobëta ndodhin edhe me acidet fosforike dhe nitrik. Metali reagon me halogjenet. Reagimi me klorin ndodh në 300°C.
Një reaksion aktiv me hidrogjen ndodh në një temperaturë pak mbi temperaturën e dhomës. Titani thith në mënyrë aktive hidrogjenin. 1 g titan mund të thithë deri në 400 cm³ hidrogjen. Metali i ndezur dekompozon dioksidin e karbonit dhe avujt e ujit. Ndërveprimi me avujt e ujit ndodh në temperatura mbi 800°C. Si rezultat i reaksionit, formohet oksidi i metalit dhe hidrogjeni avullohet. Në temperatura më të larta, titani i nxehtë thith dioksidin e karbonit dhe formon karbit dhe oksid.

Metodat e marrjes

Titani është një nga elementët më të bollshëm në Tokë. Përmbajtja e tij në zorrët e planetit në masë është 0.57%. Përqendrimi më i lartë i metalit vërehet në “lëvozhgën e bazaltit” (0,9%), në shkëmbinjtë granitikë (0,23%) dhe në shkëmbinjtë ultramafikë (0,03%). Ka rreth 70 minerale titani në të cilat gjendet në formën e acidit titanik ose dioksidit. Mineralet kryesore të xeheve të titanit janë: ilmeniti, anataza, rutili, brookiti, lopariti, leukokseni, perovskiti dhe sfeni. Prodhuesit kryesorë të titanit në botë janë MB, SHBA, Franca, Japonia, Kanadaja, Italia, Spanja dhe Belgjika.
Ka disa mënyra për të marrë titan. Të gjitha ato përdoren në praktikë dhe janë mjaft efektive.

1. Proçesi magnez-termik.

Xherori që përmban titan nxirret dhe përpunohet në dioksid, i cili ngadalë dhe në temperatura shumë të larta i nënshtrohet klorinimit. Klorifikimi kryhet në një mjedis karboni. Kloruri i titanit i formuar si rezultat i reaksionit më pas reduktohet me magnez. Metali që rezulton nxehet në pajisje vakum në temperaturë të lartë. Si rezultat, magnezi dhe kloruri i magnezit avullojnë, duke lënë titanin me shumë pore dhe zbrazëtira. Sfungjeri i titanit shkrihet për të prodhuar metal me cilësi të lartë.

2. Metoda e hidridit të kalciumit.

Së pari, merret hidridi i titanit, dhe më pas ndahet në përbërësit e tij: titan dhe hidrogjen. Procesi ndodh në një hapësirë ​​pa ajër në temperatura të larta. Formohet oksid kalciumi, i cili lahet me acide të dobëta.
Hidridi i kalciumit dhe metodat termike të magnezit përdoren zakonisht në shkallë industriale. Këto metoda bëjnë të mundur marrjen e një sasie të konsiderueshme titani në një periudhë të shkurtër kohore, me kosto minimale monetare.

3. Metoda e elektrolizës.

Kloruri ose dioksidi i titanit është i ekspozuar ndaj rrymës së lartë. Si rezultat, komponimet dekompozohen.

4. Metoda e jodit.

Dioksidi i titanit reagon me avujt e jodit. Më pas, jodidi i titanit ekspozohet ndaj temperaturës së lartë, duke rezultuar në titan. Kjo metodë është më efektive, por edhe më e shtrenjta. Titani rezulton shumë pastërti të lartë pa papastërti dhe aditivë.

Aplikimi i titanit

Për shkak të vetive të mira kundër korrozionit, titani përdoret për prodhimin e pajisjeve kimike. Rezistenca e lartë ndaj nxehtësisë së metalit dhe lidhjeve të tij lehtëson përdorimin e tij në teknologjinë moderne. Lidhjet e titanit janë një material i shkëlqyer për aeroplanët, raketat dhe ndërtimin e anijeve.

Monumentet janë bërë nga titani. Dhe këmbanat e bëra nga ky metal njihen për tingullin e tyre të jashtëzakonshëm dhe shumë të bukur. Dioksidi i titanit është një përbërës i disa ilaçeve, për shembull: pomada kundër sëmundjeve të lëkurës. Gjithashtu në kërkesë të madhe përdoren komponime metalike me nikel, alumin dhe karbon.

Titani dhe lidhjet e tij kanë gjetur aplikim në fusha të tilla si industria kimike dhe ushqimore, metalurgjia me ngjyra, elektronikë, inxhinieri bërthamore, inxhinieri energjetike, elektroplating. Armët, pllakat e blinduara, instrumentet dhe implantet kirurgjikale, sistemet e ujitjes, pajisjet sportive dhe madje edhe bizhuteri janë bërë nga titani dhe lidhjet e tij. Gjatë procesit të azotimit, në sipërfaqen e metalit formohet një film i artë, i cili nuk është inferior në bukuri as ndaj arit të vërtetë.

Monumenti për nder të eksploruesve të hapësirës u ngrit në Moskë në vitin 1964. Për projektimin dhe ndërtimin e këtij obelisku u shpenzuan pothuajse shtatë vjet (1958-1964). Autorët duhej të zgjidhnin jo vetëm probleme arkitektonike dhe artistike, por edhe probleme teknike. E para prej tyre ishte zgjedhja e materialeve, duke përfshirë ballafaqimin. Pas shumë eksperimentesh, ne u vendosëm në fletë titani të lëmuara deri në një shkëlqim.

Në të vërtetë, në shumë karakteristika, dhe mbi të gjitha në rezistencën ndaj korrozionit, titani është superior ndaj shumicës dërrmuese të metaleve dhe lidhjeve. Ndonjëherë (veçanërisht në letërsinë popullore) titani quhet metali i përjetshëm. Por le të flasim së pari për historinë e këtij elementi.

Oksiduar apo jo oksiduar?

Deri në vitin 1795, elementi nr.22 quhej “menakin”. Kështu u quajt në 1791 nga kimisti dhe mineralogu anglez William Gregor, i cili zbuloi një element të ri në mineralin menacanite (mos e kërkoni këtë emër në librat e referencës moderne mineralogjike - menacaniti gjithashtu është riemërtuar, tani quhet ilmenite ).

Katër vjet pas zbulimit të Gregorit, kimisti gjerman Martin Klaproth zbuloi një element të ri kimik në një mineral tjetër - rutile - dhe e quajti atë titan për nder të mbretëreshës së kukudhëve Titania (mitologjia gjermane).

Sipas një versioni tjetër, emri i elementit vjen nga Titanët, djemtë e fuqishëm të perëndeshës së tokës Gaia (mitologjia greke).

Në 1797, doli se Gregor dhe Klaproth kishin zbuluar të njëjtin element, dhe megjithëse Gregor e kishte bërë më herët, emri i dhënë nga Klaproth u vendos për elementin e ri.

Por as Gregor dhe as Klaproth nuk arritën të merrnin elementarin titan. Pluhuri i bardhë kristalor që ata izoluan ishte dioksidi i titanit TiO2. Për një kohë të gjatë, asnjë nga kimistët nuk arriti të zvogëlojë këtë oksid dhe të izolojë metalin e pastër prej tij.

Në vitin 1823, shkencëtari anglez W. Wollaston raportoi se kristalet që ai zbuloi në skorjen metalurgjike të uzinës Merthyr Tydfil nuk ishin gjë tjetër veçse titan i pastër. Dhe 33 vjet më vonë, kimisti i famshëm gjerman F. Wöhler vërtetoi se këto kristale ishin përsëri një përbërje titani, këtë herë një karbonitrid i ngjashëm me metalin.

Për shumë vite besohej se metali titani u mor për herë të parë nga Berzelius në 1825. në reduktimin e fluorotitanatit të kaliumit me metal natriumi. Sidoqoftë, sot, duke krahasuar vetitë e titanit dhe produktit të marrë nga Berzelius, mund të argumentohet se presidenti i Akademisë Suedeze të Shkencave gaboi, sepse titabnumi i pastër tretet shpejt në acidin hidrofluorik (ndryshe nga shumë acide të tjera), dhe Berzelius' titani metalik i rezistoi me sukses veprimit të tij.

Në fakt, Ti u mor për herë të parë vetëm në 1875 nga shkencëtari rus D.K. Rezultatet e kësaj pune u botuan në broshurën e tij "Kërkime mbi Titaniumin". Por puna e shkencëtarit pak të njohur rus kaloi pa u vënë re. Një tjetër 12 vjet më vonë, një produkt mjaft i pastër - rreth 95% titan - u mor nga bashkatdhetarët e Berzelius, kimistët e famshëm L. Nilsson dhe O. Peterson, të cilët reduktuan tetrakloridin e titanit me natrium metalik në një bombë hermetike çeliku.

Në vitin 1895, kimisti francez A. Moissan, duke reduktuar dioksidin e titanit me karbon në një furre me hark dhe duke e nënshtruar materialin që rezulton në rafinim të dyfishtë, përftoi titan që përmban vetëm 2% papastërti, kryesisht karbon. Më në fund, në vitin 1910, kimisti amerikan M. Hunter, pasi kishte përmirësuar metodën e Nilsson dhe Peterson, arriti të marrë disa gramë titan me një pastërti rreth 99%. Kjo është arsyeja pse në shumicën e librave përparësia për marrjen e metalit të titanit i atribuohet Hunter, dhe jo Kirillov, Nilsson ose Moissan.

Sidoqoftë, as Hunter dhe as bashkëkohësit e tij nuk parashikuan një të ardhme të madhe për titanin. Vetëm disa të dhjetat e përqindjes së papastërtive përmbaheshin në metal, por këto papastërti e bënë titanin të brishtë, të brishtë dhe të papërshtatshëm për përpunim. Prandaj, disa komponime të titanit gjetën aplikim më herët se vetë metali. Tetrakloridi Ti, për shembull, u përdor gjerësisht në Luftën e Parë Botërore për të krijuar ekrane tymi.

Nr 22 në mjekësi

Në vitin 1908, në SHBA dhe Norvegji, prodhimi i të bardhës filloi jo nga komponimet e plumbit dhe zinkut, siç bëhej më parë, por nga dioksidi i titanit. Me një të bardhë të tillë, mund të lyeni sipërfaqe disa herë më të mëdha se sa me të njëjtën sasi plumbi ose zinku të bardhë. Për më tepër, titani i bardhë ka reflektim më të madh, nuk është helmues dhe nuk errësohet nën ndikimin e sulfurit të hidrogjenit. Literatura mjekësore përshkruan një rast kur një person "mori" 460 g dioksid titani në të njëjtën kohë! (Pyes veten se me çfarë e ngatërroi?) "Dashnorja" e dioksidit të titanit nuk përjetoi asnjë ndjesi të dhimbshme. TiO 2 përfshihet në disa medikamente, veçanërisht në pomadat kundër sëmundjeve të lëkurës.

Megjithatë, nuk është mjekësia, por industria e bojrave dhe llaqeve që konsumon sasinë më të madhe të TiO 2. Prodhimi botëror i këtij kompleksi ka tejkaluar gjysmë milioni tonë në vit. Smaltet e bazuara në dioksid titani përdoren gjerësisht si veshje mbrojtëse dhe dekorative për metalin dhe drurin në ndërtimin e anijeve, ndërtimet dhe inxhinierinë mekanike. Jeta e shërbimit të strukturave dhe pjesëve është rritur ndjeshëm. Titaniumi i bardhë përdoret për të ngjyrosur pëlhura, lëkurë dhe materiale të tjera.

Ti në industri

Dioksidi i titanit është pjesë e masave prej porcelani, gotave zjarrduruese dhe materialeve qeramike me konstante të lartë dielektrike. Si një mbushës që rrit forcën dhe rezistencën ndaj nxehtësisë, futet në përbërjet e gomës. Sidoqoftë, të gjitha avantazhet e përbërjeve të titanit duken të parëndësishme në sfondin e vetive unike të metalit të pastër të titanit.

Titan elementar

Në vitin 1925, shkencëtarët holandezë van Arkel dhe de Boer morën titan me pastërti të lartë - 99.9% duke përdorur metodën e jodit (më shumë për këtë më poshtë). Ndryshe nga titani i marrë nga Hunter, ai kishte duktilitet: mund të falsifikohej në të ftohtë, të rrotullohej në fletë, shirit, tela dhe madje edhe fletën më të hollë. Por kjo nuk është as gjëja kryesore. Studimet e vetive fiziko-kimike të metalit të titanit kanë çuar në rezultate pothuajse fantastike. Doli, për shembull, se titani, duke qenë pothuajse dy herë më i lehtë se hekuri (densiteti i titanit 4,5 g/cm3), është më i fortë në forcë ndaj shumë çeliqeve. Krahasimi me aluminin doli gjithashtu të jetë në favor të titanit: titani është vetëm një herë e gjysmë më i rëndë se alumini, por është gjashtë herë më i fortë dhe, ajo që është veçanërisht e rëndësishme, ruan forcën e tij në temperatura deri në 500°C ( dhe me shtimin e elementeve aliazh - deri në 650°C ), ndërsa forca e lidhjeve të aluminit dhe magnezit bie ndjeshëm tashmë në 300°C.

Titani gjithashtu ka fortësi të konsiderueshme: është 12 herë më i fortë se alumini, 4 herë më i fortë se hekuri dhe bakri. Një tjetër karakteristikë e rëndësishme e një metali është forca e tij e rendimentit. Sa më i lartë të jetë, sa më mirë pjesët e bëra nga ky metal t'i rezistojnë ngarkesave operacionale, aq më gjatë i ruajnë format dhe madhësitë e tyre. Forca e rendimentit të titanit është pothuajse 18 herë më e lartë se ajo e aluminit.

Për dallim nga shumica e metaleve, titani ka rezistencë të konsiderueshme elektrike: nëse përçueshmëria elektrike e argjendit merret në 100, atëherë përçueshmëria elektrike e bakrit është 94, alumini - 60, hekuri dhe platini - 15, dhe titani - vetëm 3.8. Vështirë se ka nevojë të shpjegohet se kjo veti, si jomagnetizmi i titanit, është me interes për radio elektronikën dhe inxhinierinë elektrike.

Rezistenca e titanit ndaj korrozionit është e jashtëzakonshme. Pas 10 vitesh ekspozim ndaj ujit të detit, në pllakën e këtij metali nuk u shfaqën asnjë gjurmë korrozioni. Rotorët e helikopterëve të rëndë modernë janë bërë prej lidhjeve të titanit. Nga këto lidhje janë bërë edhe timonat, hekurat dhe disa pjesë të tjera kritike të avionëve supersonikë. Në shumë prodhimi kimik Sot mund të gjeni aparate dhe kolona të tëra prej titani.

Si të merrni titan

Çmimi është një tjetër gjë që ngadalëson prodhimin dhe konsumin e titanit. Në fakt, kosto e lartë- jo një defekt i lindur i titanit. Ka shumë prej saj në koren e tokës - 0.63%. Çmimi ende i lartë i titanit është pasojë e vështirësisë së nxjerrjes së tij nga xehet. Shpjegohet nga afiniteti i lartë i titanit për shumë elementë dhe forca e lidhjeve kimike në përbërjet e tij natyrore. Prandaj kompleksiteti i teknologjisë. Kështu duket metoda magnez-termike për prodhimin e titanit, e zhvilluar në vitin 1940 nga shkencëtari amerikan V. Kroll.

Dioksidi i titanit shndërrohet në tetraklorur titani duke përdorur klor (në prani të karbonit):

HO 2 + C + 2CI 2 → HCI 4 + CO 2.

Procesi zhvillohet në furrat me bosht elektrik në 800-1250°C. Një tjetër mundësi është klorifikimi i kripërave të metaleve alkali NaCl dhe KCl në një shkrirje Operacioni tjetër (po aq i rëndësishëm dhe kërkon shumë kohë) - pastrimi i TiCl 4 nga papastërtitë. në mënyra të ndryshme dhe substancave. Tetrakloruri i titanit në kushte normale është një lëng me një pikë vlimi prej 136°C.

Është më e lehtë të prishësh lidhjen midis titanit dhe klorit sesa me oksigjen. Kjo mund të bëhet duke përdorur magnez nga reaksioni

TiCl 4 + 2 Mg → T + 2 MgCl 2.

Ky reagim ndodh në reaktorët e çelikut në 900°C. Rezultati është një i ashtuquajtur sfungjer titani i ngopur me magnez dhe klorur magnezi. Ato avullohen në një aparat vakum të mbyllur në 950°C dhe më pas sfungjeri i titanit shkrihet ose shkrihet në një metal kompakt.

Metoda termike e natriumit për prodhimin e metalit të titanit, në parim, nuk është shumë e ndryshme nga metoda termike e magnezit. Këto dy metoda janë më të përdorurat në industri. Për të marrë titan më të pastër, përdoret ende metoda e jodit e propozuar nga van Arkel dhe de Boer. Sfungjeri metalotermik i titanit shndërrohet në jodur TiI 4, i cili më pas sublimohet në vakum. Gjatë rrugës së tyre, avulli i jodurit titap ndeshet me tela titani të ngrohur në 1400°C. Në këtë rast, jodidi dekompozohet dhe një shtresë titani i pastër rritet në tel. Kjo metodë e prodhimit të titanit është me produktivitet të ulët dhe e shtrenjtë, kështu që përdoret në industri në një masë jashtëzakonisht të kufizuar.

Pavarësisht punës dhe intensitetit të energjisë së prodhimit të titanit, ai tashmë është bërë një nga nën-sektorët më të rëndësishëm të metalurgjisë me ngjyra. Prodhimi global i titanit po zhvillohet me një ritëm shumë të shpejtë. Kjo mund të gjykohet edhe nga informacioni fragmentar që përfundon në shtyp.

Dihet se në 1948 në botë u shkrinë vetëm 2 ton titan, dhe 9 vjet më vonë - tashmë 20 mijë ton, Kjo do të thotë se në vitin 1957 u prodhuan 20 mijë ton titan në të gjitha vendet, dhe në vitin 1980 vetëm SHBA-të konsumuan. . 24.4 mijë ton titan... Deri vonë, me sa duket, titani quhej një metal i rrallë - tani është materiali më i rëndësishëm strukturor. Kjo mund të shpjegohet vetëm me një gjë: një kombinim i rrallë vetitë e dobishme elementi nr 22. Dhe, natyrisht, nevojat e teknologjisë.

Roli i titanit si një material strukturor, baza e lidhjeve me rezistencë të lartë për aviacionin, ndërtimin e anijeve dhe raketat, po rritet me shpejtësi. Është në lidhjet që përdoret pjesa më e madhe e titanit të shkrirë në botë. Një aliazh i njohur gjerësisht për industrinë e aviacionit, i përbërë nga 90% titan, 6% alumin dhe 4% vanadium. Në vitin 1976, në shtypin amerikan u shfaqën raporte për një aliazh të ri për të njëjtin qëllim: 85% titan, 10% vanadium, 3% alumin dhe 2% hekur. Ata pretendojnë se kjo aliazh është jo vetëm më e mirë, por edhe më ekonomike.

Në përgjithësi, lidhjet e titanit përfshijnë shumë elementë, duke përfshirë platinin dhe paladiumin. Këto të fundit (në një sasi prej 0,1-0,2%) rrisin rezistencën kimike tashmë të lartë të lidhjeve të titanit.

Forca e titanit rritet gjithashtu nga "aditivët aliazhues" si azoti dhe oksigjeni. Por së bashku me forcën, ato rrisin ngurtësinë dhe, më e rëndësishmja, brishtësinë e titanit, kështu që përmbajtja e tyre rregullohet rreptësisht: jo më shumë se 0,15% oksigjen dhe 0,05% azot lejohen në aliazh.

Pavarësisht se titani është i shtrenjtë, zëvendësimi i tij me materiale më të lira në shumë raste rezulton të jetë me kosto efektive. Këtu është një shembull tipik. Trupi i një aparati kimik të bërë prej çeliku inox kushton 150 rubla, dhe ai i bërë nga aliazh titani kushton 600 rubla. Por në të njëjtën kohë, një reaktor çeliku zgjat vetëm 6 muaj, dhe një titan - 10 vjet. Shtoni kostot e zëvendësimit të reaktorëve të çelikut dhe ndërprerjes së detyruar të pajisjeve - dhe bëhet e qartë se përdorimi i titanit të shtrenjtë mund të jetë më fitimprurës se çeliku.

Metalurgjia përdor sasi të konsiderueshme të titanit. Ka qindra lloje të çelikut dhe lidhjeve të tjera që përmbajnë titan si një aditiv aliazh. Është futur për të përmirësuar strukturën e metaleve, për të rritur forcën dhe rezistencën ndaj korrozionit.

Disa reaksione bërthamore duhet të ndodhin në vakum pothuajse absolut. Duke përdorur pompat e merkurit, vakuumi mund të sillet në disa miliarda të një atmosfere. Por kjo nuk mjafton dhe pompat e merkurit nuk janë të afta për më shumë. Pompimi i mëtejshëm i ajrit kryhet nga pompa speciale titani. Përveç kësaj, për të arritur një vakum edhe më të madh, titani i shpërndarë imët spërkatet mbi sipërfaqen e brendshme të dhomës ku ndodhin reaksionet.

Titani shpesh quhet metali i së ardhmes. Faktet që shkenca dhe teknologjia tashmë i kanë në dispozicion na bindin se kjo nuk është plotësisht e vërtetë - titani është bërë tashmë metali i së tashmes.

Perovskit dhe sfen. Ilmenite - metatitanate hekuri FeTiO 3 - përmban 52,65% TiO 2. Emri i këtij minerali është për shkak të faktit se ai u gjet në Urale në malet Ilmen. Vendosësit më të mëdhenj të rërës ilmenite gjenden në Indi. Një tjetër mineral i rëndësishëm, rutili është dioksidi i titanit. Rëndësia industriale Ekzistojnë gjithashtu titanomagnetite - një përzierje natyrale e ilmenitit me minerale hekuri. Ka depozita të pasura të xeheve të titanit në BRSS, SHBA, Indi, Norvegji, Kanada, Australi dhe vende të tjera. Jo shumë kohë më parë, gjeologët zbuluan një mineral të ri që përmban titan në rajonin e Baikalit Verior, i cili u emërua landauite për nder të fizikanit sovjetik, Akademik L. D. Landau. Në total, më shumë se 150 depozita të rëndësishme xehe dhe depozita të titanit janë të njohura në mbarë globin.

Vetitë fizike dhe kimike të titanit, prodhimi i titanit

Përdorimi i titanit në formë të pastër dhe në formën e lidhjeve, përdorimi i titanit në formën e komponimeve, efekti fiziologjik i titanit

Seksioni 1. Historia dhe shfaqja e titanit në natyrë.

Titan -Kjo një element i një nëngrupi anësor të grupit të katërt, periudha e katërt e sistemit periodik të elementeve kimike të D.I Mendeleev, me numër atomik 22. Substanca e thjeshtë titani (numri CAS: 7440-32-6) është një metal i lehtë prej argjendi. - ngjyrë të bardhë. Ekziston në dy modifikime kristalore: α-Ti me një grilë gjashtëkëndore të mbushur ngushtë, β-Ti me paketim kub me qendër trupin, temperatura e transformimit polimorfik α↔β është 883 °C. Pika e shkrirjes 1660±20 °C.

Historia dhe shfaqja e titanit në natyrë

Titan 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 vetitë kimike të elementit, por duke qenë se vetitë e elementit ishin të panjohura në atë kohë, u zgjodh ky emër. .

Titani është elementi i 10-të për nga sasia në planetin tonë. Sasia e titanit në koren e tokës është 0,57% në masë dhe 0,001 miligramë për 1 litër ujë deti. Depozitat e titanit ndodhen në këto territore: Afrika e Jugut, Ukraina, Rusia, Kazakistani, Japonia, Australi, India, Ceiloni, Brazili dhe Koreja e Jugut.

Sipas vetive fizike, titani është një metal i lehtë argjendi, përveç kësaj, karakterizohet nga viskozitet i lartë gjatë përpunimit dhe është i prirur për t'u ngjitur në mjetin prerës, kështu që përdoren lubrifikantë të veçantë ose spërkatje për të eliminuar këtë efekt. Në temperaturën e dhomës mbulohet me një shtresë lazifikimi të oksidit TiO2, për shkak të së cilës është rezistent ndaj korrozionit në shumicën e mjediseve agresive, përveç alkaleve. Pluhuri i titanit tenton të shpërthejë, me një pikë ndezjeje prej 400 °C. Gërshetat e titanit janë të rrezikshme nga zjarri.

Për të prodhuar titan në formën e tij të pastër ose lidhjet e tij, në shumicën e rasteve përdoret dioksidi i titanit me një numër të vogël përbërësish të përfshirë në të. Për shembull, koncentrati rutil i marrë nga pasurimi i xeheve të titanit. Por rezervat e rutilit janë jashtëzakonisht të vogla dhe, për këtë arsye, përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titan, e marrë nga përpunimi i 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 vuri re mbizotërimin dhe vetitë e pazakonta të rërës së zezë në Luginën Menacan në Anglinë jugperëndimore dhe filloi ta studionte atë. Në rërë, prifti zbuloi kokrra të një minerali të zi me shkëlqim që tërhiqej nga një magnet i zakonshëm. Titani më i pastër i marrë në vitin 1925 nga Van Arkel dhe de Boer duke përdorur metodën e jodurit doli të ishte një metal duktil dhe i përpunueshëm me shumë veti të vlefshme që tërhoqi vëmendjen e një game të gjerë projektuesish dhe inxhinierësh ndaj tij. Në vitin 1940, Kroll propozoi një metodë magnez-termike për nxjerrjen e titanit nga xeherorët, e cila është ende metoda kryesore sot. Në vitin 1947, u prodhuan 45 kg titani të pastër tregtar.

Në tabelën periodike të elementeve të Mendelejevit, 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, d.m.th., grimcave neutrale të pangarkuara, është i ndryshëm: zakonisht 26, por mund të variojë nga 24 në 28. Prandaj, numri i izotopeve të titanit është i ndryshëm. Tashmë njihen gjithsej 13 izotope të elementit nr. 22 Titani natyror përbëhet nga një përzierje e pesë izotopeve të qëndrueshme, më i përfaqësuari është titani-48, pjesa e tij në xeheroret natyrore është 73,99%. Titani dhe elementët e tjerë të nëngrupit IVB janë shumë të ngjashëm për nga vetitë e elementeve të nëngrupit IIIB (grupi skandium), megjithëse ndryshojnë nga ky i fundit në aftësinë e tyre për të shfaqur valencë më të madhe. Ngjashmëria e titanit me skandiumin, itrin, si dhe me elementët e nëngrupit VB - vanadium dhe niob, shprehet në faktin se në mineralet natyrore shpesh titani gjendet së bashku me këta elementë. Me halogjene monovalente (fluor, brom, klor dhe jod) mund të formojë komponime di- 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 të shumta komplekse me substanca organike; 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, dhe është shumë rezistent në ujin e detit, në tretësirat e shumë kripërave, acideve inorganike dhe organike. . 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 dhe në shumë mjedise agresive, titani i pastër nuk i nënshtrohet korrozionit. Titani i reziston korrozionit gërryes që ndodh si rezultat i një kombinimi të efekteve kimike dhe mekanike në metal. Në këtë drejtim, nuk është inferior ndaj markave më të mira çelik inox, lidhjet me bazë bakri dhe materiale 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, korrozioni lokal, etj.). Sjellja e titanit në shumë mjedise agresive, si nitrik, klorhidrik, sulfurik, aqua regia dhe acide e alkale të tjera, shkakton habi dhe admirim 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 Deardorff dhe Hayes vendosën pikën e shkrirjes për titanin e pastër elementar. Ai arrinte në 1668±3° C. Për sa i përket refraktaritetit, titani është i dyti pas metaleve si tungsteni, tantali, niobiumi, renium, molibden, metale të grupit të platinit, zirkon dhe ndër metalet kryesore strukturore ai renditet i pari. Tipari më i rëndësishëm i titanit si metal është unik i tij vetitë fizike dhe kimike: dendësi e ulët, forcë 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 – 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 prej 0,9-1,5 g/cm3, magnezi (1,7 g/cm3), alumini (2,7 g/cm3) etj. Titani është më shumë se 1.5 herë më i rëndë se alumini, dhe në këtë ai, natyrisht, humbet ndaj tij, por është 1.5 herë më i lehtë se hekuri (7.8 g/cm3). Megjithatë, huamarrja graviteti specifik pozicioni i ndërmjetëm midis aluminit dhe hekurit, titani është shumë herë më i lartë se ata në vetitë e tij mekanike.). Titani ka fortësi të konsiderueshme: është 12 herë më i fortë se alumini, 4 herë më i fortë se hekuri dhe bakri. 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 përpunimit në kushte të nxehta dhe të ftohta: mund të farkëtohet si hekur, të vizatohet dhe madje të bëhet tela, të rrotullohet në fletë, shirita dhe fletë metalike deri në 0,01 mm të trasha.

Ndryshe nga shumica e metaleve, titani ka rezistencë të konsiderueshme elektrike: nëse përçueshmëria elektrike e argjendit merret në 100, atëherë përçueshmëria elektrike e bakrit është 94, alumini - 60, hekuri dhe platini -15, dhe titani - vetëm 3.8. Titani është një metal paramagnetik, ai nuk magnetizohet si hekuri në një fushë magnetike, por nuk shtyhet prej tij si bakri. 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 më e ulët se ajo e magnezit, 17-20 herë më e ulët se ajo e aluminit dhe 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 herë më i ulët se ai i bakrit dhe pothuajse 3 herë më i ulët se ai i aluminit. 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 strukturat e motorëve reaktiv 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 nuk plotësojnë më kërkesat e vendosura nga avionët me shpejtësi supersonike. Temperatura e mbështjelljes 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 kornizat e avionëve civilë u rrit ndjeshëm. Në aeroplanët me rreze 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 pjesë të sistemit të rotorit, sistemeve të makinës dhe kontrollit. Lidhjet e titanit zënë një vend të rëndësishëm në shkencën e raketave.

Për shkak të rezistencës së tyre të lartë ndaj korrozionit në ujin e detit, titani dhe lidhjet e tij përdoren në ndërtimin e anijeve për prodhimin e helikëve, veshjeve. anijet e detit, nëndetëset, silurët etj. Predhat nuk ngjiten me titanin dhe lidhjet e tij, të cilat rrisin ndjeshëm rezistencën e anijes ndërsa 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 garuese, pajisjeve sportive (shuplaka golfi, pajisje alpinizmi ), pjesë të orës dhe madje edhe dekorime 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 njëri-tjetri 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 një element të ri në mineralin rutile dhe e quajti atë titan. Dy vjet më vonë, Klaproth vërtetoi se rutili dhe toka menaken janë okside të të njëjtit element, gjë që shkaktoi emrin "titan" të propozuar nga Klaproth. Dhjetë vjet më vonë, titani u zbulua 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. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të titanit dhe vështirësisë së pastrimit të tij, një kampion i pastër Ti u mor nga holandezët A. van Arkel dhe I. de Boer në 1925 nga dekompozimi termik i avullit të jodurit të titanit TiI4.

Titani është në vendin e 10-të për nga prevalenca në natyrë. Përmbajtja në koren e tokës është 0,57% ndaj peshës, 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 gjendet në formë të lirë. Në kushtet e motit dhe reshjeve, titani ka një afinitet gjeokimik me Al2O3. Ai është i përqendruar në boksitet e kores së motit dhe në sedimentet argjilore detare. Titani transferohet 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 rëndësishmit prej tyre: rutili TiO2, ilmeniti FeTiO3, titanomagnetiti FeTiO3 + Fe3O4, perovskiti CaTiO3, titaniti CaTiSiO5. Ekzistojnë xehe primare të titanit - ilmenit-titanomagnetit dhe xeherore placer - rutile-ilmenite-zirkon.

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

Që nga viti 2002, 90% e titanit të minuar është përdorur për të prodhuar dioksid titani TiO2. Prodhimi botëror i dioksidit të titanit ishte 4.5 milion ton në vit. Rezervat e konfirmuara të dioksidit të titanit (me përjashtim të Rusisë) janë rreth 800 milion ton, sipas Shërbimit Gjeologjik të SHBA-së, për sa i përket dioksidit të titanit dhe me përjashtim të Rusisë, rezervat e xeheve të ilmenitit arrijnë në 603-673 milion ton, dhe xeheroret rutil. - 49,7- 52,7 milion ton Kështu, me ritmin aktual të prodhimit, rezervat e vërtetuara të titanit në botë (me përjashtim të Rusisë) do të zgjasin për më shumë se 150 vjet.

Rusia ka rezervat e dyta më të mëdha të titanit në botë, pas Kinës. Baza e burimeve minerale të titanit në Rusi përbëhet nga 20 depozita (nga të cilat 11 janë parësore dhe 9 aluviale), 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 depozitës vlerësohen në 2 miliardë tonë xehe me një përmbajtje mesatare të dioksidit të titanit rreth 10%.

Prodhuesi më i madh i titanit në botë - Kompani 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 marrë nga pasurimi i xeheve të titanit. Sidoqoftë, rezervat e rutilit në botë janë shumë të kufizuara, dhe më shpesh përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titanium, e marrë nga përpunimi i koncentrateve të ilmenitit. Për të marrë skorje titani, koncentrati i ilmenitit zvogëlohet në një furrë me hark elektrik, ndërsa hekuri ndahet në fazën metalike (gize), dhe oksidet dhe papastërtitë e pa-reduktuara të titanit formojnë fazën e skorjes. Skorja e pasur përpunohet duke përdorur metodën e klorurit ose acidit sulfurik.

Në formë të pastër dhe në formë aliazhesh

Monument titani për Gagarin në Leninsky Prospekt në Moskë

Metali përdoret në: industrinë kimike (reaktorë, tubacione, pompa, pajisje tubacioni), industria ushtarake(blindat e trupit, forca të blinduara dhe ndarje zjarri në aviacion, trupat e nëndetëseve), proceset industriale(bimët e shkripëzimit, proceset e pulpës dhe letrës), industria e automobilave, industria bujqësore, industria ushqimore, bizhuteri shpuese, industria mjekësore (proteza, osteoproteza), instrumente dentare dhe endodontike, implante dentare, mallra sportive, bizhuteri (Alexander Khomov), telefona celularë, aliazhet e lehta etj. Është materiali strukturor më i rëndësishëm në ndërtimin e avionëve, raketave dhe anijeve.

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

Titani është një aditiv aliazh në shumë çeliqe të aliazhuara dhe në shumicën e lidhjeve speciale.

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 aviacionin dhe prodhimin e 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) dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Aditiv ushqimor E171.

Komponimet organo-titanium (p.sh. tetrabutoksititanium) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe të bojës dhe llakut.

Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike të elektronikës dhe tekstil me fije qelqi 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 veshjen e instrumenteve, kupolave ​​të kishave dhe në prodhimin e bizhuterive të kostumeve, sepse ka një ngjyrë të ngjashme me arin.

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 forcues neutralë. Të parat ulin temperaturën e transformimit, të dytat e rrisin atë, të tretat nuk ndikojnë në të, por çojnë në forcimin e tretësirës së matricës. Shembuj të stabilizuesve alfa: alumini, oksigjeni, karboni, azoti. Stabilizues beta: molibden, vanadium, hekur, krom, nikel. Ngurtësuesit neutralë: zirkon, kallaj, silikon. Stabilizuesit beta, nga ana tjetër, ndahen në beta izomorfikë dhe beta-eutektoide. Lidhja më e zakonshme e titanit është aliazh Ti-6Al-4V (në klasifikimin rus - VT6).

60% - bojë;

20% - plastike;

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 papastërtisë. Markat më të zakonshme janë TG100 dhe TG110.

Çmimi i ferrotitaniumit (minimumi 70% titan) që nga 22 dhjetori 2010 është 6,82 dollarë për kilogram. Që nga 1 janari 2010, çmimi ishte 5,00 dollarë për kilogram.

Në Rusi, çmimet për titanin në fillim të vitit 2012 ishin 1200-1500 rubla/kg.

Përparësitë:

dendësia e ulët (4500 kg/m3) ndihmon në uljen e masës së materialit të përdorur;

forcë të lartë mekanike. Vlen të theksohet se kur temperaturat e ngritura(250-500 °C) lidhjet e titanit janë superiore në forcë ndaj lidhjeve të aluminit dhe magnezit me rezistencë të lartë;

rezistencë jashtëzakonisht e lartë ndaj korrozionit për shkak të aftësisë së titanit për të formuar filma të hollë (5-15 mikron) të vazhdueshëm të oksidit TiO2 në sipërfaqe, të lidhur fort me masën e metalit;

forca specifike (raporti i forcës dhe densitetit) të lidhjeve më të mira të titanit arrin 30-35 ose më shumë, që është pothuajse dyfishi i forcës specifike të çeliqeve të aliazhuar.

Të metat:

kosto e lartë e prodhimit, titani është shumë më i shtrenjtë se hekuri, alumini, bakri, magnezi;

ndërveprim aktiv në temperatura të larta, veçanërisht në gjendje të lëngët, me të gjithë gazrat që përbëjnë atmosferën, si rezultat i të cilit titani dhe lidhjet e tij mund të shkrihen vetëm në vakum ose në mjedis. gazet inerte;

vështirësi në përfshirjen e mbetjeve të titanit në prodhim;

vetitë e dobëta kundër fërkimit për shkak të ngjitjes së titanit në shumë materiale titani i çiftëzuar me titan nuk mund të funksionojë për fërkim;

ndjeshmëri e lartë e titanit dhe shumë prej lidhjeve të tij ndaj brishtësisë së hidrogjenit dhe korrozionit të kripës;

përpunueshmëri e dobët, e ngjashme me përpunimin e çeliqeve inox austenitikë;

aktiviteti i lartë kimik, tendenca për rritjen e kokrrizave në temperatura të larta dhe transformimet fazore gjatë ciklit të saldimit shkaktojnë vështirësi në saldimin e titanit.

Pjesa më e madhe e titanit shpenzohet për nevojat e teknologjisë së aviacionit dhe raketave dhe ndërtimin e anijeve detare. Titani (ferrotitanium) përdoret si një aditiv aliazh për çeliqet me cilësi të lartë dhe si një agjent deoksidues. Titani teknik përdoret për prodhimin e kontejnerëve, reaktorëve kimikë, tubacioneve, pajisjeve, pompave, valvulave dhe produkteve të tjera që veprojnë në mjedise agresive. Titani kompakt përdoret për të bërë rrjeta dhe pjesë të tjera të pajisjeve elektrike me vakum që funksionojnë në temperatura të larta.

Për sa i përket përdorimit si material strukturor, titani është në vendin e 4-të, i dyti vetëm pas Al, Fe dhe Mg. Aluminidet e titanit janë shumë rezistente ndaj oksidimit dhe rezistent ndaj nxehtësisë, gjë që përcaktoi përdorimin e tyre në aviacionin dhe prodhimin e automobilave si materiale strukturore. Siguria biologjike e titanit e bën atë një material të shkëlqyer për industrinë ushqimore dhe kirurgjinë rindërtuese.

Titani dhe lidhjet e tij kanë gjetur aplikim të gjerë në teknologji për shkak të forcës së tyre të lartë mekanike, e cila ruhet në temperatura të larta, rezistencës ndaj korrozionit, rezistencës ndaj nxehtësisë, forcës specifike, densitetit të ulët dhe vetive të tjera të dobishme. Kostoja e lartë e titanit dhe lidhjeve të tij kompensohet në shumë raste nga performanca e tyre më e madhe dhe në disa raste ato janë i vetmi material nga i cili mund të bëhen pajisje ose struktura që mund të funksionojnë në kushte specifike të caktuara.

Lidhjet e titanit luajnë një rol të rëndësishëm në teknologjinë e aviacionit, ku ata përpiqen të arrijnë strukturën më të lehtë të kombinuar me forcën e nevojshme. Titani është i lehtë në krahasim me metalet e tjera, por në të njëjtën kohë mund të funksionojë në temperatura të larta. Lidhjet e titanit përdoren për të bërë kutinë, pjesët e fiksimit, kompletin e fuqisë, pjesët e shasisë dhe njësitë e ndryshme. Këto materiale përdoren gjithashtu në ndërtimin e motorëve reaktivë të avionëve. Kjo ju lejon të zvogëloni peshën e tyre me 10-25%. Lidhjet e titanit përdoren për të prodhuar disqe dhe tehe të kompresorit, pjesë të marrjes së ajrit dhe fletës udhëzuese, si dhe lidhësve.

Titani dhe lidhjet e tij përdoren gjithashtu në shkencën e raketave. Për shkak të funksionimit afatshkurtër të motorëve dhe kalimit të shpejtë të shtresave të dendura të atmosferës në shkencën e raketave, problemet e forcës së lodhjes, qëndrueshmërisë statike dhe pjesërisht zvarritjes eliminohen kryesisht.

Për shkak të forcës së tij të pamjaftueshme termike, titani teknik nuk është i përshtatshëm për përdorim në aviacion, por për shkak të rezistencës jashtëzakonisht të lartë ndaj korrozionit, në disa raste është i domosdoshëm në industrinë kimike dhe në ndërtimin e anijeve. Kështu, përdoret në prodhimin e kompresorëve dhe pompave për pompimin e mediave të tilla agresive si acidi sulfurik dhe klorhidrik dhe kripërat e tyre, tubacionet, valvulat mbyllëse, autoklavat, llojet e ndryshme të kontejnerëve, filtrat etj. Vetëm titani ka rezistencë ndaj korrozionit në mjedise të tilla si klori i lagësht, tretësira ujore dhe acide të klorit, prandaj pajisjet për industrinë e klorit janë bërë nga ky metal. Këmbyesit e nxehtësisë janë bërë nga titani dhe funksionojnë në mjedise gërryese, për shembull, acid nitrik (jo duhanpirës). Në ndërtimin e anijeve, titani përdoret për prodhimin e helikave, veshjen e anijeve, nëndetëseve, silurëve, etj. Predhat nuk ngjiten me titanin dhe lidhjet e tij, të cilat rrisin ndjeshëm rezistencën e anijes ndërsa lëviz.

Lidhjet e titanit janë premtuese për përdorim në shumë aplikime të tjera, por përhapja e tyre në teknologji pengohet nga kostoja e lartë dhe pamjaftueshmëria e titanit.

Komponimet e titanit përdoren gjithashtu gjerësisht në industri të ndryshme. Karbidi i titanit ka fortësi të lartë dhe përdoret në prodhimin e veglave prerëse dhe gërryesve. Dioksidi i bardhë i titanit (TiO2) përdoret në bojëra (të tilla si titani i bardhë) dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Komponimet organo-titanium (p.sh. tetrabutoksititanium) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe të bojës dhe llakut. Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike të elektronikës dhe tekstil me fije qelqi si aditivë. Diboridi i titanit është një përbërës i rëndësishëm i materialeve super të forta për përpunimin e metaleve. Nitridi i titanit përdoret për veshjen e instrumenteve.

Duke pasur parasysh çmimet e larta aktuale për titanin, ai përdoret kryesisht për prodhimin e pajisjeve ushtarake, ku rolin kryesor e luan jo kostoja, por specifikimet teknike. Megjithatë, ka raste të njohura të përdorimit të vetive unike të titanit për nevoja civile. Me uljen e çmimit të titanit dhe rritjen e prodhimit të tij, përdorimi i këtij metali për qëllime ushtarake dhe civile do të zgjerohet gjithnjë e më shumë.

Aviacioni. Graviteti i ulët specifik dhe forca e lartë (veçanërisht në temperatura të larta) të titanit dhe lidhjeve të tij i bëjnë ato materiale shumë të vlefshme të aviacionit. Në fushën e ndërtimit dhe prodhimit të avionëve motorët e avionëve Titani po zëvendëson gjithnjë e më shumë aluminin dhe çelikun inox. Ndërsa temperatura rritet, alumini shpejt humbet forcën e tij. Nga ana tjetër, titani ka një avantazh të qartë për sa i përket forcës në temperaturat deri në 430 ° C dhe temperaturat e ngritura të këtij rendit ndodhin me shpejtësi të lartë për shkak të ngrohjes aerodinamike. Avantazhi i zëvendësimit të çelikut me titan në aviacion është ulja e peshës pa humbje të forcës. Reduktimi i përgjithshëm i peshës me rritjen e performancës në temperatura të ngritura lejon rritjen e ngarkesës, rrezes dhe manovrimit të avionit. Kjo shpjegon përpjekjet për të zgjeruar përdorimin e titanit në ndërtimin e avionëve në prodhimin e motorëve, ndërtimin e gypit, prodhimin e lëkurës dhe madje edhe lidhësit.

Në ndërtimin e motorëve reaktiv, titani përdoret kryesisht për prodhimin e teheve të kompresorit, disqeve të turbinave dhe shumë pjesëve të tjera të stampuara. Këtu, titani zëvendëson çelikun e aliazhuar inox dhe të trajtueshëm me nxehtësi. Kursimi i një kilogrami në peshën e motorit ju lejon të kurseni deri në 10 kg në peshën totale të avionit për shkak të trupit më të lehtë. Në të ardhmen, është planifikuar të përdoren fletë titani për prodhimin e mbështjellësve të dhomës së djegies së motorit.

Në projektimin e avionëve, titani përdoret gjerësisht për pjesët e avionit që funksionojnë në temperatura të ngritura. Fletë titani përdoret për prodhimin e të gjitha llojeve të mbështjellësve, mbështjellësve mbrojtës për kabllot dhe udhëzuesve për predha. Ngurtësues të ndryshëm, korniza trupi, brinjë, etj. janë bërë nga fletët e titanit të aliazhuar.

Strehimet, kapakët, mbrojtëset e kabllove dhe udhëzuesit e predhave janë bërë nga titani i palidhur. Titani i aliazhuar përdoret për prodhimin e kornizave të avionit, kornizave, tubacioneve dhe ndarjeve të zjarrit.

Titani përdoret gjithnjë e më shumë në ndërtimin e avionëve F-86 dhe F-100. Në të ardhmen, titani do të përdoret për prodhimin e dyerve të mjeteve të uljes, tubacioneve të sistemit hidraulik, tubave dhe grykave të shkarkimit, shpatullave, flapave, shiritave të palosshëm, etj.

Titani mund të përdoret për të bërë pllaka forca të blinduara, tehe helike dhe kuti predhash.

Aktualisht, titani përdoret në ndërtimin e avionëve ushtarakë: Douglas X-3 për lëkurë, Republic F-84F, Curtiss-Wright J-65 dhe Boeing B-52.

Titani përdoret gjithashtu në ndërtimin e avionëve civilë DC-7. Kompania Douglas, duke zëvendësuar lidhjet e aluminit dhe çelikun e pandryshkshëm me titanin në prodhimin e xhaketës së motorit dhe ndarjeve të zjarrit, ka arritur tashmë kursime në peshën e strukturës së avionit prej rreth 90 kg. Aktualisht, pesha e pjesëve të titanit në këtë avion është 2%, dhe kjo shifër është planifikuar të rritet në 20% të peshës totale të avionit.

Përdorimi i titanit bën të mundur uljen e peshës së helikopterëve. Fletët e titanit përdoren për dysheme dhe dyer. Një ulje e ndjeshme e peshës së helikopterit (rreth 30 kg) u arrit si rezultat i zëvendësimit të çelikut të aliazhuar me titan për mbulimin e teheve të rotorit.

Marina. Rezistenca ndaj korrozionit të titanit dhe lidhjeve të tij i bën ata një material shumë të vlefshëm në det. Departamenti Amerikan i Marinës po kryen kërkime të gjera për rezistencën ndaj korrozionit të titanit ndaj ekspozimit ndaj gazrave të tymit, avullit, naftës dhe ujit të detit. Pothuajse e njëjta vlerë në çështjet detare Titani gjithashtu ka një forcë specifike të lartë.

Graviteti i ulët specifik i metalit, i kombinuar me rezistencën ndaj korrozionit, rrit manovrimin dhe gamën e anijeve, si dhe zvogëlon koston e mirëmbajtjes dhe riparimit të materialit.

Aplikimet e titanit në aplikimet detare përfshijnë prodhimin e silenciatorëve të shkarkimit për motorët me naftë nëndetëset, disqet instrumente matëse, tuba me mure të hollë për kondensatorët dhe shkëmbyesit e nxehtësisë. Sipas ekspertëve, titani, si asnjë metal tjetër, mund të rrisë jetën e shërbimit të silenciatorëve të shkarkimit duke nëndetëset. Kur aplikohet në disqet e instrumenteve matëse që veprojnë në kontakt me ujin e kripur, benzinën ose vajin, titani do të sigurojë qëndrueshmëri më të mirë. Po hulumtohet mundësia e përdorimit të titanit për prodhimin e tubave të shkëmbyesve të nxehtësisë, të cilët duhet të jenë rezistent ndaj korrozionit në ujin e detit që lajnë tubat jashtë dhe në të njëjtën kohë t'i rezistojnë efekteve të kondensatës së shkarkimit që rrjedh brenda tyre. Po shqyrtohet mundësia e prodhimit të antenave dhe komponentëve të instalimeve të radarëve nga titani, të cilat kërkohet të jenë rezistente ndaj efekteve të gazrave të gripit dhe ujit të detit. Titani mund të përdoret edhe për prodhimin e pjesëve si valvola, helika, pjesë turbinash etj.

Artileri. Me sa duket, konsumatori më i madh potencial i titanit mund të jetë artileria, ku aktualisht po zhvillohen kërkime intensive për prototipa të ndryshëm. Megjithatë, në këtë fushë, prodhimi i vetëm pjesëve individuale dhe pjesëve prej titani është standardizuar. Përdorimi shumë i kufizuar i titanit në artileri, pavarësisht nga shtrirja e madhe e kërkimit, shpjegohet me koston e tij të lartë.

Pjesë të ndryshme të pajisjeve të artilerisë u hetuan nga pikëpamja e mundësisë së titanit për të zëvendësuar materialet konvencionale, duke iu nënshtruar një uljeje të çmimeve të titanit. Fokusi kryesor ishte në pjesët ku kursimet në peshë janë të konsiderueshme (pjesë me dorë dhe të transportueshme nga ajri).

Pllakë bazë llaçi e bërë nga titani në vend të çelikut. Nëpërmjet këtij zëvendësimi dhe pas disa ripërpunimeve, në vend të një pllake çeliku nga dy gjysma me peshë totale 22 kg, u bë e mundur të krijohej një pjesë me peshë 11 kg. Falë këtij zëvendësimi, ju mund të zvogëloni numrin personeli i shërbimit nga tre persona në dy. Po shqyrtohet mundësia e përdorimit të titanit për prodhimin e shkarkuesve të flakës së armëve.

Mbajtësit e armëve, kryqëzimet e karrocave dhe cilindrat mbrapsht të bërë nga titani janë duke u testuar. Titani mund të përdoret gjerësisht në prodhimin e predhave dhe raketave të drejtuara.

Studimet e para të titanit dhe lidhjeve të tij treguan mundësinë e prodhimit të pllakave të blinduara prej tyre. Zëvendësimi i armaturës prej çeliku (12,7 mm i trashë) me armaturë titani me të njëjtën rezistencë predhash (16 mm trashësi) lejon, sipas këtyre studimeve, kursime në peshë deri në 25%.

Lidhjet e titanit cilësi të përmirësuar na lejojnë të shpresojmë për mundësinë e zëvendësimit të pllakave të çelikut me pllaka titani me trashësi të barabartë, gjë që jep kursime në peshë deri në 44%. Aplikim Industrial titani do të sigurojë manovrim më të madh, do të rrisë gamën e transportit dhe qëndrueshmërinë e armës. Niveli aktual i zhvillimit transporti ajror bën të dukshme avantazhet e makinave të blinduara të lehta dhe mjeteve të tjera të bëra prej titani. Departamenti i artilerisë synon të pajisë këmbësorinë me helmeta, bajoneta, granatahedhës dhe flakëhedhës dore prej titani në të ardhmen. Lidhja e titanit u përdor për herë të parë në artileri për të bërë pistonin e disa armëve automatike.

Transporti. Shumë nga përfitimet e përdorimit të titanit në automjetet e blinduara vlejnë edhe për automjetet.

Zëvendësimi i materialeve strukturore të konsumuara aktualisht nga ndërmarrjet e inxhinierisë së transportit me titan duhet të çojë në një reduktim të konsumit të karburantit, një rritje të kapacitetit të ngarkesës, një rritje të kufirit të lodhjes së pjesëve të mekanizmave të fiksimit, etj. hekurudhatËshtë jashtëzakonisht e rëndësishme për të reduktuar peshën e vdekur. Një reduktim i ndjeshëm i peshës totale të mjeteve lëvizëse për shkak të përdorimit të titanit do të lejojë kursim në tërheqje, duke zvogëluar dimensionet e ditarëve dhe kutive të boshtit.

Pesha është gjithashtu e rëndësishme për mjetet e tërhequra. automjeteve. Këtu, zëvendësimi i çelikut me titan në prodhimin e boshteve dhe rrotave do të rriste gjithashtu kapacitetin e ngarkesës.

Të gjitha këto mundësi do të mund të realizoheshin duke ulur çmimin e titanit nga 15 në 2-3 dollarë për paund të produkteve gjysëm të gatshme të titanit.

Industria kimike. Në prodhimin e pajisjeve për industrinë kimike, rezistenca ndaj korrozionit të metalit është më e rëndësishme. Është gjithashtu e rëndësishme të zvogëlohet pesha dhe të rritet fuqia e pajisjes. Logjikisht, duhet të supozohet se titani mund të sigurojë një sërë përfitimesh në prodhimin e pajisjeve për transportimin e acideve, alkaleve dhe kripërave inorganike. Mundësi shtesë për përdorimin e titanit hapen në prodhimin e pajisjeve të tilla si tanke, kolona, ​​filtra dhe të gjitha llojet e cilindrave me presion të lartë.

Përdorimi i tubacioneve të titanit mund të rrisë efikasitetin e bobinave të ngrohjes në autoklava laboratorike dhe shkëmbyesit e nxehtësisë. Zbatueshmëria e titanit për prodhimin e cilindrave në të cilët gazrat dhe lëngjet ruhen nën presion për një kohë të gjatë dëshmohet nga përdorimi i një tubi qelqi më të rëndë për mikroanalizën e produkteve të djegies (treguar në pjesën e sipërme të figurës). Për shkak të trashësisë së murit të hollë dhe gravitetit të ulët specifik, ky tub mund të peshohet në më të ndjeshëm bilancet analitike madhësive më të vogla. Këtu, kombinimi i lehtësisë dhe rezistencës ndaj korrozionit përmirëson saktësinë e analizës kimike.

Aplikacione të tjera. Përdorimi i titanit është i këshillueshëm në industrinë ushqimore, të naftës dhe elektrike, si dhe në prodhimin e instrumenteve kirurgjikale dhe në vetë kirurgjinë.

Tavolinat për përgatitjen e ushqimit dhe tavolinat e avullimit të bëra prej titani janë më cilësore ndaj produkteve të çelikut.

Në fushat e shpimit të naftës dhe gazit, lufta kundër korrozionit ka një rëndësi serioze, kështu që përdorimi i titanit do të bëjë të mundur zëvendësimin e shufrave të pajisjeve korroduese më rrallë. Në prodhimin katalitik dhe për prodhimin e tubacioneve të naftës, është e dëshirueshme të përdoret titan, i cili ruan vetitë mekanike në temperatura të larta dhe ka rezistencë të mirë korrozioni.

Në industrinë elektrike, titani mund të përdoret për kabllot e blinduar për shkak të forcës së mirë specifike, rezistencës së lartë elektrike dhe vetive jomagnetike.

Industri të ndryshme kanë filluar të përdorin mbërthyes të një forme ose një tjetër prej titani. Zgjerimi i mëtejshëm i përdorimit të titanit është i mundur për prodhimin e instrumenteve kirurgjikale, kryesisht për shkak të rezistencës së tij ndaj korrozionit. Instrumentet e titanit janë superiore ndaj instrumenteve kirurgjikale konvencionale në këtë drejtim kur i nënshtrohen zierjes ose autoklavimit të përsëritur.

Në fushën e kirurgjisë, titani ka dëshmuar të jetë superior ndaj vitaliumit dhe çeliqeve inox. Prania e titanit në trup është mjaft e pranueshme. Pllaka e titanit dhe vidhat për ngjitjen e eshtrave ishin në trupin e kafshës për disa muaj, dhe kocka u rrit në fijet e fijeve të vidhave dhe në vrimën e pllakës.

Avantazhi i titanit është gjithashtu se indet e muskujve formohen në pjatë.

Përafërsisht gjysma e produkteve të titanit të prodhuara në botë dërgohen zakonisht në industrinë e avionëve civilë, por rënia e tij pas ngjarjeve të njohura tragjike detyron shumë pjesëmarrës të industrisë të kërkojnë fusha të reja të aplikimit të titanit. Ky material përfaqëson pjesën e parë të një përzgjedhjeje botimesh në shtypin e huaj metalurgjik kushtuar perspektivës së titanit në kushte moderne. Sipas vlerësimeve të një prej prodhuesve kryesorë amerikanë të titanit RT1, nga vëllimi i përgjithshëm i prodhimit të titanit në shkallë globale në nivelin 50-60 mijë tonë në vit, segmenti i hapësirës ajrore përbën deri në 40 konsum, aplikime industriale dhe aplikacionet përbëjnë 34, dhe zona ushtarake 16, dhe rreth 10 janë për shkak të përdorimit të titanit në produktet e konsumit. Aplikimet industriale të titanit përfshijnë proceset kimike, energjinë, naftën dhe gazin dhe impiantet e shkripëzimit. Aplikimet ushtarake jo-aviacioni përfshijnë kryesisht përdorimin në artileri dhe automjete luftarake. Sektorët me vëllime të konsiderueshme të përdorimit të titanit janë automobila, arkitektura dhe ndërtimi, mallrat sportive dhe bizhuteritë. Pothuajse të gjitha shufrat e titanit prodhohen në SHBA, Japoni dhe CIS - Evropa përbën vetëm 3.6 të vëllimit global. Tregjet rajonale Përdorimet përfundimtare të titanit ndryshojnë shumë - shembulli më i mrekullueshëm i veçantisë është Japonia, ku sektori i hapësirës ajrore civile përbën vetëm 2-3, ndërsa përdor 30 të konsumit total të titanit në pajisje dhe elementë strukturorë të impianteve kimike. Rreth 20% e kërkesës totale në Japoni vjen nga energjia bërthamore dhe termocentralet me lëndë djegëse të ngurta, pjesa tjetër vjen nga arkitektura, mjekësia dhe sportet. E kundërta vërehet në SHBA dhe Evropë, ku ekskluzivisht vlerë të madhe ka konsum në sektorin e hapësirës ajrore përkatësisht 60-75 dhe 50-60 për çdo rajon. Në SHBA, tregjet përfundimtare tradicionalisht të forta janë kimikatet, pajisjet mjekësore, pajisje industriale, ndërsa në Evropë pesha më e madhe bie në industria e naftës dhe gazit dhe industria e ndërtimit. Mbështetja e madhe në industrinë e hapësirës ajrore ka qenë një shqetësim i gjatë për industrinë e titanit, e cila po përpiqet të zgjerojë aplikimet e titanit, veçanërisht duke pasur parasysh rënien aktuale në aviacionin civil globalisht. Sipas Shërbimit Gjeologjik të SHBA-së, në tremujorin e parë të vitit 2003 pati një rënie të ndjeshme të importeve të sfungjerit të titanit - vetëm 1319 tonë, që është 62 më pak se 3431 tonë për të njëjtën periudhë të vitit 2002. Sipas John Barber, drejtor i zhvillimit të tregut për prodhuesin dhe furnizuesin gjigant amerikan të titanit Tipe, sektori i hapësirës ajrore do të jetë gjithmonë një nga tregjet kryesore për titanin, por ne duhet të përballemi me sfidën dhe të sigurohemi që industria jonë të mos ndjekë ciklet e rritje dhe rënie në sektorin e hapësirës ajrore. Disa nga prodhuesit kryesorë të industrisë së titanit shohin mundësi të shtuara tashmë tregjet ekzistuese, një prej të cilëve është tregu i pajisjeve dhe materialeve për punë nënujore. Sipas Martin Proko, menaxher i shitjeve dhe shpërndarjes për RT1, titani është përdorur në industrinë e energjisë dhe nënujore për një kohë të gjatë, që nga fillimi i viteve 1980, por vetëm në pesë vitet e fundit këto zona janë zhvilluar në mënyrë të qëndrueshme me një rritje përkatëse. në kamaren e tregut. Në nënujore, rritja nxitet kryesisht nga shpimi në thellësi më të mëdha, ku titani është materiali më i përshtatshëm. Cikli i tij i jetës nënujore, si të thuash, është pesëdhjetë vjet, që është gjatësia normale e projekteve nënujore. Fushat në të cilat përdorimi i titanit ka të ngjarë të rritet janë renditur tashmë më lart. Siç thekson menaxheri i shitjeve të Howmet Ti-Cast, Bob Funnell, gjendja aktuale e tregut mund të shihet si një rritje e mundësive në fusha të reja, siç janë pjesët rrotulluese për turbochargers kamionësh, raketa dhe pompa.

Një nga projektet tona aktuale është zhvillimi i sistemeve të artilerisë së lehtë BAE Novitzer XM777 me një kalibër 155 mm. Howmet do të furnizojë 17 nga 28 derdhjet strukturore të titanit për çdo montim të armës, që pritet të fillojë shpërndarjen në njësitë USMC në gusht 2004. Me një peshë totale arme prej 9,800 paund, rreth 4,44 ton, titani llogaritet për rreth 2,600 paund - rreth 1,18 ton - duke përdorur aliazh 6A14U me një numër të madh derdhjesh, thotë Frank Hrster, menaxher i sistemeve të mbështetjes ndaj zjarrit për BAE 8u81et8. Ky sistem XM777 synon të zëvendësojë sistemin aktual M198 Hovitzer, i cili peshon afërsisht 17,000 paund (afërsisht 7.71 ton). Prodhimi masiv është planifikuar për periudhën 2006-2010 - fillimisht dërgesat janë planifikuar për SHBA, Britaninë e Madhe dhe Italinë, por programi mund të zgjerohet për të furnizuar vendet anëtare të NATO-s. John Barber i Timet thekson se shembujt pajisje ushtarake, në projektimin e të cilit përdoren vëllime të konsiderueshme titani, janë tanku Abram dhe automjeti luftarak Bradley. Prej dy vitesh po zhvillohet një program i përbashkët i NATO-s, Shteteve të Bashkuara dhe Britanisë së Madhe për të intensifikuar përdorimin e titanit në armë dhe sisteme mbrojtëse. Siç është vërejtur më shumë se një herë, titani është shumë i përshtatshëm për t'u përdorur në industrinë e automobilave, megjithatë, pjesa e këtij drejtimi është mjaft modeste - afërsisht 1 e vëllimit të përgjithshëm të titanit të konsumuar, ose 500 tonë në vit, sipas italianit. kompania Poggipolini, një prodhues i komponentëve dhe pjesëve të titanit për Formula 1 dhe motoçikleta garash. Shefi i departamentit të kërkimit dhe zhvillimit të kësaj kompanie, Daniele Stoppolini, beson se kërkesa aktuale për titan në këtë segment të tregut është në nivelin e 500 tonëve, me përdorimin masiv të këtij materiali në projektimin e valvulave, sustave, shkarkimit. sistemet, boshtet e transmisionit, bulonat, potencialisht mund të rriten në pothuajse jo 16,000 tonë në vit Ai shtoi se kompania e tij sapo ka filluar të zhvillojë prodhimin e automatizuar të bulonave të titanit në mënyrë që të reduktojë kostot e prodhimit. Sipas tij, faktorët kufizues për shkak të të cilëve përdorimi i titanit nuk është zgjeruar ndjeshëm në industrinë e automobilave janë paparashikueshmëria e kërkesës dhe pasiguria në furnizimin e lëndëve të para. Në të njëjtën kohë, mbetet një vend i madh potencial në industrinë e automobilave për titanin, i cili kombinon karakteristikat optimale të peshës dhe forcës për sustat me spirale dhe sistemet e shkarkimit të gazit të shkarkimit. Fatkeqësisht, në treg amerikan Përdorimi i gjerë i titanit në këto sisteme vërehet vetëm për modelin gjysmë sportiv mjaft ekskluziv Chevrolet-Corvette Z06, i cili në asnjë mënyrë nuk mund të pretendojë për rolin e një makine masive. Megjithatë, për shkak të sfidave të vazhdueshme të ekonomisë së karburantit dhe rezistencës ndaj korrozionit, perspektivat për titan në këtë fushë mbeten. Për miratim në tregjet johapësirë ​​dhe joushtarake, një sipërmarrje e përbashkët UNITI u krijua kohët e fundit në emër të saj, një lojë me fjalën unitet - unitet dhe Ti - përcaktimi i titanit në tabelën periodike, si pjesë e liderit në botë. Prodhuesit e titanit - American Allegheny Technologies dhe rusisht VSMPO-Avisma. Siç tha presidenti i kompanisë së re, Karl Moulton, këto tregje u përjashtuan qëllimisht - ne synojmë të bëjmë kompani e re një furnizues kryesor për industritë që përdorin pjesë dhe montime titani, kryesisht petrokimike dhe energji. Përveç kësaj, ne synojmë të tregtojmë në mënyrë aktive në fushat e pajisjeve të shkripëzimit, automjeteve, produkteve të konsumit dhe elektronikës. Unë besoj se objektet tona të prodhimit plotësojnë njëra-tjetrën mirë - VSMPO ka aftësi të jashtëzakonshme për prodhimin e produkteve përfundimtare, Allegheny ka tradita të shkëlqyera në prodhimin e produkteve të petëzuara nga titan i ftohtë dhe i nxehtë. Produktet e UNITI pritet të kenë një pjesë të tregut global të titanit prej 45 milionë paund, afërsisht 20,411 tonë. Tregu i pajisjeve mjekësore mund të konsiderohet një treg në zhvillim të vazhdueshëm - sipas Grupit Anglez Titanium International, përmbajtja vjetore e titanit në mbarë botën në implante dhe proteza të ndryshme është rreth 1000 ton, dhe kjo shifër do të rritet me mundësitë e operacionit për të zëvendësuar. nyjet e njeriut pas aksidenteve apo aksidenteve rriten Përveç avantazheve të dukshme të fleksibilitetit, forcës dhe lehtësisë, titani është shumë i pajtueshëm me trupin në kuptimin biologjik për shkak të mungesës së korrozionit të indeve dhe lëngjeve në trupin e njeriut. Stomatologjia po sheh gjithashtu një rritje dramatike në përdorimin e protezave dhe implanteve - trefishuar gjatë dhjetë viteve të fundit, sipas Shoqatës Amerikane të Stomatologjisë, kryesisht për shkak të karakteristikave të titanit. Megjithëse përdorimi i titanit në arkitekturë daton më shumë se 25 vjet më parë, përdorimi i tij i gjerë në këtë fushë ka filluar vetëm vitet e fundit. Zgjerimi i Aeroportit të Abu Dhabit në Emiratet e Bashkuara Arabe, i planifikuar për të përfunduar në vitin 2006, do të përdorë deri në 1.5 milion paund prej rreth 680 ton titan. Shumë projekte të ndryshme arkitekturore dhe ndërtimore duke përdorur titan janë planifikuar të zbatohen jo vetëm në vendet e zhvilluara të SHBA-së, Kanadasë, Britanisë së Madhe, Gjermanisë, Zvicrës, Belgjikës, Singaporit, por edhe në Egjipt dhe Peru.

Segmenti i tregut të mallrave të konsumit është aktualisht segmenti me rritje më të shpejtë të tregut të titanit. Ndërsa 10 vite më parë ky segment përbënte vetëm 1-2 të tregut të titanit, sot është rritur në 8-10 të tregut. Në përgjithësi, konsumi i titanit në produktet e konsumit është rritur me afërsisht dyfishin e normës së tregut të përgjithshëm të titanit. Përdorimi i titanit në sport është më jetëgjatësia dhe përbën pjesën më të madhe të aplikimeve të titanit në produktet e konsumit. Arsyeja e popullaritetit të përdorimit të titanit është pajisje sportive është e thjeshtë - ju lejon të merrni një raport peshë-forcë më të lartë se çdo metal tjetër. Përdorimi i titanit në biçikleta filloi afërsisht 25-30 vjet më parë dhe ishte përdorimi i parë i titanit në pajisjet sportive. Tubat kryesorë të përdorur janë aliazh Ti3Al-2.5V ASTM i klasës 9. Pjesë të tjera të bëra nga lidhjet e titanit përfshijnë frenat, dhëmbëzat dhe sustat e sediljeve. Përdorimi i titanit në prodhimin e shufrave të golfit filloi fillimisht në fund të viteve '80 dhe në fillim të viteve '90 nga prodhuesit e klubeve në Japoni. Deri në 1994-1995, ky aplikim i titanit ishte praktikisht i panjohur në Shtetet e Bashkuara dhe Evropë. Kjo ndryshoi kur Callaway prezantoi pajisjen e saj prej titani Ruger Titanium të quajtur Great Big Bertha. Për shkak të përfitimeve të dukshme dhe me ndihmën e marketingut të mirëmenduar të Callaway, klubet e titanit fituan menjëherë një popullaritet të madh. Në një periudhë të shkurtër kohe, klubet e titanit janë shndërruar nga pajisja ekskluzive dhe e shtrenjtë e një grupi të vogël lojtarësh në përdorim të gjerë nga shumica e lojtarëve, ndërkohë që janë akoma më të shtrenjta se klubet e çelikut. Do të doja të citoja prirjet kryesore, për mendimin tim, në zhvillimin e tregut të golfit, ai ka kaluar nga teknologjia e lartë në prodhim masiv në një periudhë të shkurtër prej 4-5 vjetësh, duke ndjekur rrugën e industrive të tjera me fuqi të lartë pune; kosto të tilla si prodhimi i veshjeve, lodrave dhe elektronikës së konsumit, prodhimi i shkopinjve të golfit ka shkuar në vendet me fuqinë punëtore më të lirë fillimisht në Tajvan, pastaj në Kinë, dhe tani fabrikat po ndërtohen në vende me fuqi punëtore edhe më të lirë si Vietnami dhe Titani i Tajlandës përdoret padyshim për shoferë, ku cilësitë e tij superiore ofrojnë një avantazh të qartë dhe justifikojnë çmimin më të lartë. Megjithatë, titani nuk ka gjetur ende një adoptim shumë të përhapur në klubet e mëvonshme, pasi rritja e konsiderueshme e kostos nuk është përputhur me një përmirësim përkatës në lojë. Fundi i derdhur Kohët e fundit, Shoqata Profesionale e Golfit ROA ka lejuar një rritje të kufirit të sipërm të të ashtuquajturit koeficienti 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 shohim përdorimin e titanit dhe lidhjeve të tij në pajisje të tjera sportive. Tuba për biçikleta garash dhe pjesë të 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 qëndrueshmërinë e skajit të lidhjeve të tjera më të forta. Disa prodhues po kalojnë në përdorimin e aliazhit VT23.

Çmimi me pakicë i thikave të zhytjes me titan është afërsisht 70-80 dollarë. Patkonjtë e derdhur të titanit sigurojnë një reduktim të ndjeshëm të peshës në krahasim me çelikun, duke siguruar ende forcën e nevojshme. Fatkeqësisht, ky përdorim i titanit nuk u realizua sepse patkonjtë e titanit ndezën dhe trembën kuajt. Pak do të pranojnë të përdorin patkua titani pas përvojave të para të pasuksesshme. Kompania Titanium Beach, e vendosur në Newport Beach, California Newport Beach, Kaliforni, ka zhvilluar tehe patina të bëra nga aliazh Ti6Al-4V. Fatkeqësisht, qëndrueshmëria e skajeve të tehut është përsëri një problem këtu. Unë mendoj se ky produkt ka një shans për jetë nëse prodhuesit përdorin lidhje më të forta si 15-3-3-3 ose VT-23. Titani përdoret shumë gjerësisht në alpinizëm dhe ecje, pothuajse për të gjitha artikujt që alpinistët dhe alpinistët mbajnë në çantat e tyre shishe, gota çmimi me pakicë 20-30 dollarë, kompletet e gatimit çmimi me pakicë afërsisht 50 dollarë, enët e tavolinës, kryesisht të bëra nga titani i pastër komercial i klasës 1 dhe 2. Shembuj të tjerë të pajisjeve për alpinizëm dhe ecje janë sobat kompakte, shtyllat dhe montimet e tendës, sëpatat e akullit dhe stërvitjet për akull. Prodhuesit e armëve kanë filluar së fundmi të prodhojnë pistoleta titani si për të shtënat sportive ashtu edhe për aplikimet e zbatimit të ligjit.

Elektronika e konsumit është një treg mjaft i ri dhe me rritje të shpejtë për titanin. Në shumë raste, përdorimi i titanit në elektronikën e konsumit nxitet jo vetëm nga vetitë e tij të shkëlqyera, por edhe nga pamja tërheqëse e produkteve. Titani i klasës 1 i pastër komercialisht përdoret për prodhimin e kutive të laptopëve, telefonat celularë, TV me ekran të sheshtë plazma dhe pajisje të tjera elektronike. Përdorimi i titanit në prodhimin e altoparlantëve siguron veti më të mira akustike për shkak të lehtësisë së titanit në krahasim me çelikun, duke rezultuar në rritjen e ndjeshmërisë akustike. Orët e titanit, të prezantuara për herë të parë në treg nga prodhuesit japonezë, tani janë një nga produktet më të përballueshme dhe më të njohura të konsumit të titanit. Konsumi botëror i titanit në prodhimin e bizhuterive tradicionale dhe të ashtuquajtura trupore matet në disa dhjetëra tonë. Gjithnjë e më shumë mund të shihni unaza martese me titan, dhe sigurisht, njerëzit që mbajnë bizhuteri në trupin e tyre janë thjesht të detyruar të përdorin titan. Titani përdoret gjerësisht në prodhimin e lidhësve dhe pajisjeve detare, ku kombinimi i rezistencës së lartë ndaj korrozionit dhe forcës është shumë i rëndësishëm. Atlas Ti, me qendër në Los Anxhelos, prodhon një gamë të gjerë të këtyre produkteve nga aliazh VTZ-1. Përdorimi i titanit në prodhimin e veglave filloi për herë të parë në Bashkimin Sovjetik në fillim të viteve '80, kur, me udhëzime nga qeveria, u bënë mjete të lehta dhe të përshtatshme për të lehtësuar punën e punëtorëve. Gjigandi sovjetik i prodhimit të titanit, Fabrika e Përpunimit të Metaleve Verkhne-Saldinskoe Shoqata e Prodhimit Në atë kohë prodhonte lopata titani, tërheqëse gozhdash, leva, kapakë dhe çelësa.

Më vonë, prodhuesit japonezë dhe amerikanë të mjeteve filluan të përdorin titan në produktet e tyre. Pak kohë më parë, VSMPO lidhi një kontratë me Boeing për furnizimin e pllakave të titanit. Kjo kontratë pa dyshim pati një efekt shumë të dobishëm në zhvillimin e prodhimit të titanit në Rusi. Titani është përdorur gjerësisht në mjekësi për shumë vite. Përparësitë janë forca, rezistenca ndaj korrozionit dhe më e rëndësishmja, disa njerëz janë alergjikë ndaj nikelit, një përbërës thelbësor i çeliqeve inox, ndërsa askush nuk është alergjik ndaj titanit. Lidhjet e përdorura janë titan i pastër komercial dhe Ti6-4Eli. Titani përdoret në prodhimin e instrumenteve kirurgjikale, protezave të brendshme dhe të jashtme, duke përfshirë ato kritike si valvula e zemrës. Paterica dhe karriget me rrota janë bërë nga titani. Përdorimi i titanit në art daton në vitin 1967, kur u ngrit monumenti i parë i titanit në Moskë.

Aktualisht, një numër i konsiderueshëm monumentesh dhe ndërtesash titani janë ngritur pothuajse në të gjitha kontinentet, duke përfshirë ato të famshme si Muzeu Guggenheim, i ndërtuar nga arkitekti Frank Gehry në Bilbao. Materiali është shumë i popullarizuar në mesin e artistëve për ngjyrën, pamjen, forcën dhe rezistencën ndaj korrozionit. Për këto arsye, titani përdoret në suvenire dhe bizhuteri, ku konkurron me sukses me metale të çmuara si argjendi dhe madje ari, siç është përmendur tashmë në një nga botimet mbi titanin, një nga arsyet kryesore që pengon përparimin e titanit në gjerësi. tregjet është kostoja e tij e lartë. Siç vëren Martin Proko nga RTi, në SHBA çmimi mesatar i sfungjerit të titanit është 3,80 për paund, në Rusi 3,20 për paund. Për më tepër, çmimi i metalit varet shumë nga natyra ciklike e industrisë komerciale të hapësirës ajrore. Zhvillimi i shumë projekteve mund të përshpejtohet ndjeshëm nëse mund të gjenden mënyra për të ulur kostot e prodhimit dhe përpunimit të titanit, teknologjive të përpunimit të skrapit dhe shkrirjes, vëren Markus Holz, drejtor menaxhues i Deutshe Titan gjerman. Një përfaqësues nga British Titanium pajtohet se zgjerimi i produkteve të titanit po pengohet nga kostot e larta të prodhimit dhe duhen bërë shumë përmirësime përpara se titani të futet në prodhim masiv. teknologjive moderne.

Një nga hapat në këtë drejtim është zhvillimi i të ashtuquajturit proces FFC, i cili është një proces i ri elektrolitik për prodhimin e metalit dhe lidhjeve të titanit, kostoja e të cilit është dukshëm më e ulët. Sipas Daniele Stoppolini, strategjia e përgjithshme në industrinë e titanit kërkon zhvillimin e lidhjeve më të përshtatshme, teknologjitë e prodhimit për çdo treg të ri dhe aplikimin e titanit.

Burimet

Wikipedia – Enciklopedia e Lirë, WikiPedia

metotech.ru - Metoteknika

housetop.ru - Shtëpia Top

atomsteel.com – Teknologjia Atom

domremstroy.ru - DomRemStroy

PËRKUFIZIM

Titanium- elementi i njëzet e dytë i Tabelës Periodike. Emërtimi - Ti nga latinishtja "titanium". E vendosur në periudhën e katërt, grupi IVB. I referohet metaleve. Ngarkesa bërthamore është 22.

Titani është shumë i zakonshëm në natyrë; Përmbajtja e titanit në koren e tokës është 0,6% (peshë), d.m.th. më e lartë se përmbajtja e metaleve të përdorura gjerësisht në teknologji si bakri, plumbi dhe zinku.

Në formën e një lënde të thjeshtë, titani është një metal i bardhë argjendi (Fig. 1). I referohet metaleve të lehta. Refraktore. Dendësia - 4,50 g/cm3. Pikat e shkrirjes dhe të vlimit janë përkatësisht 1668 o C dhe 3330 o C. Është rezistent ndaj korrozionit në ajër në temperatura të zakonshme, gjë që shpjegohet me praninë e një filmi mbrojtës të përbërjes TiO 2 në sipërfaqen e tij.

Oriz. 1. Titan. Pamja e jashtme.

Masa atomike dhe molekulare e titanit

Pesha molekulare relative e substancës(M r) është një numër që tregon se sa herë masa e një molekule të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni, dhe masa atomike relative të një elementi(A r) - sa herë masa mesatare e atomeve të një elementi kimik është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni.

Meqenëse në gjendje të lirë titani ekziston në formën e molekulave monotomike Ti, vlerat e masave të tij atomike dhe molekulare përkojnë. Ato janë të barabarta me 47.867.

Izotopet e titanit

Dihet se në natyrë titani mund të gjendet në formën e pesë izotopeve të qëndrueshme 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti dhe 50 Ti. Numri i tyre masiv është përkatësisht 46, 47, 48, 49 dhe 50. Bërthama e një atomi të izotopit të titanit 46 Ti përmban njëzet e dy protone dhe njëzet e katër neutrone, dhe izotopet e mbetur ndryshojnë prej tij vetëm në numrin e neutroneve.

Ekzistojnë izotopë artificialë të titanit me numra masiv nga 38 në 64, ndër të cilët më i qëndrueshëm është 44 Ti me gjysmë jetë 60 vjet, si dhe dy izotope bërthamore.

Jonet e titanit

Në nivelin e jashtëm të energjisë së atomit të titanit ka katër elektrone, të cilat janë valente:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 .

Si rezultat i ndërveprimit kimik, titani heq dorë nga elektronet e valencës, d.m.th. është dhuruesi i tyre dhe kthehet në një jon të ngarkuar pozitivisht:

Ti 0 -2e → Ti 2+ ;

Ti 0 -3e → Ti 3+ ;

Ti 0 -4e → Ti 4+ .

Molekula dhe atomi i titanit

Në gjendje të lirë, titani ekziston në formën e molekulave monotomike Ti. Këtu janë disa veti që karakterizojnë atomin dhe molekulën e titanit:

Lidhjet e titanit

Vetia kryesore e titanit, e cila kontribuon në përdorimin e tij të gjerë në teknologjinë moderne, është rezistenca e lartë ndaj nxehtësisë si e vetë titanit, ashtu edhe e lidhjeve të tij me alumin dhe metale të tjera. Përveç kësaj, këto lidhje janë rezistente ndaj nxehtësisë - rezistente ndaj mbajtjes së vetive të larta mekanike në temperatura të ngritura. E gjithë kjo i bën lidhjet e titanit materiale shumë të vlefshme për prodhimin e avionëve dhe raketave.

Në temperatura të larta, titani kombinohet me halogjenet, oksigjenin, squfurin, azotin dhe elementë të tjerë. Kjo është baza për përdorimin e lidhjeve titan-hekur (ferrotitanium) si një shtesë për çelikun.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

Ushtrimi	Llogaritni sasinë e nxehtësisë së çliruar gjatë reduktimit të klorurit të titanit (IV) me peshë 47,5 g me magnez. Ekuacioni termokimik i reaksionit ka formën e mëposhtme:
Zgjidhje	Le të shkruajmë përsëri ekuacionin termokimik të reaksionit: TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2 =477 kJ. Sipas ekuacionit të reaksionit, 1 mol klorur titani (IV) dhe 2 mol magnez hynë në të. Le të llogarisim masën e klorurit të titanit (IV) duke përdorur ekuacionin, d.m.th. masa teorike (masa molare - 190 g/mol): teoria m (TiCl 4) = n (TiCl 4) × M (TiCl 4); teoria m (TiCl 4) = 1 × 190 = 190 g. Le të bëjmë një proporcion: m prac (TiCl 4)/ m teori (TiCl 4) = Q prac / Q teori. Pastaj, sasia e nxehtësisë së çliruar gjatë reduktimit të klorurit të titanit (IV) me magnez është e barabartë me: Q prac = Q teori × m prac (TiCl 4)/ m teori; Q prac = 477 × 47,5/ 190 = 119,25 kJ.
Përgjigju	Sasia e nxehtësisë është 119.25 kJ.

Titani (Ti), është një element kimik i grupit IV të tabelës periodike të elementeve të D. I. Mendeleev. Numri i serisë 22, pesha atomike 47,90. Përbëhet nga 5 izotope të qëndrueshme; janë marrë edhe izotope radioaktive artificialisht.

Në 1791, kimisti anglez W. Gregor gjeti një "tokë" të re në rërë nga qyteti Menakan (Angli, Cornwall), të cilin e quajti menakan. Në 1795, kimisti gjerman M. Clairot zbuloi një tokë ende të panjohur në mineralin rutile, metalin e të cilit ai e quajti Titan [në greqisht. mitologji, Titanët janë fëmijët e Uranit (Qielli) dhe Gaia (Toka)]. Në 1797, Klaproth vërtetoi identitetin e kësaj toke me atë të zbuluar nga W. Gregor. Titani i pastër u izolua në vitin 1910 nga kimisti amerikan Hunter duke reduktuar tetrakloridin e titanit me natrium në një bombë hekuri.

Të qenit në natyrë

Titani është një nga elementët më të zakonshëm në natyrë përmbajtja e tij në koren e tokës është 0.6% (nga pesha). Gjendet kryesisht në formën e dioksidit TiO 2 ose komponimeve të tij - titanateve. Janë të njohura mbi 60 minerale që përmbajnë titan. Ai gjendet gjithashtu në organizmat e tokës, kafshëve dhe bimëve. Ilmenite FeTiO 3 dhe rutil TiO 2 shërben si lënda e parë kryesore për prodhimin e titanit. Skorjet e shkrirjes po bëhen të rëndësishme si burim i titanit. titan-magnetitet dhe ilmenite.

Vetitë fizike dhe kimike

Titani ekziston në dy gjendje: pluhur amorf - gri e errët, densiteti 3,392-3,395 g/cm 3 dhe kristalor, dendësia 4,5 g/cm 3. Për titani kristalor, njihen dy modifikime me një pikë tranzicioni në 885 ° (nën 885 ° një formë gjashtëkëndore e qëndrueshme, sipër - një kub); t° pl rreth 1680° t° bale mbi 3000°. Titani thith në mënyrë aktive gazrat (hidrogjen, oksigjen, azot), të cilat e bëjnë atë shumë të brishtë. Metali teknik mund të formohet në nxehtësi. Metali absolutisht i pastër mund të rrotullohet në të ftohtë. Në ajër në temperatura të zakonshme, titani nuk ndryshon kur nxehet, ai formon një përzierje të oksidit Ti 2 O 3 dhe nitridit TiN. Në një rrjedhë oksigjeni në nxehtësinë e kuqe, ai oksidohet në dioksid TiO2. Në temperatura të larta reagon me karbon, silikon, fosfor, squfur etj. Rezistent ndaj ujit të detit, acidit nitrik, klorit të lagësht, acideve organike dhe alkaleve të forta. Ai shpërndahet në acidet sulfurik, klorhidrik dhe hidrofluorik, më së miri në një përzierje të HF dhe HNO 3. Shtimi i një agjenti oksidues në acide mbron metalin nga korrozioni në temperaturën e dhomës. Halidet katërvalente të titanit, me përjashtim të TiCl 4 - trupa kristalorë, të shkrirë dhe të paqëndrueshëm në një tretësirë ​​ujore hidrolizohen, të prirur për formimin e përbërjeve komplekse, nga të cilat fluorotitanati i kaliumit K 2 TiF 6 është i rëndësishëm në teknologji dhe praktikë analitike. Karbidi TiC dhe nitridi TiN janë substanca të ngjashme me metalin që dallohen nga fortësia e tyre e lartë (karabidi i titanit është më i fortë se karborundi), refraktariteti (TiC, t° pl = 3140°; TiN, t° pl = 3200°) dhe përçueshmëria e mirë elektrike .

Elementi kimik nr 22. Titanium.

Formula elektronike e titanit është: 1s 2 | 2s 2 2p 6 | 3s 2 3p 6 3d 2 | 4s 2.

Numri serial i titanit në tabelën periodike të elementeve kimike D.I. Mendeleev - 22. Numri i elementit tregon ngarkesën e oborrit, prandaj titani ka një ngarkesë bërthamore prej +22, dhe një masë bërthamore prej 47,87. Titan është në periudhën e katërt, në një nëngrup dytësor. Numri i periudhës tregon numrin e shtresave elektronike. Numri i grupit tregon numrin e elektroneve të valencës. Nëngrupi anësor tregon se titani i përket elementeve d.

Titani ka dy elektrone valence në orbitalën s të shtresës së jashtme dhe dy elektrone valente mbi orbitalën d të shtresës së jashtme.

Numrat kuantikë për çdo elektron valent:

4s4s 3d

Me halogjenet dhe hidrogjenin Ti(IV) formon komponime të tipit TiX 4, të cilat kanë hibridizimin e tipit sp 3 →q 4.

Titani është një metal. Është elementi i parë i grupit d. Më e qëndrueshme dhe e zakonshme është Ti +4. Ekzistojnë gjithashtu komponime me gjendje oksidimi më të ulët - Ti 0, Ti -1, Ti +2, Ti +3, por këto komponime oksidohen lehtësisht nga ajri, uji ose reagentët e tjerë në Ti +4. Heqja e katër elektroneve kërkon shumë energji, kështu që joni Ti +4 nuk ekziston në të vërtetë dhe komponimet Ti (IV) zakonisht përfshijnë lidhje të një natyre kovalente Ti (IV) është i ngjashëm në disa aspekte me elementët - Si, Ge. Sn dhe Pb, veçanërisht Sn.