خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

گرانول تیتانیوم

ایزوتوپ های عنصر

تیتانیوم طبیعی از پنج ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است. علاوه بر این، 15 ایزوتوپ رادیواکتیو مصنوعی شناخته شده است که عموما نیمه عمر بسیار کوتاهی دارند.

خواص بیشتر

تیتانیوم متعلق به زیر گروه چهارم (گروه تیتانیوم) است. تیتانیوم خالص یک فلز سبک نقره ای-سفید، به راحتی چکش خوار و جعل پذیر است که به راحتی می توان آن را حتی در دمای اتاق به ورق فلز کرد. تیتانیوم فنی باید در حرارت قرمز به دلیل ناخالصی ها جعل شود زیرا بسیار شکننده و سخت است. استحکام مکانیکی آن در چگالی کم، دمای ذوب بالا، انبساط حرارتی کم و مقاومت در برابر خوردگی آن را به یک ماده صنعتی مهم و یک جزء آلیاژی مهم تبدیل کرده است. از دمای 426 درجه سانتی گراد، استحکام فلز به سرعت کاهش می یابد، بنابراین تیتانیوم به عنوان ماده ای برای دماهای بالاتر مناسب نیست. تیتانیوم یک فلز واسطه است و تمام حالت های اکسیداسیون از I تا IV را در ترکیبات خود تشکیل می دهد که IV پایدارترین آن است. این الکترومثبت است و مطابق با پتانسیل نرمال منفی آن، یک فلز پایه است. به دلیل تشکیل یک لایه نازک اکسیدی در برابر آب در دمای اتاق در هوا مقاوم است. در برابر اسیدهای معدنی و حتی آبزیان در سرما مقاوم است. محلول های قلیایی، الکل، اسید فرمیک، آمونیاک، اسید تارتاریک و اسید سیتریک به آن حمله نمی کنند. به راحتی توسط اسیدهای داغ مورد حمله قرار می گیرد. در دماهای بالاتر، تیتانیوم با اکثر غیر فلزات ترکیب می شود.

کشف

تیتانیوم در سال 1791 توسط روحانی بریتانیایی و شیمیدان آماتور ویلیام گرگور (1761 – 1817) به شکل دی اکسید موجود در کرید کشف شد. صرف نظر از این، KLAPROTH همچنین در سال 1795 هنگام بررسی ماده معدنی روتیل، دی اکسید را کشف کرد. KLAPROTH نام فلز موجود در دی اکسید را به نام «تیتان»، پسران اولیه زمین، نامید. BERZELIUS برای اولین بار در سال 1825 این فلز را به شکل ناخالص با کاهش دی اکسید با سدیم به دست آورد. در سال 1924، هلندی ها ادوارد ون آرکل (1893 – 1976) و یان هندریک د بوئر (1899 – 1971) با استفاده از فرآیند رشد، به اصطلاح فرآیند Van Arkel de Boer، تیتانیوم با خلوص بالا به دست آوردند. از نظر فنی، تیتانیوم اولین بار در سال 1938 توسط W. KROLL (فرایند کرول) ساخته شد.

وقوع/تولید

تیتانیوم اغلب در پوسته زمین وجود دارد و از نظر فراوانی در رتبه دهم قرار دارد.این فلز هرگز به شکل عنصری وجود ندارد. تیتانیوم در طبیعت بسیار رایج است و در سنگ ها و مواد معدنی یافت می شود، اما بیشتر در غلظت های کم. ذخایر اولیه و ثانویه قابل توجهی از سنگ‌های حاوی تیتانیوم در کانادا، ایالات متحده آمریکا، برزیل، روسیه، اسکاندیناوی، استرالیا و جمهوری آفریقای جنوبی قرار دارند. کشورهای تولید کننده اصلی استرالیا، کشورهای CIS و مالزی هستند. از نظر فنی، تیتانیوم در حال حاضر تقریبا به طور انحصاری با استفاده از فرآیند کرول تولید می شود، یعنی با کاهش تتراکلرید با منیزیم. تیتانیوم با خلوص بالا را می توان با دو فرآیند به دست آورد: فرآیند ذوب ناحیه یا فرآیند رشد.

استفاده کنید

تیتانیوم به دلیل استحکام بالا و وزن کم، ماده با ارزشی برای تولید اشیاء فنی است، مانند. ب. برای هواپیماهای مافوق صوت، برای ساخت کشتی و زیردریایی، موتورها در فناوری موشک، برای فناوری راکتور، و غیره. آلیاژهای تیتانیوم مانند فولاد تیتانیوم، فلزات سخت Ti نیز در ساخت کارخانه برای صنایع شیمیایی، غذایی، نساجی و کاغذ استفاده می شود. . فولادهای تیتانیوم با کمتر از 0.8 درصد تیتانیوم، استحکام و خاصیت ارتجاعی خاصی دارند و به همین دلیل در برابر ضربه و ضربه بسیار مقاوم بوده و برای تولید چرخ های راه آهن، توربین ها و غیره مناسب هستند. همچنین از تیتانیوم در تولید عدسی های عینک نازک با بالا استفاده می شود. قدرت انکسار و در صنعت جواهرات برای ساخت دستبند برای ساعت.

اتصالات مهم

تغییرات TiO2 روتیل، آناتاز و بروکیت هستند. تیتانات ها، به ویژه از نوع پروسکایت (CaTiO3)، در فناوری نقش دارند. تتراهالیدهای TiX4 و اکسی کلرید تیتانیوم TiOCl2 نیز مهم هستند. اکسید تیتانیوم سولفات TiOSO4 نیز در فرآیند تولید فنی رنگدانه های سفید TiO2 مهم است.

ساختمان

تیتانیوم یک شبکه فلزی شش ضلعی را تشکیل می دهد.