Температура плавления титана и его сплавов: Титан и его сплавы: свойства и сфера применения

alexxlab | 10.12.1986 | 0 | Разное

Содержание

Температура плавления титанового сплава – Яхт клуб Ост-Вест

Титан – элемент 4 группы 4 периода. Переходный металл, проявляет и основные, и кислотные свойства, довольно широко распространен в природе – 10 место. Наиболее интересным для народного хозяйства является сочетание высокой твердости металла и легкости, что делает его незаменимым элементом для авиастроения. Данная статья расскажет вам о маркировке, легирующих и иных свойствах металла титана, даст общую характеристику и интересные факты о нем.

Структура металла

По внешнему виду металл больше всего напоминает сталь, однако механические его качества выше. При этом титан отличается малым весом – молекулярная масса 22. Физические свойства элемента изучены довольно хорошо, однако сильно зависят от чистоты металла, что приводит к существенным отклонениям.

Кроме того, имеет значение его специфические химические свойства. Титан устойчив к щелочам, азотной кислоте, и в то же время бурно взаимодействует с сухими галогенами, а при более высокой температуре – с кислородом и азотом.

Хуже того, он начинает поглощать водород еще при комнатной температуре, если имеется активная поверхность. А в расплаве впитывает кислород и водород настолько интенсивно, что расплавление приходится проводить в вакууме.

Еще одна важная особенность, определяющая физические характеристики – существование 2 фаз состояния.

  • Низкотемпературная – α-Ti имеет гексагональную плотноупакованную решетку, плотность вещества – 4,55 г/куб. см (при 20 С).
  • Высокотемпературная – β-Ti характеризуется объемно-центрированный кубической решеткой, плотность фазы, соответственно, меньше – 4, 32 г/куб. см. (при 900С).

В обычных условиях металл покрывается защитной оксидной пленкой. При ее отсутствии титан представляет большую опасность. Так, титановая пыль может взрываться, температура такой вспышки 400С. Титановая стружка является пожароопасным материалом и хранится в специальной среде.

Далее мы рассмотрим магнитные, механические, химические и физические свойства титана, его сплавов и их применение.

О структуре и свойствах титана рассказывает видео ниже:

Свойства и характеристики титана

Титан на сегодня является самым прочным среди всех существующих технических материалов, поэтому, несмотря на сложность получения и высокие требования по безопасности к производственному процессу, применяется достаточно широко. Физические характеристики элемента довольно необычны, однако очень сильно зависят от чистоты. Так, чистый титан и сплавы активно применяются в ракето- и авиастроении, а технический непригоден, так как из-за примесей теряет прочность при высоких температурах.

Плотность металла

Плотность вещества изменяется в зависимости от температуры и фазы.

  • При температурах от 0 до температуры плавления уменьшается от 4,51 до 4,26 г/куб. см, причем во время фазового перехода повышаете на 0,15%, а затем вновь уменьшается.
  • Плотность жидкого металла составляет 4,12 г/куб. см, а затем уменьшается с повышением температуры.

Температуры плавления и кипения

Фазовый переход разделяет все свойства металла на качества, которые может проявлять α- и β-фазы. Так, плотность до 883 С, относится к качествам α-фазы, а температуры плавления и кипения – к параметрам β-фазы.

  • Температура плавления титана (в градусах) составляет 1668+/-5 С;
  • Температура кипения достигает 3227 С.

Далее указана краткая характеристика титана с т.з. механических особенностей.

Горение титана рассмотрено в этом видеоролике:

Механические особенности

Титан примерно в 2 раза прочнее железа и в 6 раз – алюминия, что и делает его столь ценным конструкционным материалом. Показатели относятся к свойствам α-фазы.

  • Предел прочности вещества при растяжении составляет 300–450 МПа. Показатель можно увеличить до 2000 МПа, добавив некоторые элементы, а также прибегнув к специальной обработке – закалке и старению.
  • Упругость металла относительно невелика, что является существенным недостатком вещества. Модуль упругости при нормальных условиях 110,25 ГПа. Кроме того, титану свойственна анизотропия: упругость по разным направлениям достигает разного значения.
  • Твердость вещества по шкале НВ составляет 103. Причем показатель это усредненный. В зависимости от чистоты металла и характера примесей твердость может быть и выше.
  • Условный предел текучести составляет 250–380 МПа. Чем выше этот показатель, тем лучше изделия из вещества противостоят нагрузкам и тем больше сопротивляются износу. Показатель титана превосходит показатель алюминия в 18 раз.

По сравнению с другими металлами, имеющими такую же решетку, металл обладает очень приличной пластичностью и ковкостью.

Далее рассмотрена удельная теплоемкость титана.

Теплоемкость

Металл отличается низкой теплопроводностью, поэтому в соответствующих областях – изготовление термоэлектродов, например, не применяется.

  • Теплопроводность его составляет 16,76 l , Вт/(м × град). Это меньше чем у железа в 4 раза и в 12 раз меньше, чем у алюминия.
  • Зато коэффициент термического расширения у титана ничтожен при нормальной температуре и возрастает при повышении температуры.
  • Теплоемкость металла составляет 0,523 кдж/(кг·К).

Электрические характеристики

Как чаще всего и бывает, низкая теплопроводность обеспечивает и низкую электропроводность.

  • Удельное электросопротивление металла весьма велико – 42,1·10 -6 ом·см в нормальных условиях. Если считать проводимость серебра равной 100%, то проводимость титана будет равна 3,8%.
  • Титан является парамагнитом, то есть, его нельзя намагничивать в поле, как железо, но и выталкиваться из поля, как медь он не будет. Свойство это с понижением температуры линейно уменьшается, но, пройдя минимум, несколько увеличивается. Удельная магнитная восприимчивость составляет 3,2 10 -6 Г -1 . Стоит отметить, что восприимчивость, так же как и упругость образует анизотропию и изменяется в зависимости от направления.

Коррозионная стойкость

В нормальных условиях титан отличается очень высокими антикоррозийными свойствами. На воздухе его покрывает слой оксида титана толщиной в 5–15 мкм, что и обеспечивает отличную химическую инертность. Металл не корродирует в воздухе, морском воздухе, морской воде, влажном хлоре, хлорной воде и многочисленных других технологических растворах и реагентах, что делает материал незаменимым в химической, бумагоделательной, нефтяной промышленности.

При повышении температуры или сильном измельчении металла картина резко меняется. Металл реагирует едва ли не со всеми газами, входящими в состав атмосферы, а в жидком состоянии еще и впитывает их.

Далее рассмотрена токсичность титана.

Безопасность

Титан является одним из самых биологически инертных металлов. В медицине он применяется для изготовления протезов, так как отличается стойкостью к коррозии, легкостью и долговечностью.

Диоксид титана не столь безопасен, хотя используется куда чаще – в косметологической, пищевой промышленности, например. По некоторым данным – UCLA, исследования профессора патологии Роберта Шистла, наночастицы диоксида титана воздействуют на генетический аппарат и могут способствовать развитию рака. Причем через кожный покров вещество не проникает, поэтому применение солнцезащитных средств, в составе которых есть диоксид, опасности не представляет, а вот вещество, попадающее внутрь организма – с пищевыми красителями, биологическими биодобавками, может оказаться опасным.

Титан – уникально прочный, твердый и легкий металл с очень интересными химическими и физическими свойствами. Это сочетание настолько ценно, что даже сложности с выплавкой и очисткой титана производителей не останавливают.

О том, как отличить титан от стали, этот видеосюжет и расскажет:

Одним из самых распространенных элементов, который находится в земле, можно назвать титан. Согласно результатам проведенных исследований, он занимает 4-е место по степени распространенности, уступая лидирующие позиции алюминию, железу и магнию. Несмотря на столь большое распространение, титан стал использоваться в промышленности лишь в 20 веке. Титановые сплавы во многом повлияли на развитие ракетостроения и авиации, что связано с сочетанием малой плотности с высокой удельной прочностью, а также коррозионной стойкостью. Рассмотрим все особенности данного материала подробнее.

Общая характеристика титана и его сплавов

Именно основные механические свойства титановых сплавов определяют их большое распространение. Если не уделять внимание химическому составу, то все титановые сплавы можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Высокая коррозионная стойкость. Недостатком большинства металлов можно назвать то, что при воздействии высокой влажности на поверхности образуется коррозия, которая не только ухудшает внешний вид материала, но и снижает его основные эксплуатационные качества. Титан менее восприимчив к воздействию влажности, чем железо.
  2. Хладостойкость. Слишком низкая температура становится причиной того, что механические свойства титановых сплавов существенно снижаются. Часто можно встретить ситуацию, когда эксплуатация при отрицательных температурах становится причиной существенного повышения хрупкости. Титан довольно часто применяется при изготовлении космических кораблей.
  3. Титан и титановые сплавы имеют относительно низкую плотность, что существенно снижает вес. Легкие металлы получили широкое применение в самых различных отраслях промышленности, к примеру, в авиастроении, строительстве небоскребов и так далее.
  4. Высокая удельная прочность и низкая плотность – характеристики, которые довольно редко сочетаются. Однако именно за счет подобного сочетания титановые сплавы сегодня получили самое широкое распространение.
  5. Технологичность при обработке давлением определяет то, что сплав применяется часто в качестве заготовки при прессовании или другом виде обработки.
  6. Отсутствие реакции на воздействие магнитного поля также назовем причиной, по которой рассматриваемые сплавы получили широкое применение. Часто можно встретить ситуацию, когда проводится производство конструкций, при работе которых образуется магнитное поле. Применение титана позволяет исключить вероятность возникновения связи.

Эти основные преимущества титановых сплавов определили их достаточно большое распространение. Однако, как ранее было отмечено, многое зависит от конкретного химического состава. Примером можно назвать то, что твердость изменяется в зависимости от того, какие именно вещества применяются при легировании.

Важно, что температура плавления может достигать 1700 градусов Цельсия. За счет этого существенно повышается устойчивость состава к нагреву, но также усложняется процесс обработки.

Виды титановых сплавов

Классификация титановых сплавов ведется по достаточно большому количеству признаков. Все сплавы можно разделить на несколько основных групп:

  1. Высокопрочные и конструкционные – прочные титановые сплавы, которые обладают также достаточно высокой пластичностью. За счет этого они могут применяться при изготовлении деталей, на которые оказывается переменная нагрузка.
  2. Жаропрочные с низкой плотностью применяются как более дешевая альтернатива жаропрочным никелевым сплавам с учетом определенного температурного интервала. Прочность подобного титанового сплава может варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от конкретного химического состава.
  3. Титановые сплавы на основе химического соединения представляют жаропрочную структуру с низкой плотностью. За счет существенного снижения плотности вес также снижается, а жаропрочность позволяет использовать материал при изготовлении летательных аппаратов. Кроме этого с подобной маркой связывают также высокую пластичность.

Маркировка титановых сплавов проводится по определенным правилам, которые позволяют определить концентрацию всех элементов. Рассмотрим некоторые из наиболее распространенных разновидностей титановых сплавов подробнее.

Сферы из титанового сплава

Рассматривая наиболее распространенные марки титановых сплавов, следует обратить внимание ВТ1-00 и ВТ1-0. Они относятся к классу технических титанов. В состав данного титанового сплава входит достаточно большое количество различных примесей, которые определяют снижение прочности. Однако за счет снижения прочности существенно повышается пластичность. Высокая технологическая пластичность определяет то, что технический титан можно получить даже при производстве фольги.

Очень часто рассматриваемый состав сплава подвергается нагартовке. За счет этого повышается прочность, но существенно снижается пластичность. Многие специалисты считают, что рассматриваемый метод обработки нельзя назвать лучшим, так как он не оказывает комплексного благоприятного воздействия на основные свойства материала.

Сплав ВТ5 довольно распространен, характеризуется применением в качестве легирующего элемента исключительно алюминия. Важно отметить, что именно алюминий считается самым распространенным легирующим элементом в титановых сплавах. Это связано с нижеприведенными моментами:

  1. Применение алюминия позволяет существенно повысить модули упругости.
  2. Алюминий также позволяет повысить значение жаропрочности.
  3. Подобный металл один из самых распространенных в своем роде, за счет чего существенно снижается стоимость получаемого материала.
  4. Снижается показатель водородной хрупкости.
  5. Плотность алюминия ниже плотности титана, за счет чего введение рассматриваемого легирующего вещества позволяет существенно повысить удельную прочность.

В горячем состоянии ВТ5 хорошо куется, прокатывается и штампуется. Именно поэтому его довольно часто применяют для получения поковки, проката или штамповки. Подобная структура может выдержать воздействие не более 400 градусов Цельсия.

Титановый сплав ВТ22 может иметь самую различную структуру, что зависит от химического состава. К эксплуатационным особенностям материала можно отнести следующие моменты:

  1. Высокая технологическая пластичность при обработке давлением в горячем состоянии.
  2. Применяется для изготовления прутков, труб, плиты, штамповок, профиля.
  3. Для сваривания могут использоваться все наиболее распространенные методы.
  4. Важным моментом является то, что после завершения процесса сварки рекомендуется проводить отжиг, за счет чего существенно повышаются механические свойства получаемого шва.

Существенно повысить эксплуатационные качества титанового сплава ВТ22 можно путем применения сложной технологии отжига. Она предусматривает нагрев до высокой температуры и выдержки в течение нескольких часов, после чего проводится поэтапное охлаждение в печи также с выдержкой в течение длительного периода. После качественного проведения отжига сплав подойдет для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций, которые могут нагреваться до температуры более 350 градусов Цельсия. Примером можно назвать элементы фюзеляжа, крыла, детали системы управления или крепления.

Титановый сплав ВТ6 сегодня получил самое широкое распространение за рубежом. Назначение подобного титанового сплава заключается в изготовлении баллонов, которые могут работать под большим давлением. Кроме этого, согласно результатам проведенных исследований, в 50% случаев в авиакосмической промышленности применяется титановый сплав, который по своим эксплуатационным качествам и составу соответствует ВТ6. Стандарт ГОСТ сегодня практически не применяется за рубежом для обозначения титановых и многих других сплавов, что следует учитывать. Для обозначения применяется своя уникальная маркировка.

ВТ6 обладает исключительными эксплуатационными качествами по причине того, что в состав добавляется также ванадий. Этот легирующий элемент характеризуется тем, что повышает не только прочность, но и пластичность.

Данный сплав хорошо деформируется в горячем состоянии, что также можно назвать положительным качеством. При его применении получают трубы, различные профили, плиты, листы, штамповки и многие другие заготовки. Для сваривания можно применять все современные методы, что также существенно расширяет область применения рассматриваемого титанового сплава. Для повышения эксплуатационных качеств также проводится термическая обработка, к примеру, отжиг или закалка. На протяжении длительного времени отжиг проводился при температуре не выше 800 градусов Цельсия, однако результаты проведенных исследований указывают на то, что есть смысл в повышении показателя до 950 градусов Цельсия. Двойной отжиг зачастую проводится для повышения сопротивления коррозионному воздействию.

Внешний вид титановых сплавов

Также большое распространение получил сплав ВТ8. В сравнении с предыдущим он обладает более высокими прочностными и жаропрочными качествами. Достигнуть уникальных эксплуатационных качеств смогли за счет добавления в состав большого количества алюминия и кремния. Стоит учитывать, что максимальная температура, при которой может эксплуатироваться данный титановый сплав около 480 градусов Цельсия. Разновидностью этого состава можно назвать ВТ8-1. Его основными эксплуатационными качествами назовем нижеприведенные моменты:

  1. Высокая термическая стабильность.
  2. Низкая вероятность образования трещин в структуре за счет обеспечения прочных связей.
  3. Технологичность при проведении различных процедур обработки, к примеру, холодной штамповки.
  4. Высокая пластичность вместе с повышенной прочностью.

Для существенно повышения эксплуатационных качеств довольно часто проводится двойной изотермический отжиг. В большинстве случаев данный титановый сплав применяется при производстве поковок, прудков, различных плит, штамповок и других заготовок. Однако стоит учитывать, что особенности состава не позволяют проводить сварочные работы.

Применение титановых сплавов

Рассматривая области применения титановых сплавов отметим, что большая часть разновидностей применяется в авиационной и ракетостроительной сферах, а также в сфере изготовления морских судов. Для изготовления деталей авиадвигателей другие металлы не подходят по причине того, что при нагреве до относительно невысоких температур начинают плавиться, за счет чего происходит деформация конструкции. Также увеличения веса элементов становится причиной потери КПД.

Применим материал при производстве:

  1. Трубопроводов, используемых для подачи различных веществ.
  2. Запорной арматуры.
  3. Клапанов и других подобных изделий, которые применяются в агрессивных химических средах.
  4. В авиастроении сплав применяется для получения обшивки, различных креплений, деталей шасси, силовых наборов и других агрегатов. Как показывают результаты проводимых исследований, внедрение подобного материала снижает вес примерно на 10-25%.
  5. Еще одной сферой применения является ракетостроение. Кратковременная работа двигателя, движение на большой скорости и вхождение в плотные слои становится причиной, по которой конструкция переживает серьезные нагрузки, способные выдержать не все материалы.
  6. В химической промышленности титановый сплав применяется по причине того, что он не реагирует на воздействие различных веществ.
  7. В судостроении титан хорош тем, что не реагирует на воздействие соленой воды.

В целом можно сказать, что область применения титановых сплавов весьма обширна. При этом проводится легирование, за счет чего существенно повышаются основные эксплуатационные качества материала.

Трубы из титановых сплавов

Термообработка титановых сплавов

Для повышения эксплуатационных качеств проводится термическая термообработка титановых сплавов. Данный процесс существенно усложняется по причине того, что перестроение кристаллической решетки поверхностного слоя проходит при температуре выше 500 градусов Цельсия. Для плавов марки ВТ5 и ВТ6-С довольно часто проводят отжиг. Время выдержки может существенно отличаться, что зависит от толщины заготовки и других линейных размеров.

Детали, изготавливаемые из ВТ14, на момент применения должны выдерживать температуру до 400 градусов Цельсия. Именно поэтому термическая обработка предусматривает закалку с последующим старением. При этом закалка требует нагрева среды до температуры около 900 градусов Цельсия, в то время как старение предусматривает воздействие среды с температурой 500 градусов Цельсия на протяжении более 12-и часов.

Индукционные методы нагрева позволяют проводить самые различные процессы термической обработки. Примером можно назвать отжиг, старение, нормализацию и так далее. Конкретные режимы термической обработки выбираются в зависимости от того, какие нужно достигнуть эксплуатационные характеристики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поскольку титан представляет собой металл, обладающий хорошей твердостью, но невысокой прочностью в промышленном производстве большее распространение получили сплавы на основе титана. Сплавы с различной структурой зерна, отличаются между собой строением и типом кристаллической решетки.

Их можно получить при обеспечении в процессе производства определенных температурных режимов. А путем добавления к титану различных легирующих элементов можно получать сплавы, характеризующиеся более высокими эксплуатационными и технологическими свойствами.

При добавлении легирующих элементов и различных типах кристаллических решеток в структурах на основе титана можно получить более высокую по сравнению с чистым металлом жаропрочность и прочность. При этом полученные структуры характеризуются небольшой плотностью, хорошими антикоррозионными свойствами и хорошей пластичностью, что расширяет сферу их использования.

Характеристика титана

На поверхности материала образуется окисная пленка толщиной в несколько нм, что исключает процессы коррозии титана в морской и пресной воде, атмосфере, окислению под действием органических кислот, процессов кавитации и в конструкциях, находящихся под напряжением.

В обычном состоянии материал не обладает жаропрочностью, для него характерно явление ползучести при комнатных температурах. Однако в условиях холода и глубокого холода материал характеризуется высокими прочностными характеристиками.

Титан отличается низким значением модуля упругости, это ограничивает его использование для изготовления конструкций, в которых необходима жесткость. В чистом состоянии металл обладает высокими противорадиационными характеристиками и не обладает магнитными свойствами.

Титан характеризуется хорошими пластическими свойствами и легко поддается обработке при комнатных температурах и выше. Сварные швы из титана и его соединений обладают пластичностью и прочностью. Однако, для материала свойственны интенсивные процессы поглощения газов при нахождении в неустойчивом химическом состоянии, возникающем при повышении температуры. Титан в зависимости от газа, с которым соединяется, образует гидридные, оксидные, карбидные соединения, плохо влияющие на его технологические свойства.

Материал характеризуется плохой приспособленностью к обработке резанием, в результате ее проведения он в течение короткого промежутка времени прилипает на инструмент, что снижает его ресурс. Проведение обработки титана резанием возможно с использованием охлаждения интенсивного типа на больших подачах, при низких скоростях обработки и значительной глубине резания. Кроме того в качестве инструмента для обработки выбирается быстрорежущая сталь.

Материал характеризуется высокой химической активностью, что обуславливает использование инертных газов при проведении работ по выплавке, литье титана или проведении дуговой сварки.

Титановые сплавы

Широкое распространение получили структуры на основе титана с добавлением таких легирующих элементов, как:

  • алюминий,
  • медь,
  • железо,
  • никель,
  • молибден,
  • олово,
  • ванадий,
  • хром,
  • цирконий.

Структуры, получаемые деформированием сплавов титановой группы, используются для изготовления изделий, проходящих механическую обработку.

По прочности различают:

  • Высокопрочные материалы, прочность которых составляет более 1000МПа;
  • Структуры, обладающие средней прочностью, в диапазоне значений от 500 до 1000МПа;
  • Низкопрочные материалы, с прочностью ниже 500МПа.

По области использования:

  • Структуры, обладающие коррозионной стойкостью.
  • Конструкционные материалы;
  • Жаропрочные структуры;
  • Структуры с высокой стойкостью к действию холода.

Виды сплавов

По входящим в состав легирующим элементам выделяют шесть основных видов сплавов.

Сплавы типа α-сплавы

Сплавы типа α-сплавы на основе титана с применением для легирования алюминия, олова, циркония, кислорода характеризуются хорошей свариваемостью, понижением границы застывании титана и увеличением его жидкотекучести. Указанные свойства позволяют использовать так называемые α-сплавы для получения заготовок фасонным способом или при отливке деталей. Получаемые изделия этого типа обладают высокой термической стойкостью, что позволяет использовать их для изготовления ответственных деталей, работающих в температурных условиях до 400°С.

При минимальных количествах легирующих элементов соединения называются техническим титаном. Он характеризуется хорошей термической устойчивостью, и обладают отличными сварными характеристиками при проведении сварочных работ на различных аппаратах. Материал обладает удовлетворительными характеристиками по возможности обработки резанием. Не рекомендуется повышение прочности для сплавов этого типа с применением термообработки, материалы этого типа используются после проведения отжига. Сплавы, содержащие цирконий обладают наибольшей стоимостью и отличаются высокой технологичностью.

Формы поставки сплава представлены в виде проволоки, труб, прутков сортового проката, поковок. Наиболее используемым материалом этого класса является сплав ВТ5-1, характеризующийся средней прочностью, жаропрочностью до 450°С и отличными характеристиками при работе в условиях низких и сверхнизких температур. Этот сплав не практикуется упрочнять термическими способами, однако его использование в условиях низких температур предполагает минимальное количество легирующих материалов.

Сплавы типа β-сплавы

Сплавы β-типа получаются при легировании титана ванадием, молибденом, никелем, при этом получаемые структуры характеризуются повышением прочности в диапазоне от комнатных до отрицательных температур по сравнению с α-сплавами. При их использовании увеличивается жаропрочность материала, его температурная стабильность, однако при этом наблюдается снижение пластических характеристик сплавов этой группы.

Для получения устойчивых характеристик сплавы этой группы должны быть легированы значительным количеством указанных элементов. Исходя из высокой стоимости этих материалов, широкого промышленного распространения структуры этой группы не получили. Для сплавов этой группы характерно противодействие ползучести, возможность повышения прочности различными способами, возможность механической обработки. Однако, с увеличением рабочей температуры до 300°С сплавы этой группы приобретают хрупкость.

Псевдо α-сплавы

Псевдо α-сплавы, большую часть легирующих элементов которых составляют компоненты α-фазы с добавлениями до 5% элементов группы β. Наличие β-фазы в сплавах добавляет к преимуществам легирующих элементов α-группы свойство пластичности. Увеличение жаростойкости сплавов этой группы достигается использованием алюминия, кремния и циркония. Последний из перечисленных элементов оказывает положительное воздействие на растворение β-фазы в структуре сплава. Однако, для этих сплавов характерны и недостатки, среди которых хорошее поглощение титаном водорода и образование гидридов, с возможностью возникновения водородной хрупкости. Водород фиксируется в соединении в форме гидридной фазы, уменьшает вязкость и пластические характеристики сплава и способствует увеличению хрупкости соединения.Одним из наиболее распространенных материалов этой группы является титановый сплав марки ВТ18, обладающий жаропрочностью до 600°С, обладает хорошими характеристиками пластичности. Перечисленные свойства позволяют применять материал для изготовления деталей компрессоров в авиастроении. Термическая обработка материала включает отжиг при температурах около 1000°С с дальнейшим воздушным охлаждением или двойной отжиг, позволяющий на 15% увеличить его сопротивление разрыву.

Псевдо β- сплавы

Псевдо β- сплавы характеризуются наличием после проведения закалки или нормализации наличием только β-фазы. В состоянии отжига структура этих сплавов представлена α-фазой со значительным количеством легирующих компонентов группы β. Эти сплавы характеризуются самым большим среди титановых соединений показателем удельной прочности, обладают низкой термической стойкостью. Кроме того, сплавы этой группы мало подвержены хрупкости при воздействии водорода, однако обладают высокой чувствительностью к содержанию углерода и кислорода, влияющим на снижение вязких и пластичных свойств сплава. Эти сплавы характеризуются плохой свариваемостью, широким диапазоном механических характеристик, обуславливаемых неоднородностью состава и низкой стабильностью при работе в условиях высоких температур.Форма выпуска сплава представлена листами, поковками, прутками и полосовым металлом, с рекомендуемым использованием в течение длительного времени при температурах не выше 350°С. Примером такого сплава является ВТ 35, для которого свойственна обработка давлением при воздействии температуры. После выполнения закалки материал характеризуется высокими пластическими характеристиками и способностью к деформации в холодном состоянии. Проведение операции старения для этого сплава обуславливает многократное упрочнение при наличии высокой вязкости.

Сплавы типа α+β

Сплавы типа α+β с возможными включениями интерметаллидов характеризуются меньшей хрупкостью при воздействии гидритов по сравнению со сплавами 1 и 3 групп. Кроме того, для них свойственна большая технологичность и удобство обработки с использованием различных методов по сравнению со сплавами α-группы. При проведении сварки с использованием материала этого типа для повышения пластичности шва после окончания операции требуется проведение отжига. Материалы этой группы изготавливаются в форме лент, листового металла, поковок, штамповок и прутков. Самым распространенным материалом этой группы является сплав ВТ6, характеризуется хорошей деформируемостью при температурной обработке, сниженной вероятностью водородной хрупкости. Из этого материала производят несущие детали самолетов и жаропрочные изделия для компрессоров двигателей в авиации. Практикуется использование отожженных или упрочненных температурной обработкой сплавов ВТ6. Например, детали тонкостенного профиля или листовые заготовки отжигают при температуре 800°С в дальнейшем охлаждая на воздухе или оставляя в печи.

Сплавы из титана на базе интерметаллидов.

Интерметаллиды — сплав 2ух металлов, один из которых титан.

Получение изделий

Структуры, получаемые литьем, осуществляемым в специальные формы из металла в условиях ограничения доступа активных газов, учитывая высокую активность титановых сплавов при повышении температуры. Сплавы, получаемые при помощи литья, обладают худшими свойствами, по сравнению со сплавами, получающимися методом деформации. Термическая обработка с целью повышения прочности для сплавов этого типа не проводится, поскольку оказывает существенное воздействие на показатели пластичности этих структур.

Технология сварки титана и его сплавов

Температура плавления титана 1668°С. Имеется около 20 сплавов

Марка

Свариваемость

Технологические особенности сварки

BT1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1

Хорошая

Зачистка кромок
Режим с минимальной погонной энергией

0Т4, ВТ5, ВТ5-1

Удовлетворительная

ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20

Ограниченная

Мягкий режим с малыми скоростями охлаждения

ВТ22

Последующая термообработка

ПТ-7М, ПТ-3В, ПТ-1М

Хорошая

Режим с высокой скоростью охлаждения

Трудности при сварке

Высокая химическая активность металла при высокой температуре, особенно в расплавленном состоянии. Поэтому необходима надежная защита от воздуха не только сварочной ванны, но и остывающих участков шва и околошовной зоны, пока их температура не снизится до 250-300°С. Требуется защита и обратной стороны шва даже в том случае, если металл не расплавлялся, а только нагревался выше этой температуры.

Склонность титановых сплавов к росту зерна металла в нагретых до высоких температур участках. Это затрудняет выбор режима сварки – такого, при котором нагрев околошовной зоны был бы минимальным.

Высокая температура плавления титана требует применять концентрированные источники нагрева. Низкая теплопроводность титана приводит к снижению эффективности источника нагрева по сравнению со сваркой сталей.

Поры и холодные трещины сварных соединений титана возникают из-за вредных газовых примесей и водорода. Поэтому необходимо обеспечить чистоту основного металла и сварочных материалов, в том числе присадочной проволоки.

Вблизи точки плавления поверхностное натяжение титана в 1,5 раза выше, чем алюминия, что позволяет формировать корень шва на весу. Однако расплавленный металл обладает низкой вязкостью, и при некачественной сборке деталей могут образоваться прожоги.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Существуют три варианта защиты:

  • струйная с использованием специальных приспособлений
  • местная в герметичных камерах малого объема
  • общая в камерах с контролируемой атмосферой (ВКС-1, ВУАС-1, УСБ-1)

При аргонодуговой сварке титана W-электродом следует применять сварочные горелки с возможно большим газовым соплом, создающим обширную зону защиты. Поток аргона через сопло должен быть ламинарным, что достигается газовыми линзами, установленными внутри сопла. Расход газа в зависимости от режима сварки колеблется от 8 до 20 л/мин. Если сопло горелки не гарантирует надежной защиты, то его дополняют специальной насадкой, коробом или другим приспособлением. Дополнительные защитные устройства изготавливают из нержавеющей стали. Внутри имеются рассекатели и газовые линзы. Насадка, прикрепляемая к газовой горелке для защиты кристаллизующейся сварочной ванны, должна иметь ширину 40-50 мм и длину от 60-120 мм в зависимости от режима сварки. Для сварки трубчатых конструкций, кольцевых поворотных и неповоротных стыков применяют местные или малогабаритные защитные камеры.

1- дополнительная насадка; 2 – газовая линза

Качество защиты определяют по внешнему виду металла шва. Серебристая или соломенного цвета поверхность шва свидетельствует о хорошей защите. Желто-голубой цвет указывает на нарушение защиты, хотя в отдельных случаях такие швы считаются допустимыми. Темно-синий или синевато-серый цвет с пятнами серого налета характеризует низкое качество шва.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА НАГРЕТЫХ УЧАСТКОВ

Специальная подкладка для защиты корня шва, нагретого до 250-300°С

Защитные приспособления из нержавеющей стали для тавровых и угловых соединений

ЗАЩИТА ШВА ТРУБОПРОВОДА

Защита при приварке фланца

Защита при сварке секционных отводов

Подготовка к сварке

Резку титана и подготовку кромок под сварку выполняют механическим способом. Для толстостенных изделий пригодны и газотермические способы, но с обязательной последующей механической обработкой кромок на глубину не менее 3-5 мм и на ширину 15-20 мм. После этого кромки зачищают металлическими щетками, шабером и т.п. и обезжиривают. Конструкции, которые перед сваркой испытывали нагрев – при вальцовке, ковке, штамповке и т.д. – должны быть подвергнуты дробеструйной или гидропескоструйной очистке и затем химической обработке: рыхлению оксидной пленки, травлению и осветлению.

Режим химической обработки титана и его сплавов

Раствор

Длительность обработки, мин

Назначение

Состав

Рыхление оксидной пленки

Нитрит натрия 150-200 г/л Углекислый натрий 500-700 г/л

120

Травление

Плавиковая кислота 220-300 мл/л Азотная кислота 480-550 мл/л

60-1200

Осветление

Азотная кислота 600-750 мл/л Плавиковая кислота 85-100 мл/л

3-10

После этого свариваемые кромки промывают бензином на ширину 20 мм и протирают этиловым спиртом или ацетоном.

Сварочную проволоку предварительно подвергают вакуумному отжигу и обезжиривают ацетоном или спиртом. Окисленную часть удаляют кусачками. Поверхности, подготовленные к сварке, нельзя трогать незащищенными руками.

Выбор параметров режима

Сварку титана и его сплавов рекомендуется вести в отдельном помещении. Температура воздуха в нем должна быть не ниже + 15°С, а скорость его движения – не более 0,5 м/с.

Сварку выполняют на постоянном токе прямой полярности непрерывно горящей или импульсной дугой. Используют аргон высшего сорта и гелий высокой чистоты.

Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия и диаметра W-электрода.

Техника сварки

Основное пространственное положение шва – нижнее. Ручную сварку ведут без колебательных движений горелкой, короткой дугой, “углом вперед” Проволоку подают непрерывно, угол между ней и горелкой поддерживают около 90°.

Как правило, в качестве присадка используют проволоку того же химического состава, что и основной металл (BTl-00св, ВТ20-1св и т.д.). Для большинства сплавов годится проволока марок СПТ-2 и СП-15.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Вид разделки кромок

Толщина металла, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Диаметр присадка, мм

Число проходов

1

2

40-60

70-90

10-14

1,2-1,5

1,5-2

1

3

4

5

10

120-130

130-140

140-160

160-200

10-15

11-15

11-15

11-15

1,5-2

1.5-2

2-2,5

2-2,5

2

2

2-3

8-12

12

16

20

180-210

200-230

230-280

12-16

13-16

13-16

2,5-3

12-16

16-20

24-26

Более 20

230-280

13-16

2,5-3

Более 24

При толщине металла до 2,5 мм его сваривают за один проход без разделки кромок. При больших толщинах выполняют многослойные швы с разделкой кромок и обязательным использованием присадка. По окончании сварки или при случайном обрыве дуги аргон подают до тех пор, пока металл не остынет до 250-300°С.

Конструкции из титана и его сплавов толщиной 0,5-2,0 мм сваривают ручной импульсно-дуговой сваркой. Эффективность ее очевидна при различных пространственных положениях шва и для тех сплавов, где требуется минимальный нагрев околошовной зоны.

От размера свариваемых деталей зависит вариант защиты инертным газом.

Титан плавления – Справочник химика 21

    Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции Т + + 2ё Л составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов Т ” [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует ТЮ . Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Т , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение (Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]
    Титан и его сплавы хорошо обрабатываются давлением всеми известными способами ковкой, прокаткой, штамповкой и др. Титан обладает высокой температурой плавления 1670°С, что определяет возможность разработки жаропрочных сплавов на его основе. Малый коэффициент линейного расширения обеспечивает надежность использования титана в условиях периодического изменения теплового состояния. Однако он неудовлетворительно работает при трении из-за его склонности к задиранию и заеданию. Значительного повышения износостойкости титана и его сплавов удалось достигнуть комплексным насыщением хромом и кремнием парофазным методом [11]. При этом повысилась износостойкость титана более чем в 3—5 раза, а коэффициент трения [c.66]

    Простые вещества. Физические и химические свойства. В компактном состоянии все три элемента V—КЬ—Та представляют собой металлы светло-серого цвета, хорошо поддающиеся механической обработке в чистом состоянии. Все эти металлы характеризуются кристаллическими структурами с координационным числом 8 (ОЦК). Для металлов это сравнительно неплотная упаковка. В сочетании с более высокими температурами плавления элементов подгруппы ванадия по сравнению с титаном и его аналогами факт неплотной упаковки указывает иа возрастание ковалентного вклада в химическую связь. Это обусловлено увеличением числа иеспаренных электроиов на заполняющейся дефектной (п—1) -оболочке. Закономерность изменения параметров кристаллических решеток хорошо коррелирует с величинами атомных радиусов. [c.301]

    Химические свойства. Титан, цирконий и гафний представляют очень большой интерес в связи С тем, что их восстановительная активность весьма сильно зависит от температуры. При обычных температурах титан, цирконий и гафний имеют чрезвычайно низкую восстановительную активность и обладают высокой коррозионной устойчивостью в большинстве агрессивных сред. С повышением температуры восстановительная активность металлов растет и у титана при температуре его плавления является одной из самых высоких среди металлов. [c.79]

    Как уже было указано, титан, цирконий и гафний (особенно в расплавленном виде) способны интенсивно реагировать с азотом при высоких температурах с образованием рядов твердых растворов, а также нитридов, из которых преимущественную роль играют мононитриды МеЫ. Нитриды титана, циркония и гафния — кристаллические очень твердые и тугоплавкие металлоподобные вещества. Температуры их плавления соответственно равны 2930, 2950, 3310° С. [c.85]


    Из двойных металлических систем с образованием непрерывных твердых растворов рассмотрим систему титан — цирконий. -титан образует непрерывный ряд твердых растворов с р-цирконием, а а-ти-тан — непрерывный ряд твердых растворов с а-цирконием. На диаграмме состояния системы (рис. 16) нижние кривые соответствуют превращению твердых растворов Р-титана с р-цирконием в твердые растворы а-титана с а-цирконием. Кривые превращения проходят через минимум (68% циркония. 540 С). Верхние кривые соответствуют плавлению твердых растворов р-титана с р-цирконием. Кривые плавления проходят через минимум (46% циркония, 1560 С). [c.86]

    Во многих случаях в системах, образованных титаном, цирконием или гафнием с другими металлами, возникают интерметаллические соединения. Как правило, они сравнительно непрочны. С некоторыми металлами только а-видоизменения образуют интерметаллиды, а р-видоизменения образуют с этими металлами только твердые растворы. Интерметаллические соединения титана, циркония и гафния с этими металлами существуют только при сравнительно низких температурах и разлагаются при температурах полиморфных превращений а р. Большинство интерметаллических соединений титана, циркония и гафния нацело разлагаются при плавлении, и только некоторые из них остаются частично неразложенными. С титаном, цирконием и гафнием образуют соединения металлы, расположенные в периодической системе правее У1В-группы, т. е. сравнительно мало активные. [c.86]

    Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с углеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭЫ, т. е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приводим температуры плавления карбидов и нитридов в сопоставлении с температурами плавления металлов  [c.243]

    Плотность титана 4,54 г/сж , температура плавления 1668° С, температура кипения около 3260° С. По внешнему виду титан похож на сталь. Титан имеет переменную валентность, но основная валентность его равна 4. На воздухе при нормальной температуре компактный титан устойчив. При нагревании выше 400° С он окисляется и растворяет азот и водород, отчего становится хрупким. Хрупкость металлу придают также примеси. [c.326]

    Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

    Прочность металлической связи возрастает с ростом числа валентных электронов, участвующих в ее образовании, о чем можно судить по температурам плавления. Титан, цирконий и гафний имеют по 4 валентных электрона (хотя точно не известно, сколько электронов они отдают на образование металлической связи), их температуры плавления выше температур плавления, например, металлов третьей группы, но ниже температур плавления металлов V и VI групп, имеющих большее число валентных электронов. [c.211]

    Титан, цирконий и гафний наиболее заметно различаются по плотности, температуре плавления и температуре кипения. Кроме того, у гафния высокое эффективное поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов, равное 105 барн у циркония оно 0,18 0,02 барн. [c.212]


    Химическая активность компактных Ti, Zr, Hf зависит от чистоты металла и температуры. При обычной температуре они исключительно инертны по отношению к атмосферным газам их поверхность неограниченное время остается блестящей. Высокая стойкость к окислению обусловлена рядом факторов высокими температурами плавления самих металлов и их двуокисей, обладающих малой летучестью, образованием окисных или окисно-нитридных пленок, защищающих поверхность металла. Взаимодействие компактных металлов с кислородом начинается при 200—250°, однако скорость окисления ничтожна, более того, со временем она уменьшается, так как образующаяся тонкая и плотная окисная пленка, обладающая высокой адгезией к металлам, защищает их от дальнейшего окисления. Защитные свойства пленки сохраняются до 500—600°. При более высокой температуре скорость окисления увеличивается из-за того, что окисная пленка теряет защитные свойства. С ростом ее толщины уменьшается адгезия к металлу, в ней развиваются трещины, она частично осыпается. Тем не менее титан в интервале 600—1200° более стоек к окислению, чем нержавею-ш,ая сталь. [c.212]

    Титан можно вводить в электролит в виде различных соединений. Электролиз ведут ниже температуры плавления титана, поэтому он получается в виде небольших кристаллов. Процесс сопровождается образованием на катоде продуктов неполного восстановления, которые могут перемещаться к аноду и окисляться на нем, что снижает выход по току. Уменьшить образование соединений низших степеней окисления можно подбором режима электролиза, состава электролита и отделением анодного пространства пористой диафрагмой [45, 57, 58]. [c.276]

    Другой причиной, препятствующей определению р и а двойных сплавов на основе железа, является высокая химическая активность ряда элементов. Нет пока материалов, которые могли бы контактировать, не взаимодействуя, с жидким титаном, цирконием, ванадием и рядом лантанидов. Изучение р и сг двойных систем на основе железа во всем концентрационном интервале также ограничено высокой температурой плавления одного из компонентов (бор, гафний, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, рутений, родий, осмий, иридий). [c.39]

    Г фиий, а также искусственно полученный элемент курчатовин (№ 104). Конфигурация электронной оболочки атомов этих элементов такая же, как у титана, — d s . Аналоги титана цирконий и гафний являются тяжелыми металлами — их плотности соответственно 6,45 и 13,31 г/см температуры их плавления также выше, чем у титана 1852 и 2225°С. Цирконий и гафний образуют разнообразные соединения, в устойчивых и наиболее характерных из которых цирконий и гафний четырехвалентны. Устойчивость соединений, в которых эти элементы трех- и двухвалентны, невелика п убывает в направлении Ti—Zr — Hf. В этом же направлении возрастает металлическая активность этих элементов. Цирконий и гафний, подобно титану, существуют в двух полиморфных видо-измеР ениях — а и р. Также подобно титану цирконий и гафпин при обычных температурах химически неактивны и коррозионноустойчивы, а при высокой температуре реагируют с кислородом, азотом н другими элементарными окислителями. [c.275]

    Металлический титан обладает очень высокой прочностью он легок (плотность 4,44 г-см” ), огнеупорен (т. пл. 1800°С) и коррозионноустойчив. С 1950 г. начат промышленный выпуск металлического титана, который применяют всюду, где необходим легкий и прочный металл с высокой температурой плавления так, он служит конструкционным материалом для обшивки тех участков крыла самолета, на которые попадают выбрасываемые мотором раскаленные газы. [c.574]

    Магиий медлеппо реагирует с сухим хлором вплоть до температуры плавления металла. Серебро в хлоре и хлористом водороде не разрушается при температурах до 425° С. Титан, обладая прекрасной стойкостью во влажном газообразном хлоре, подвергается сильному разрушению в сухом хлоре, что приводит да> [c.157]

    Как указано выше, титан способен интенсивно реагировать с азотом при высоких температурах с образованием ряда тверлых растворов, а также нитридов, из которых преимущественную роль играет нитрид T N. Нитрид титана — кристаллическое, очень твердое (по твердости приближается к алмазу) металлоподобное вещество с температурой плавления 2930°С. Этот нитрид проводит электрический ток, причем электрическая проводимость его уменьшается с повышением температуры, что указывает па его металлический характер. Химически нитрид титана д0В0Л1зН0 инертен. С элементарным титаном образует фазы переменного состава, в основном состоящие из TiзN (субнитрид) и ограниченных твердых растворов. [c.270]

    Как уже указывалось, титан способен взаимодействовать с углеродом лишь при высоких температурах. В системе титан — углерод при этих условиях образуются очень твердые сплавы, содержащие карбид титана Т1С — кристаллическое металлоподобное вещество с температурой плавления 3140°С, и ряд твердых растворов. Карбид титана проводит электрический ток, легко сплавляется с металлами и другими карбидами, образуя при этом иногда чрезвычайно твердые тугоплавкие сплавы. При обычной температуре карбид титана довольно инертен, при высоких же температурах ведет себя подобно элементарному титану — реагирует с галогенами, кислородом, серой, азотом, а таклсе с кислотами и солями — окислителями с образованием продуктов, аналогичных получающимся при действии на элементарный титан. Подобные карбиду соединения титан образует с фосфором (фосфиды), кремнием (силиды), бором (бориды). [c.270]

    Диоксид титана ТЮ2 известен в виде трех модификаций рутила, анатаза и брукита. Наиболее стабильная фаза — рутил. Температура плавления его 1870°. Во всех этих формах титан находится в шестерной координации. В структуре рутила октаэдры [Т10б] соединяются между собой вершинами и двумя ребрами, в бруките — [c.118]

    Резкий скачок в промышленном производстве А1 произошел в 80-х годах прошлого столетия, когда было технически освоено получение алюминия электролизом расплавленного раствора глинозема в криолите. Теория электрометаллургии была создана П. П. Фе-дотьевым. Отечественные ученые разработали метод получения глинозема нз нефелина. Глинозем — тугоплавкий материал, температура плавления чистого А1 0з 2072 °С, и для ее понижения добавляют преимущественно криолит Мал[А1Рг,1. При этом температура плавления понижается до 960 °С. Получение А ведут в специальных электрических печах. Продажный металл содержит примерно 99% А1. Главными примесями являются железо, кремний, титан, натрий, углерод, фториды и др. Для получения алюминия высокой степени чистоты его подвергают электролитическому рафинированию. Используют также процесс нагревания А1 в парах А1Рз (транспортную реакцию)  [c.271]

    Скандий широкого применения в технике пока не находит, но является перспективным. Скандий при почти равной плотности с алюминием имеет температуру плавления примерно на 750 выше. В связи с этим он мог бы представить интерес как конструкционный материал в авиа- и ракетостроении (для ядерного авиационного двигателя), представляют интерес и сплавы скандия с титаном, обладающие высокой прочностью. Сплавы скандия с висмутом или сурьмой являются сверхпроводящими материалами. Светотехника располагает возможностью резко повысить чувствительность к инфракрасным лучам цинкосульфидных фосфоров добавлением скандия. [c.70]

    Титан входит в состав многих сплавов. Добавляемый к рас плавленной стали (получение ферротитана), он соединяется с со держаш,пмнся в ней кислородом и азотом и предотвраш,ает образе вание пустот, литье получается однородным (тнтан как дегазант) [c.193]

    Металлохимия элементов подгруппы титана. Физико-химические характеристики титана и его аналогов дефектность -электронной оболочки, средние по величине значения потенциалов ионизации и атомных радиусов, высокие температуры плавления и типичные для металлов плотноупаковапные структуры — обусловливают многообразие металлохимических возможностей этих элементов. Титан, цирконий и гафний образуют непрерывные твердые растворы друг с другом в обеих модификациях. Тройная система Ti—Zr—Hf является единственным примером системы, в которой реализуются два вида непрерывных твердых трехкомпонентных растворов в двух модификациях (рис. 47). Со многими переходными металлами они [c.242]

    С кислородом воздуха титан и цирконий энергично образуют диоксиды титан при 1200°, цирконий —при 650° С. В атмосфере азота оба горят, образуя нитриды типа 3N. Это очень твердые вещества переменного состава, с металлической проводимостью, температура плавления порядка 3000° С. Нитрид циркония — один из самых прочных в термодинамическом отношении нитридов. Состав его ZrNi изменяется от д = О до л = 0,42, энтальпия образования соответственно изменяется от —90,7 до —56,1 ккал ф.вес, а свободная энергия образования Д бивариантной системе — в зависимости от температуры и давления азота [49, стр. 251 )  [c.330]

    Закись ТЮ, окись TI2O3 и промежуточные фазы можно получить, действуя на TIO2 восстановителями титаном, магнием, цинком, углеродом и водородом, Повыщение температуры способствует получению соединений с меньшим содержанием кислорода. Так, при восстановлении титаном в интервале 900—1000° образуется преимущественно TI2O3, а при 1400—1500° — ТЮ. Все окислы титана имеют высокую температуру плавления (табл. 54). Закись, окись и промежуточные фазы сравнительно устой- [c.216]

    Восстанавливают Ti в герметичном стальном реакторе (реторте) в атмосфере аргона или гелия (рис. 82). В реактор заливают расплавленный магний и при 800° сверху подают жидкий Ti li. Температурный интервал, в котором проводится восстановление, невелик нижний предел— температура плавления Mg (714°), верхний предел обусловлен следующим. Титан, взаимодействуя с материалом реторты — железом, образует эвтектический сплав с т. пл. 1085°. При 1085° реактор проплавляется, выше 900° усиливается загрязнение титана железом, которое переносится через газовую фазу хлоридом железа (II), образующимся при взаимодействии Ti l со стенками реторты и расплавленным магнием, растворяющим металлическое железо. При 900° растворимость железа в магнии равна 0,17%. Вследствие экзотермич-ности реакций температура повышается до 1400°. Такая температура допустима только в центральной зоне реактора, у стенок же не должна превышать намного 900°. Поэтому реактор охлаждают воздухом. [c.270]

    Для электролиза удобен гексафторотитанат калия K2TiFg. Его электролизом получен титан, не уступающий по качеству лучшим сортам магниетермического титана. Недостаток процесса — увеличение вязкости и температуры плавления электролита вследствие накопления в нем КЕ [34, 45, 58]. [c.277]

    Свойства титана, циркония и гафиия. Титан, шрконий и гафний — сеоебристо-белые тугоплавкие металлы. Они образуют по две аллотропических модификации а-форма устойчива при комнатной температуре, а р-(зЬоржа —при высоких температурах. Плотность, теМ пературы плавления и кипения, а также электрическая проводимость возрастают от титана к гафнию, причем последняя для гафния в 3 раза выше, чем для титана. [c.460]

    Характерной особенностью элементов подгруппы титана является образование твердых растворов и фаз внедрения с легкими неметаллами (Н, В, С, N1 О). Это обстоятельство накладывает заметный отпечаток на металлохимию этих элементов. Титан и его аналоги обладают способностью сильно поглощать водород. Фазам внедрения отвечают номинальные составы ЭН и ЭН2(Т1Н2, 2гН и 2гН2, НШ и НШг)- Для этих фаз характерна ГЦК-решетка. Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с тлеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭК, т.е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК-решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приведены температуры плавления карбидов и нитридов металлов подгруппы титана  [c.396]

    Титан — серебристо-белый металл. Его плотность равна 4,5 г/см а температура плавления составляет 1668 °С, Чистьп титан прочен и пластичен. [c.261]

    По коррозионной стойкости Мо значительно превосходит высоконикелевые сплавы и титан. Согласно приведенным выше данным, в Н2 SO4, как и в дрзггих кислотах (НС1, h3SO4), по коррозионной стойкости молибден занимает промежуточное положение между ниобием и танталом (см. рис. 41, 42). Необходимо отметить, что ни различие в химическом составе молибденового сплава, ни технология его изготовления (вакуум-плавлен-ный, спеченный), ни структурное состояние (наклепанный, рекристаллизованный) не влияют на скорость общей коррозии, определяемую весовым методом. В связи с этим все промышленные сплавы, если их рассматривать как коррозионностойкие, можно объединить под общим названием — молибден. Несмотря на одинаковую скорость общей коррозии, [c.90]

    Возможно и другое объяснение несоответствия имеющихся экспериментальных данных и ожидаемых результатов. Титан с железом образует прочный интерметаллид TiFej с температурой плавления 1530° С. Здесь вероятна такая же ситуация, как и в случае системы Fe — В. Решать этот вопрос можно только постановкой корректных экспериментов. [c.41]


Температура – плавление – титан

Температура – плавление – титан

Cтраница 1

Температура плавления титана, полученного методом иодидного рафинирования, равна 1665 5 С.  [1]

Температура плавления титана зависит от степени его чистоты, поэтому она колеблется от 1660 до 1680 С. Еще существеннее наличие примесей влияет на механические свойства титана.  [3]

Температура плавления титана зависит от степени его чистоты, поэтому она колеблется от 1660 до 1680 С.  [5]

Олово понижает температуру плавления титана. Координаты эвтектической точки фТ1) Ti3Sn соответствуют: 17 ат. Результаты экспериментальных работ по влиянию Sn на переход ( ccTi) ( pTi) неоднозначны.  [7]

Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления титана.  [8]

Восстановление четыреххлористого титана TiCU магнием происходит при температурах значительно ниже температуры плавления титана, поэтому титан в данном случае получается в виде спеченных кристаллов, которые называют губкой. Губку после дистилляции в вакууме или после выщелачивания водой хлористого магния переплавляют в среде аргона.  [9]

Из диаграммы состояния системы железо – титан ( рис. 14) следует, что железо резко снижает температуру плавления титана. Алюмино-термический ферротитан по химическому составу близок к интерметаллическому соединению Fe2 Ti, плавящемуся при температуре 1427 С.  [11]

ДСть Д С нзб – избыточная свободная энергия титана, углерода и карбида титана; AL – параметр взаимодействия в жидком растворе; х – атомная доля углерода в TiC; TXJ и TC – температуры плавления титана и углерода.  [12]

Титановые сплавы являются новым металлическим материалом, занимающим видное место. Температура плавления титана 1660 С, плотность 4 5 г / см3, с углеродом титан образует очень твердые карбиды. Титан удовлетворительно куется, прокатывается и прессуется, обладает высокой стойкостью против коррозии в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах.  [13]

Титановые сплавы являются новым металлическим материалом, занимающим видное место. Температура плавления титана 1660 С, плотность 4 5 г / см3, с углеродом титан образует очень твердые карбиды. Титан удовлетворительно куется, прокатывается и прессуется, обладает высокой стойкостью против коррозии в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах.  [14]

Электролиз ведут ниже температуры плавления титана, поэтому он получается в виде небольших кристаллов. Процесс сопровождается образованием на катоде продуктов неполного восстановления, которые могут перемещаться к аноду и окисляться на нем, что снижает выход по току.  [15]

Страницы:      1    2

Морской флот –

ИнструментыШлифовальные круги для дрели по дереву

24

Когда шлифовальные работы носят разовый характер и нет особых требований к качеству и точности обработки поверхностей, для шлифовки используют насадки

ИнструментыШестиугольник описанный около окружности формулы

20

Калькулятор для вычисления стороны правильного шестиугольника по известным данным. При известном радиусе R описанной вокруг правильного шестиугольника

ИнструментыШарико винтовая передача чертеж

24

Разработка фрезерно-гравировального станка с ЧПУ. Шарико-винтовая передача оси Y. Длинна винта 400 мм. Шаг 4 мм. Диаметр 12 мм. Шаговый двигатель SM57HT56-2804А.

ИнструментыШаблон для ограничителя глубины резания

21

Технические характеристики Husqvarna 3/8 Подробное описание Шаблон для ограничителя глубины резания Husqvarna 3/8 Доставка и оплата Способы доставки: Способы

ИнструментыЧто такое эксцентрик в мебели

18

Эксцентрики, минификсы, эксцентриковая стяжка, restex – эти термины обозначают широко применяемый мебельный крепеж. Используется он для сборки комодов

ИнструментыЧто означает сечение кабеля

22

Любой специалист, который часто работает с установкой электрических кабелей, должен знать основные правила расчета их сечения. В бытовых условиях не каждый

ИнструментыЧто можно точить на токарном станке

20

Технология изготовления деталей на токарном станке. Изготовление любой детали начинают с подбора материала. Отобранный материал нарезают на заготовки.

ИнструментыЧто можно сделать при помощи сварки

18

Эксперты нашего сайта рассказывают о нюансах и особенностях ручной дуговой сварки Сварка по праву считается одной из самых распространённых технологий

ИнструментыЧто можно сделать из утюга своими руками

22

Рекомендованные сообщения Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий Создать аккаунт

ИнструментыЧто можно отлить из свинца

18

Изготовление рыболовных грузил Если вы решили сделать рыболовные грузила своими руками, то эта статья может вам помочь. Здесь я попытался изложить свой

Титановые сплавы: классификация, свойства, прочность, маркировка


Титан широко распространен на земле. После Al, Fe и Mg он занимает четвертое место из присутствующих металлов в земной коре и является девятым элементом по распространенности на Земле. Титановые сплавы (ТС) обладают уникальным спектром свойств, благодаря сочетанию высокой прочности и жесткости, ударной вязкости и аникоррозионности, что обеспечивает широкий спектр применения для работы в средах, как с низкими, так и высокими температурами, позволяя снизить вес аэрокосмических конструкций и узлов крупногабаритной техники.

Общая характеристика свойств титана и его сплавов

Атомный вес Ti составляет 47.88. Он является упруго жестким, около 115 ГПа модуля Юнга, прочным, легким, устойчивым к коррозионным процессам. Ti и титановые сплавы обладают пределом прочности на разрыв в диапазоне 210-1380 МПа, что приближается к пределу прочности, характерному для многих сложных сталей.

Он имеет чрезвычайно низкую плотность примерно 60.0% от плотности Fe. Его можно упрочнить путем легирования растворенным веществом. Ti немагнитен и обладает отличными теплообменными способностями. Одним из его важных свойств титановых сплавов — высокая Т плавления – 1725.0 C, то есть почти на 200 C больше, чем у стали, и на 1000 C – чем у Al.

Ti пассивирован, и, следовательно, его сплавы имеют высокую степень устойчивости к воздействию большинства минеральных кислот. Он нетоксичен и совместим с биологическими тканями и минералами. Превосходная коррозионная устойчивость и биосовместимость совместно с превосходной прочностью сделали их полезными для химической промышленности и биоматериалов. Ti не является хорошим проводником электротока. Если проводимость Cu принять за 100.0%, то у Ti будет только 3.1%, из этого следует, что он довольно хороший резистор.


Слиток титана

Сплавы титана с железом

Своеобразным сплавом является соединение титана с железом, так называемый ферротитан, представляющий собой твердый раствор TiFe2 в α-железе.

Ферротитан облагораживающе действует на сталь, так как он, активно поглощая кислород, является одним из лучших раскислителей стали. Ферротитан также активно поглощает из расплавленной стали азот, образуя нитрид титана, другие примеси, способствует равномерному распределению прочих примесей и образованию мелкозернистых структур стали.

Кроме ферротитана, на основе железа и титана производятся и другие сплавы, применяются для раскисления сталей.

Классификация групп

Сплавы Ti подразделяют на следующие группы:

  1. Высокопрочные конструкционные — твердые растворы, с оптимальным соотношением прочностных характеристик и пластичности.
  2. Жаропрочные титановые сплавы — твердые растворы с необходимым количеством присадок, обеспечивающих стойкость в зонах с высокими температурами при незначительном снижении пластичности.
  3. ТС на базе химического соединения, способных конкурировать со сплавами Ni в определенном интервале температур.

Виды сплавов

Титановые сплавы можно разделить на три большие группы:

  1. Соединения на основе химических соединений. Представители этой группы имеют жаропрочную структуру и низкую плотность. Снижение плотности напрямую влияет на снижение веса материала. Такие сплавы используют при изготовлении деталей для автомобилей, каркасов для летательных аппаратов и корпусов для кораблей.
  2. Жаропрочные сплавы с низкой плотностью. Это аналог соединений с никелем, но с меньшей ценой. В зависимости от химического состава меняется устойчивость сплава титана к высоким температурам.
  3. Конструкционные — высокопрочные соединения, которые легко поддаются обработке благодаря высокому показателю пластичности. Из этих сплавов изготавливаются детали, которые устанавливаются в оборудовании, работающим с большими нагрузками.

При производстве титановых сплавов используется официальная маркировка, которая указывает на то, с какими металлами он соединён.

Высокопрочные конструкционные ТС

Высокопрочные сплавы – ВТ-14, ВТ-22, ВТ-23, ВТ-15 (1000.0-1500.0 МПа).

ВТ-22 – свариваемый ТС с высокими прочностными характеристиками и прокаливаемостью. Он нашел широкое применение при изготовлении отечественных самолетов: Ил-76/ 86/ 96, Ан-72/ 74/124/224/148, Як-42, МиГ-29 и других. Из данного ТС изготовляются крупногабаритные детали для внутреннего силового набора, узлов шасси и сварных узлов, например, траверс и балок тележек основных шасси.

ВТ- 22И, полученный высокотехнологичным методом изотермического деформирования в условиях сверхпластичности, может обеспечить выпуск тонкостенных деталей сложной конфигурации и гарантирует надежную сварку титановых сплавов. Высокий и стабильный уровень механических свойств достигается однородной мелкозернистой структурой, что снижает трудоемкость мехобработки деталей на 35–40%.


Трубы из титанового сплава для теплообменников

Жаропрочные Ti-сплавы

Жаропрочные титановые сплавы – ВТ3 1, ВТ8-1,ВТ-9, ВТ8М-1, ВТ-18, ВТ-25 (1000.0-1500.0МПа).

ВТ8-1, ВТ8М-1 — эти марки титановых сплавов отличаются жаропрочностью, стойкостью от трещин и стабильностью при Т 400-550С. Они имеют низкую чувствительность к местным напряжениям и используются для авиационных двигателей, имеющих большой ресурс работы.

Отечественный сплав ВТ-25 с прочностным показателем до 1150.0 МПа, значительно превосходит зарубежные аналоги, обладает самыми высокими свойствами при Т до 550.0С.

ВТ-18 обладает самыми прочными свойствами при Т до 600.0С – лучший среди отечественных сплавов, используемых в промышленности.

Маркировка

Кроме упомянутого общего разделения, сплавам из титана присваивается специальная маркировка, которая соответствует составу и параметрам конкретного титан-материала. Технические марки ВТ1-1, ВТ1-0, ВТ1-00 содержат титан от 99,3 до 99,9%:

Разновидность титанового сплава, называемая титановой губкой (ТГ), может производиться одной из следующих маркировок: ТГ-90, ТГ-110, ТГ-150, ТГ-120, ТГ-Тв, ТГ-130, ТГ-100.

Литейные титановые виды имеют маркировки ВТ20Л, ВТ21Л, ВТ14Л, ВТ9Л, ВТ6Л, ВТ1Л, ВТ3-1Л, ВТ5Л (ВТ — высокопрочный титан, Л — литейный).

Химические сплавы

Интерметаллические (химические) титановые сплавы основаны на так называемой интерметаллической фазе. Технический интерес представляют TiAl, Ti3Al, Al3Ti и Ti2AlNb. Свойства интерметаллидов находятся между керамикой и металлами. TiAl – жаропрочные титановые сплавы, демонстрируют превосходные свойства, такие как жаропрочность, стойкость к окислению и ползучести, низкую плотность и высокую усталостную прочность. При этом TiAl демонстрирует низкую пластичность. Это необходимо учитывать при проектировании компонентов, и это является основным препятствием для широкого использования во многих приложениях.

ТС используется для выпуска поковки, заготовки, пластины и листы из TiAl. Также доступны сложные отливки, потому что он применяется для некоторых высокотемпературных компонентов практически чистой формы. TiAl представляет интерес для таких применений, как лопасти реактивного двигателя, колеса компрессора для турбонагнетателей, автомобильных клапанов и другие жаростойких компонентов. Для высокотемпературного применения, требующего небольшого веса, это хорошая альтернатива суперсплавам до 850 C.

Металлы, похожие с золотом по удельному весу

Схожей к золоту плотностью обладают и некоторые другие металлы. В частности, вольфрам и уран. Уран не смогут выдать за благородный золотой металл по следующим основным причинам:

  • высокая радиоактивность;
  • труднодоступность.

У фальсификаторов больше возможностей при работе с вольфрамом. Но этот металл существенно отличается от золота по цвету и твердости. Фальшивомонетчики несмотря на это нашли выход. Вольфрамовые слитки они покрывают расплавленным золотом.

Кроме этого, вольфрам часто используется и при производстве позолоченных украшений. По внешнему виду они очень схожи с настоящими золотыми изделиями, однако стоимость и износостойкость отличают их от золотых драгоценностей.

Нередко в продаже можно встретить золотые ювелирные украшения, имеющие необычные цвета. Зачастую – это обыкновенные напыления. Если изделие выполнено из сплава, то цена его будет гораздо выше. Например, бывает золото синего, розового, черного, фиолетового и других оттенков. Они получаются за счет включения в лигатуру прочих соединений.

Маркировка титановых сплавов

Существуют две кристаллографические формы титана, учитывающихся при маркировке:

  • Альфа-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке;
  • бета-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке с кубическим телом (BCC).

Чистый титан существует в форме альфа-фазы при температуре выше 883 C и в форме бета-фазы при температуре ниже 883 C.Температура аллотропического превращения альфа-титана в бета-титан называется температурой бета-трансуса. Легирующие элементы в ТС могут стабилизировать либо альфа-фазу, либо бета-фазу сплава.

Алюминий (Al), галлий (Ga), азот (N), кислород (O) стабилизируют альфа-фазу.

Молибден (Mo), ванадий (V), вольфрам (W), тантал (Ta), кремний (Si) стабилизируют вета-фазу.

Титановые сплавы подразделяются на четыре группы по фазовому составу:

  1. Коммерчески чистые и низколегированные ТС. Он состоит из зерен-фазы и дисперсных сфероидных частиц бета-фазы. Небольшие количества железа, присутствующие в сплавах, стабилизируют бета-фазу и обладает относительно низкой механической прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.
  2. Титановые альфа сплавы состоят исключительно из альфа-фазы. Они содержат алюминий в качестве основного легирующего элемента, стабилизирующего альфа-фазу. Они имеют хорошую вязкость разрушения и сопротивление ползучести в сочетании с умеренной механической прочностью, которая сохраняется при повышенных температурах. Такие ТС легко свариваются, но их работоспособность в горячем состоянии оставляет желать лучшего.
  3. Титановые альфа-бета сплавы, содержат 4-6% стабилизаторов вета-фазы, поэтому они состоят из смеси обеих фаз. Сплавы альфа-вета подвергаются термообработке. Они имеют высокую механическую прочность и хорошую горячую форму. Сопротивление ползучести таких ТС ниже, чем у альфа-сплавов.
  4. Титановые бета-сплавы богаты вета-фазой. Они содержат значительное количество вета-фазных стабилизаторов, термически обрабатываемыедо очень высокой прочности и имеют хорошую форму в горячем состоянии. Пластичность и усталостная прочность этих ТС в условиях термообработки низкие.

Титановые сплавы обозначаются согласно их составам:

  • Ti-5Al-2.5Sn идентифицирует титановый сплав, содержащий 5% алюминия и 2,5% олова.
  • Ti-6Al-4V идентифицирует Ti-сплав, содержащий 6% алюминия и 4% ванадия.

Параллельно этой системе обозначений существуют и другие системы обозначения титановых сплавов (ASTM, IMI, военная система).

Сфера применения титана

Сплавы на основе титана нашли широкое применение в металлургии, а том числе и в роли легирующего элемента в производстве жаростойких и нержавеющих сталей. Также Ti добавляют в медь, алюминий, никель с целью повышения прочности последних. Двуокись титана применяется в производстве сварочных электродов, четыреххлористый Ti используется в военном деле для организации дымовых завес. В радиотехнике и электротехнике применяется порошкообразный титан в роли поглотителя газов. В ряде случаев Ti является незаменимым в судостроении и промышленности – из него производятся детали, использующиеся для работы с агрессивными жидкостями, в коррозионно активных средах, при анодировании различных деталей. Также титан используется в производстве элементов для гальванических ванн, гидрометаллургических аппаратов и многого другого.
1 Февраля 2021

Производство титана и его сплавов

Титан производится с использованием процесса Kroll. Основные стадии включают извлечение, очистку, производство губки, создание сплава, а также формование. В начале выплавки производитель получает титановые концентраты с рудников. Хотя рутил можно использовать в его естественной форме, ильменит обрабатывают для удаления железа, чтобы он содержал не менее 85% диоксида титана. Эти материалы помещаются в реактор с псевдоожиженным слоем вместе с газообразным хлором и углеродом. Материал нагревают до 900 C, и последующая химическая реакция приводит к образованию нечистого тетрахлорида титана (TiCl4) и оксида углерода. Далее различные нежелательные хлориды металлов, которые образуются, должны быть удалены.

Прореагировавший металл помещается в большие дистилляционные емкости и нагревается. На этом этапе примеси отделяются с помощью фракционной перегонки и осаждения. На этом этапе удаляются хлориды металлов, в том числе железо, ванадий, цирконий, кремний и магний.

Очищенный тетрахлорид титана переносится в виде жидкости в реакторную емкость из нержавеющей стали. Затем добавляют магний, и контейнер нагревают до температуры около 1100 C. Аргон закачивается в емкость для удаления воздуха и предотвращает загрязнение сплава кислородом или азотом. Магний реагирует с хлором с образованием жидкого хлорида магния. Это оставляет твердое титановое твердое вещество, так как температура плавления титана выше, чем в реакции.

Твердое титановое вещество удаляют из реактора путем бурения, а затем обрабатывают водой и соляной кислотой для удаления избытка магния. Полученное твердое вещество представляет собой пористый металл, называемый губкой. Чистая титановая губка может быть преобразована в пригодный для использования сплав с помощью дуговой печи с расходуемым электродом. В этот момент губка смешивается с различными добавками сплава. Точное соотношение материала губки к сплаву формулируется в лаборатории до производства. Затем эту массу прессуют в компакты и сваривают вместе, образуя губчатый электрод.

Губчатый электрод помещают в вакуумно-дуговую печь для плавления. В этом охлаждаемом водой медном контейнере электрическая дуга используется для плавления губчатого электрода с образованием слитка. Весь воздух в контейнере либо удаляется (образуя вакуум), либо атмосфера заполняется аргоном для предотвращения загрязнения.

После изготовления слитка его вынимают из печи и проверяют на наличие дефектов. Поверхность может быть кондиционирована по требованию заказчика. Затем слиток отправляется покупателю готовой продукции, где он может быть измельчен и изготовлен в различные продукты.


Производство титана

Производство и изготовление

Благодаря распространённости в природе добывать руду, содержащую титан, не сложно. Самые распространённые виды руды, в которых содержится этот металл — брукит, ильменит, анатаз и рутил. Однако дальнейшие способы обработки титана (плавка, закалка и старение) считаются дорогостоящими. Существует несколько этапов получения чистого металла из руды:

  1. В первую очередь добывается титановый шлак, с помощью разогревания ильменита до 1650 градусов.
  2. Далее шлак проходит процесс хлорирования.
  3. После этого с помощью печей сопротивления производится титановая губка.
  4. Для получения чистого металла заключительным этапом обработки является процесс рафинирования.

Если нужно получить слитки титана, губку на его основе переплавляют в вакуумной печи.

Магниетермический процесс

Магниетермическое восстановление — популярный метод получения металла. Проведение технологического процесса:

  1. Расплавляется оборотный магниевый конденсат.
  2. Сливается конденсат хлористого магния.
  3. При температуре 800 градусов, жидкий тетрахлорид титана с жидким магнием подаются в форму для застывания. Скорость подачи — 2,1–2,3 г/ч см2.

Постепенно температура снижается до 600 градусов.

Гидридно-кальциевый метод

Это промышленный метод восстановления металла. Процесс проведения работ:

  1. При температуре 500 градусов Цельсия металлический кальций насыщается водородом.
  2. Далее его смешивают с двуокисью титана. Компоненты нагревают в реторте, постепенно повышая температуру до 1100 градусов.
  3. Спекшиеся компоненты вымывают из реторты.
  4. Далее проводится обработка соляной кислотой.
  5. Титановый порошок сушат, запекают в индукционных печах при температуре около 1400 градусов.

На спекшуюся массу должно воздействовать давление 10в-3 мм.

Электролизный метод

Способ получения сплава, основанный на применении электрического тока. Напряжение воздействует на ТiO2, ТiСl4. До этого их растворяют с помощью расплавленных солей фторидов.

Йодидный метод

Способ получения металла после термической диссоциации TiJ4. Изначально его получают при реакции паров йода с металлическим титаном.

Чтобы получить сплав высокой чистоты, необходимо применять последний способ получения соединения. Три первых метода позволяют быстро получать технический титан.

Область применения

Титановый сплав, который имеет высокую коррозионную стойкость, высокую удельную прочность и хорошую термостойкость, используется для различных частей космического корабля, включая наружную оболочку топливного бака и крылья. Сочетая легкий вес с высокой прочностью, титан помогает усилить планеры и повысить производительность реактивных двигателей. В случае космического челнока, титан используется для многих критических частей, включая наружные панели топливного бака и детали крыла.

В самолетах используется большое количество титанового сплава, потому что он легкий и чрезвычайно прочный при высоких температурах. ТС применяется для укрепления каркасной конструкции и способствует техническому прогрессу реактивных двигателей.

Титановые сплавы применение:

  • Установки для сжиженного природного газа;
  • установки опреснения морской воды;
  • нефтеперерабатывающие заводы;
  • атомные электростанции;
  • автоцистерны для химических реагентов, потому что ТС легок, устойчив к коррозии, и чрезвычайно сильный;
  • теплообменники, которые используются в экстремальных условиях высокой температуры и высокого давления;
  • биомедицинские приложения.

Огромными преимуществами титана являются его высокое отношение прочности к весу и антикоррозионность. В сочетании с нетоксичным состоянием и способностью эффективно противостоять коррозии от биологических жидкостей титан стал базовым металлом для имплантата в области медицины, со сроком службы более 20 лет.

Еще одним преимуществом Ti для применения в медицинской отрасли является его неферромагнитное свойство, позволяющее безопасно обследовать больных с применением МРТ и ЯМР.


Титановый протез сустава

Показатели удельного веса других металлов

Удельный вес – показатель, являющийся неотъемлемой характеристикой и других металлов.

На удельный вес серебра влияет проба сплава. При добавлении в него других металлов (медь, никель) удельный вес и плотность теряются. Так, плотность меди составляет 8,93 г/см3, никеля – 8,91 г/см3. Все значения рассчитываются по формулам.

Серебро – такой же благородный металл, как и золото. Его удельный вес составляет 10,5 г/см3. Плавится оно при температуре 960 градусов. Основными физическими характеристиками серебра являются:

  • устойчивость к коррозии;
  • низкая сопротивляемость;
  • повышенная светоотражаемость.

Несмотря на природную мягкость, серебро обладает высокой плотностью и удельным весом.

Титан – цветной металл бело-серебристого оттенка. Он обладает высокой прочностью, хоть и легкий на вес. Так, он в 12 раз прочнее алюминия и в 4 раза – меди и железа. По степени нахождения в земной коре титану отводится четвертое место среди остальных.

Низкий удельный вес титана – 4,505 г/см3 более соответствует щелочным металлам. На его поверхности образуется оксидная пленка, которая препятствует образованию коррозии.

Цинк – также цветной металл бело-синеватого оттенка. Обладает средней твердостью и начальной температурой плавления 419 градусов. Под воздействием температуры 913 градусов этот металл приобретает парообразное состояние. У цинка удельный вес составляет 7,13 г/см3.

Обычная температура делает цинк хрупким, но ее повышение до 100 градусов превращает металл в гибкий и пластичный. При взаимодействии с воздухом, на поверхности цинка образуется пленка из оксида.

Цвет свинца – грязно-серый, но это не влияет на природный блеск металла. Однако сияние довольно быстро прекращается за счет образования на поверхности свинца оксидной пленки. Свинцовый сплав обладает повышенным удельным весом – 11,337 г/см3. По этому показателю он превышает цинк, алюминий, железо и некоторые другие металлы. Несмотря на высокий показатель плотности, свинец – очень мягкий металл.

В таблице приведены значения удельного веса и температура плавления других металлов.

Наименование металлаТемпература плавления, °CУдельный вес, г/куб.см
Цинк419.57.13
Алюминий6592.69808
Свинец327.411.337
Олово231.97.29
Медь10838.96
Титан16684.505
Никель14558.91
Магний6501.74
Ванадий19006.11
Вольфрам342219.3
Хром17657.19
Молибден262210.22
Серебро100010.5
Тантал326916.65
Железо15357.85
Золото109519.32
Платина176021.45

Свойства титана и его сплавов

Титан и его сплавы

Титан- цветной металл имеющий серебристо-белую окраску внешне напоминает сталь. При температуре 0С его плотность составляет 4,517 г/см3. Вещество имеет низкую удельную массу, что характерно для щелочных металлов (кадмий, натрий, литий, цезий). По плотности титан занимает промежуточную позицию между железом и алюминием, при этом его эксплуатационные характеристики выше, чем у обоих элементов. Основными свойствами металлов, которые учитываются при определении сферы их применения, являются предел текучести и твердость. Титан прочнее алюминия в 12 раз, железа и меди — в 4 раза, при этом он значительно легче. Пластичность чистого вещества и предел его текучести позволяют производить обработку при низких и высоких температурных значениях, как и в случае с остальными металлами, т. е. методами клепки, ковки, сварки, проката. Отличительная характеристика титана – его низкая тепло- и электропроводность, при этом данные свойства сохраняются при повышенных температурах, вплоть до 500 0С. В магнитном поле титан является парамагнитным элементом, он не притягивается, как железо, и не выталкивается, как медь. Очень высокие антикоррозийные показатели в агрессивных средах и при механических воздействиях уникальны. Более 10 лет нахождения в морской воде не изменили внешнего вида и состава пластины из титана. Железо в этом случае было бы уничтожено коррозией полностью. — Читайте подробнее на FB.ru.

Термодинамические свойства титана

Плотность (при нормальных условиях) составляет 4,54 г/см3. Атомный номер — 22. Группа металлов – тугоплавкий, легкий. Атомная масса титана – 47,0. Температура кипения (0С) – 3260. Молярный объем см3/моль – 10,6. Температура плавления титана (0С) – 1668. Удельная теплота испарения (кДж/моль) – 422,6. Электросопротивление (при 20 0С) Ом*см*10-6 – 45. Химические свойства Повышенная коррозийная устойчивость элемента объясняется образованием на поверхности небольшой оксидной пленки. Она предотвращает (при нормальных условиях) химические реакции с газами (кислород, водород), находящимися в окружающей атмосфере такого элемента, как металл титан. Свойства его изменяются под воздействием температуры. При ее повышении до 600 0С происходит реакция взаимодействия с кислородом, в результате образуется оксид титана (TiO2). В случае поглощения атмосферных газов образуются хрупкие соединения, которые не имеют никакого практического применения, именно поэтому сварка и плавка титана производятся в условиях вакуума. Обратимой реакцией является процесс растворения водорода в металле, он более активно происходит при повышении температуры (от 400 0С и выше). Титан, особенно его мелкие частицы (тонкая пластина или проволока), сгорает в атмосфере азота. Химическая реакция взаимодействия возможна только при температуре 700 0С, в результате образуется нитрид TiN. Со многими металлами формирует высокотвердые сплавы, часто является легирующим элементом. В реакцию с галогенами (хром, бром, йод) вступает только при наличии катализатора (высокой температуры) и при условии взаимодействия с сухим веществом. При этом образуются очень твердые тугоплавкие сплавы. С растворами большинства щелочей и кислот титан химически не активен, исключением является концентрированная серная (при длительном кипячении), плавиковая, горячие органические (муравьиная, щавелевая). — Читайте подробнее на FB.ru

Физические свойства титана и его сплавов

Титан легкий, прочный, устойчивый к коррозии и распространен в природе. Титан и его сплавы обладают пределом прочности при растяжении от 30 000 фунтов на квадратный дюйм до 200 000 фунтов на квадратный дюйм (210–1380 МПа), что эквивалентно прочности большинства легированных сталей. Плотность титана составляет всего 56 процентов от плотности стали, а его коррозионная стойкость не уступает платине. Из всех элементов земной коры титан занимает девятое место по распространенности.
Титан имеет высокую температуру плавления 3135°F (1725°C). Эта температура плавления примерно на 400°F (220°C) выше температуры плавления стали и примерно на 2000°F (1100°C) выше температуры плавления алюминия.

Титан легкий, прочный, устойчивый к коррозии и распространен в природе. Титан и его сплавы обладают пределом прочности при растяжении от 30 000 фунтов на квадратный дюйм до 200 000 фунтов на квадратный дюйм. (210-1380 МПа), что эквивалентно прочностным характеристикам большинства легированных сталей. Плотность титана составляет всего 56 процентов от плотности стали, а его коррозионная стойкость хорошо сравним с платиной.Из всех элементов земной коры титан занимает девятое место по распространенности.

Физические свойства

Если все элементы расположить в порядке порядкового номера, то можно заметить, что существует связь в свойствах, соответствующих атомному номеру.

Титан находится в четвертой колонке вместе с химически подобными цирконием, гафнием, и торий. Поэтому не было неожиданностью, что титан будет обладать некоторыми свойства аналогичны свойствам этих металлов.

Титан имеет два электрона на третьей оболочке и два электрона на четвертой оболочке. При таком расположении электронов, когда внешние оболочки заполняются раньше внутренних оболочки полностью заняты, происходит в металле, известном как переходный металл. Такое расположение электронов отвечает за уникальные физические свойства титан. Чтобы упомянуть некоторые из них, хром, марганец, железо, кобальт и никель обнаружены в переходной серии.

Атомный вес титана 47,88, атомный вес алюминия 26,97. и железо 55,84.

Кристаллическую структуру можно рассматривать как физически однородное твердое тело, в котором атомы расположены в повторяющемся порядке. Эта аранжировка играет важную роль в физическое поведение металла. Большинство металлов имеют либо объемно-центрированную кубическую, гранецентрированная кубическая или гексагонально-плотноупакованная структура.

Титан имеет высокую температуру плавления 3135°F (1725°C).Эта точка плавления примерно на 400°F выше точки плавления стали и примерно на 2000°F выше, чем у алюминия.

Теплопроводность. Способность металла проводить или передавать теплоты называется его теплопроводностью. Таким образом, материал, чтобы быть хорошим изолятором, будет иметь низкую теплопроводность, тогда как радиатор будет иметь высокий показатель проводимости для рассеивания тепла. Физик дал бы определение этому явлению как скорость переноса проводимостью, через единицу толщины, через единицу площадь для единичного температурного градиента.

Коэффициент линейного расширения. Нагрев металла до температуры ниже точки плавления заставляет его расширяться или увеличиваться в длину. Если брусок или стержень нагревается равномерно по всей длине, каждая единица длины стержня увеличивается. Это увеличение на единицу длины на градус повышения температуры называется коэффициентом линейного расширения. Где металл будет попеременно подвергаться ударам и циклов охлаждения и должен поддерживать определенный допуск размеров, низкий коэффициент желательно тепловое расширение.При контакте с металлом другого коэффициент, это соображение приобретает большее значение.

Титан имеет низкий коэффициент линейного расширения, равный 5,0×10 -6 дюймов на дюйм/°F, в то время как нержавеющая сталь 7,8х10 -6 , медь 16,5х10 -6 и алюминий 12,9х10 -6 .

Электропроводность и удельное сопротивление. Поток электронов через металл из-за падения потенциала называется электропроводностью.То атомная структура металла сильно влияет на его электрические свойства.

Титан не является хорошим проводником электричества. Если проводимость меди считается 100%, титан будет иметь проводимость 3,1%. Отсюда следует что титан не будет использоваться там, где хорошая проводимость является основным фактором. За Для сравнения, нержавеющая сталь имеет проводимость 3,5%, а алюминий имеет проводимость 30%.

Электрическое сопротивление — это сопротивление материала потоку электронов.Поскольку титан является плохим проводником, из этого следует, что он является хорошим резистором.

Магнитные свойства. Если металл поместить в магнитное поле, на него действует сила. Интенсивность намагниченности, называемая М, может быть измерена с точки зрения прилагаемой силы и ее отношения к напряженности магнитного поля, H, в зависимости от восприимчивости K, которая является свойством металла.

Металлы имеют широкий разброс в восприимчивости и могут быть разделены на три группы:

  • Диамагнитные вещества, у которых К мала и отрицательна и поэтому слабо отталкивается магнитным полем; примерами являются медь, серебро, золото и висмут.
  • Парамагнитные вещества, у которых К мал и положителен, и поэтому слегка притягивается магнитным полем; щелочные, щелочные и неферромагнитные в эту группу попадают переходные металлы (видно, что титан слегка парамагнетик).
  • Ферромагнитные вещества, имеющие большое значение K и положительные; железо, кобальт, никель и галлий подпадают под эту категорию.
Важной особенностью группы 3, помимо сильного притяжения в магнитном поле, является заключается в том, что эти металлы сохраняют свою намагниченность после удаления из магнитное поле.

К настоящему времени указано большинство наиболее важных физических свойств титана.

Титан | Encyclopedia.com

Фон

Титан известен как переходный металл в периодической таблице элементов, обозначаемый символом Ti. Это легкий серебристо-серый материал с атомным номером 22 и атомным весом 47,90. Он имеет плотность 4510 кг/м 3 , что находится где-то между плотностью алюминия и нержавеющей стали.Он имеет температуру плавления примерно 3032°F (1667°C) и температуру кипения 5948°F (3287°C). Химически он ведет себя подобно цирконию и кремнию. Обладает отличной коррозионной стойкостью и высоким соотношением прочности к весу.

Титан является четвертым по распространенности металлом, составляющим около 0,62% земной коры. Редко встречающийся в чистом виде, титан обычно присутствует в таких минералах, как анатаз, брукит, ильменит, лейкоксен, перовскит, рутил и сфен. Хотя титана относительно много, он по-прежнему дорог, потому что его трудно изолировать.Ведущими производителями титановых концентратов являются Австралия, Канада, Китай, Индия, Норвегия, ЮАР и Украина. В Соединенных Штатах основными штатами-производителями титана являются Флорида, Айдахо, Нью-Джерси, Нью-Йорк и Вирджиния.

Были разработаны тысячи титановых сплавов, которые можно разделить на четыре основные категории. Их свойства зависят от их основной химической структуры и того, как с ними обращаются во время производства. Некоторые элементы, используемые для изготовления сплавов, включают алюминий, молибден, кобальт, цирконий, олово и ванадий.Сплавы альфа-фазы имеют самую низкую прочность, но поддаются формованию и сварке. Альфа плюс бета сплавы обладают высокой прочностью. Сплавы, близкие к альфа, имеют среднюю прочность, но хорошее сопротивление ползучести. Сплавы бета-фазы обладают самой высокой прочностью среди всех титановых сплавов, но им также не хватает пластичности.

Применения титана и его сплавов многочисленны. Аэрокосмическая промышленность является крупнейшим потребителем изделий из титана. Он полезен для этой отрасли из-за его высокого отношения прочности к весу и высокотемпературных свойств.Обычно он используется для деталей самолетов и крепежных деталей. Эти же свойства делают титан полезным для производства газотурбинных двигателей. Он используется для таких деталей, как лопатки компрессора, кожухи, капоты двигателей и теплозащитные экраны.

Поскольку титан обладает хорошей коррозионной стойкостью, он является важным материалом для отделки металлов. Здесь он используется для изготовления змеевиков теплообменников, приспособлений и футеровки. Устойчивость титана к хлору и кислоте делает его важным материалом для химической обработки.Он используется для различных насосов, клапанов и теплообменников на линии химического производства. В нефтеперерабатывающей промышленности для труб конденсаторов используются титановые материалы из-за их коррозионной стойкости. Это свойство также делает его полезным для оборудования, используемого в процессе опреснения.

Титан используется в производстве человеческих имплантатов, потому что он хорошо совместим с человеческим телом. Одним из наиболее заметных недавних применений титана является искусственное сердце, впервые имплантированное человеку в 2001 году.Другие области применения титана — замена тазобедренного сустава, кардиостимуляторы, дефибрилляторы, а также локтевые и тазобедренные суставы.

Наконец, титановые материалы используются в производстве многочисленных потребительских товаров. Он используется в производстве таких вещей, как обувь, украшения, компьютеры, спортивный инвентарь, часы и скульптуры. Как титан диоксид, он используется в качестве белого пигмента в пластике, бумаге и краске. Он даже используется в качестве белого пищевого красителя и солнцезащитного крема в косметических продуктах.

История

Большинство историков приписывают Уильяму Грегору открытие титана.В 1791 году он работал с менаханитом (минералом, найденным в Англии), когда обнаружил новый элемент и опубликовал свои результаты. Через несколько лет этот элемент был заново открыт в рудном рутиле М. Х. Клапротом, немецким химиком. Клапрот назвал этот элемент титаном в честь мифологических гигантов Титанов.

И Грегор, и Клапрот работали с соединениями титана. Первое значительное выделение почти чистого титана было осуществлено в 1875 году Кирилловым в России. Выделение чистого металла не было продемонстрировано до 1910 года, когда Мэтью Хантер и его коллеги прореагировали тетрахлорид титана с натрием в нагретой стальной бомбе.Этот процесс производил отдельные кусочки чистого титана. В середине 1920-х годов группа голландских ученых создала небольшие проволоки из чистого титана, проведя реакцию диссоциации тетраиодида титана.

Эти демонстрации побудили Уильяма Кролла начать эксперименты с различными методами эффективного выделения титана. Эти ранние эксперименты привели к разработке процесса выделения титана путем восстановления магнием в 1937 году. Этот процесс, теперь называемый процессом Кролла, до сих пор является основным процессом производства титана.Первые продукты из титана были представлены примерно в 1940-х годах и включали такие вещи, как проволока, листы и стержни.

Хотя работа Кролла продемонстрировала метод производства титана в лабораторных масштабах, потребовалось еще почти десятилетие, прежде чем его можно было адаптировать для крупномасштабного производства. Эта работа проводилась Горным бюро США с 1938 по 1947 год под руководством Р. С. Дина. К 1947 году они внесли различные модификации в процесс Кролла и произвели почти 2 тонны металлического титана.В 1948 году DuPont открыла первое крупномасштабное производство.

Этот метод крупномасштабного производства позволил использовать титан в качестве конструкционного материала. В 1950-х годах он использовался в основном в аэрокосмической промышленности при строительстве самолетов. Поскольку во многих областях применения титан превосходил сталь, отрасль быстро росла. К 1953 году годовой объем производства достиг 2 миллионов фунтов (907 200 кг), и основным потребителем титана были военные США. В 1958 году спрос на титан значительно упал, потому что военные переключили свое внимание с пилотируемых самолетов на ракеты, для которых больше подходила сталь.С тех пор в титановой промышленности наблюдались различные циклы высокого и низкого спроса. За прошедшие годы было обнаружено множество новых применений и отраслей промышленности для титана и его сплавов. Сегодня около 80% титана используется в аэрокосмической промышленности и 20% в других отраслях.

Сырье

Титан получают из различных руд, встречающихся в природе на Земле. Основные руды, используемые для производства титана, включают ильменит, лейкоксен и рутил. Другие известные источники включают анатаз, перовскит и сфен.

Ильменит и лейкоксен являются титаносодержащими рудами. Ильменит (FeTiO3) содержит примерно 53% диоксида титана. Лейкоксен имеет аналогичный состав, но содержит около 90% диоксида титана. Они встречаются в отложениях твердых пород или на пляжах и аллювиальных песках. Рутил представляет собой относительно чистый диоксид титана (TiO2). Анатаз является еще одной формой кристаллического диоксида титана и совсем недавно стал важным коммерческим источником титана. Оба они встречаются в основном в пляжных и песчаных отложениях.

Перовскит (CaTiO3) и сфен (CaTi-SiO5) — кальциевые и титановые руды. Ни один из этих материалов не используется в коммерческом производстве титана из-за сложности удаления кальция. В будущем, вероятно, перовскит можно будет использовать в коммерческих целях, поскольку он содержит почти 60% диоксида титана и содержит только кальций в качестве примеси. Сфен содержит кремний в качестве второй примеси, что еще больше затрудняет выделение титана.

Помимо руд, другие соединения, используемые в производстве титана, включают газообразный хлор, углерод и магний.

Производство


Процесс

Титан производится с использованием процесса Кролла. Этапы включают экстракцию, очистку, производство губки, создание сплава, а также формование и придание формы. В Соединенных Штатах многие производители специализируются на разных этапах этого производства. Например, есть производители, которые просто производят губку, другие, которые только плавят и создают сплав, а третьи производят конечный продукт. В настоящее время ни один производитель не выполняет все эти шаги.

Добыча

  • 1 В начале производства производитель получает титановые концентраты из шахт. В то время как рутил можно использовать в его естественной форме, ильменит обрабатывается для удаления железа, так что он содержит не менее 85% диоксида титана. Эти материалы помещаются в реактор с псевдоожиженным слоем вместе с газообразным хлором и углеродом. Материал нагревают до 1652°F (900°C), последующая химическая реакция приводит к образованию нечистого тетрахлорида титана (TiCl4) и монооксида углерода.Примеси возникают из-за того, что на старте не используется чистый диоксид титана. Следовательно, различные нежелательные хлориды металлов, которые образуются, должны быть удалены.

Очистка

  • 2 Прореагировавший металл помещают в большие перегонные чаны и нагревают. На этом этапе примеси отделяют с помощью фракционной перегонки и осаждения. Это действие удаляет хлориды металлов, включая железо, ванадий, цирконий, кремний и магний.

Производство губки

  • 3 Затем очищенный тетрахлорид титана в виде жидкости переносят в реактор из нержавеющей стали.Затем добавляют магний и нагревают контейнер примерно до 2012°F (1100°C). Аргон закачивается в контейнер, чтобы удалить воздух и предотвратить загрязнение кислородом или азотом. Магний реагирует с хлором, образуя жидкий хлорид магния. Это оставляет чистый титан в твердом состоянии, поскольку температура плавления титана выше, чем у реакции.
  • 4 Твердый титан удаляют из реактора бурением и затем обрабатывают водой и соляной кислотой для удаления избытка магния и хлорида магния.Полученное твердое тело представляет собой пористый металл, называемый губкой.

Создание сплава

  • 5 Губка из чистого титана затем может быть преобразована в пригодный для использования сплав в дуговой печи с плавящимся электродом. На этом этапе губка смешивается с различными добавками сплава и металлоломом. Точная пропорция губки к материалу сплава определяется в лаборатории перед производством. Затем эта масса спрессовывается в компакты и сваривается вместе, образуя губчатый электрод.
  • 6 Затем губчатый электрод помещают в вакуумную дуговую печь для плавления.В этом медном контейнере с водяным охлаждением электрическая дуга используется для расплавления губчатого электрода с образованием слитка. Весь воздух в контейнере либо удаляется (образуется вакуум), либо атмосфера заполняется аргоном для предотвращения загрязнения. Как правило, слиток переплавляли еще один или два раза, чтобы получить коммерчески приемлемый слиток. В Соединенных Штатах большинство слитков, произведенных этим методом, весят около 9000 фунтов (4082 кг) и имеют диаметр 30 дюймов (76,2 см).
  • 7 После изготовления слиток вынимают из печи и проверяют на наличие дефектов.Поверхность может быть обработана по желанию заказчика. Затем слиток можно отправить производителю готовой продукции, где его можно измельчить и изготовить из него различные изделия.

Побочные продукты/отходы

При производстве чистого титана образуется значительное количество хлорида магния. Этот материал перерабатывается в перерабатывающей ячейке сразу после его производства. Ячейка рециркуляции сначала отделяет металлический магний, а затем собирает газообразный хлор.Оба эти компонента повторно используются в производстве титана.

Будущее

Будущие достижения в производстве титана, скорее всего, будут связаны с улучшением производства слитков, разработкой новых сплавов, снижением производственных затрат и применением в новых отраслях промышленности. В настоящее время существует потребность в слитках большего размера, чем могут быть произведены в имеющихся печах. Продолжаются исследования по разработке более крупных печей, которые могут удовлетворить эти потребности. Также ведутся работы по поиску оптимального состава различных титановых сплавов.В конечном счете, исследователи надеются, что специализированные материалы с контролируемой микроструктурой будут легко производиться. Наконец, исследователи изучают различные методы очистки титана. Недавно ученые из Кембриджского университета объявили о способе получения чистого титана непосредственно из диоксида титана. Это может существенно снизить производственные затраты и повысить доступность.

Где узнать больше

Книги

Отмер, К. Энциклопедия химической технологии. Нью-Йорк: Марсель Деккер, 1998.

Министерство внутренних дел США Геологическая служба США. Ежегодник минералов, том 1. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США, 1998.

Периодические издания

Фримантл, М. «Титан, извлеченный непосредственно из TiO2». Новости химии и техники (25 сентября 2000 г.).

Эйлон Д. «Титан для энергетики и промышленности». Металлургическое общество AIME (1987).

Другое

Веб-страница WebElements., декабрь 2001 г. .

Перри Романовский

Все о титане

химический элемент в периодической таблице, имеющий символ Ti и атомный номер 22. Это легкий, прочный, блестящий, устойчивый к коррозии (включая устойчивость к морской воде и хлору) переходный металл бело-серебристо-металлического цвета. Титан используется в прочных легких сплавах (особенно с железом и алюминием) и в виде порошка с другими материалами, такими как графитовые композиты.Его наиболее распространенное соединение, диоксид титана, используется в белых пигментах. Примерами использования белого пигмента, состоящего из оксида титана, являются корректирующая жидкость и обычно используемая белая краска для перекрашивания стен. Он также используется в зубной пасте, белой краске для дорожной разметки и в белых фейерверках. Вещества, содержащие титан, называются титаносодержащими.

Элемент встречается в многочисленных минералах, основными источниками которых являются рутил и ильменит, широко распространенные на Земле. Существуют две аллотропные формы и пять встречающихся в природе изотопов этого элемента; от 46Ti до 50Ti, причем 48Ti является наиболее распространенным (73.8%). Одной из наиболее примечательных характеристик титана является то, что он такой же прочный, как сталь, но имеет только 60% своей плотности. Свойства титана химически и физически аналогичны свойствам циркония.

Примечательные характеристики

Титан хорошо известен своей отличной устойчивостью к коррозии; он почти так же устойчив, как платина, и способен выдерживать воздействие кислот, влажного газообразного хлора и растворов поваренной соли. Чистый титан не растворяется в воде, но растворяется в концентрированных кислотах.Металлический элемент также хорошо известен своим высоким соотношением прочности и веса. Это легкий, прочный металл с низкой плотностью, который в чистом виде довольно пластичен (особенно в бескислородной среде), легко обрабатывается, блестит и имеет металлически-белый цвет. Относительно высокая температура плавления этого элемента делает его полезным в качестве тугоплавкого металла. Технические чистые сорта титана имеют предел прочности при растяжении, равный пределу прочности высокопрочных низколегированных сталей, но легче на 43 %. Титан на 60% тяжелее алюминия, но более чем в два раза прочнее алюминиевого сплава 6061-T6; эти числа могут существенно различаться из-за различных составов сплавов и переменных обработки.

Этот металл образует пассивное и защитное оксидное покрытие (приводящее к коррозионной стойкости) при воздействии повышенных температур на воздухе, но при комнатной температуре он не тускнеет. Металл, который сгорает при нагревании на воздухе до 610°С и выше (образуя диоксид титана), также является одним из немногих элементов, сгорающих в чистом газообразном азоте (сгорает при 800°С и образует нитрид титана). Титан устойчив к разбавленной серной и соляной кислоте, а также к газообразному хлору, растворам хлора и большинству органических кислот.Он парамагнитен (слабо притягивается к магнитам) и имеет очень низкое электрическое сопротивление и теплопроводность.

Эксперименты показали, что природный титан становится радиоактивным после бомбардировки его дейтронами, испускающими в основном позитроны и жесткие гамма-лучи. Металл представляет собой диморфный аллотроп с гексагональной альфа-формой, очень медленно изменяющейся в кубическую бета-форму при температуре около 880 ° C. Когда он раскален докрасна, металл соединяется с кислородом, а когда он достигает 550 ° C, он соединяется с хлором.Он также реагирует с другими галогенами и поглощает водород.

Приложения

Около 95% производимого титана потребляется в виде диоксида титана (TiO2), ярко-белого перманентного пигмента с хорошей кроющей способностью в красках, бумаге, зубной пасте и пластмассах. Краски, изготовленные из диоксида титана, являются отличными отражателями инфракрасного излучения и поэтому широко используются астрономами и в красках для наружных работ. Он также используется в цементе, в драгоценных камнях, в качестве оптического глушителя в бумаге (Smook 2002) и в качестве упрочняющего агента в удочках из композитного графита и клюшках для гольфа.В последнее время его начали использовать в очистителях воздуха (в качестве фильтрующего покрытия) или в оконной пленке на зданиях, которые при воздействии ультрафиолетового света (солнечного или искусственного) и содержания влаги в воздухе превращают неотфильтрованные загрязнения воздуха в гидроксильные радикалы. .

Благодаря высокой прочности на растяжение (даже при высоких температурах), малому весу, чрезвычайной коррозионной стойкости и способности выдерживать экстремальные температуры титановые сплавы используются в самолетах, броне, военно-морских кораблях, космических кораблях и ракетах.Он используется в стальных сплавах для уменьшения размера зерна и в качестве раскислителя, а также в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. Титан часто сплавляют с алюминием (для уменьшения размера зерна), ванадием, медью (для упрочнения), железом, марганцем, молибденом и другими металлами.

Сварные титановые трубы используются в химической промышленности из-за их коррозионной стойкости и все чаще используются в бурении нефтяных скважин, особенно на шельфе, благодаря своей прочности, легкому весу и коррозионной стойкости.

Титан, легированный ванадием, используется во внешней обшивке самолетов, противопожарных стенках, шасси и гидравлических трубах.Приблизительно 58 тонн металла используется в Boeing 777, 43 в 747, 18 в 737, 24 в Airbus A340, 17 в A330 и 12 в A320, согласно годовому отчету Titanium Metals за 2004 год. Корпорация. Как правило, более новые модели используют больше, а широкофюзеляжные – больше всего. A380 может использовать 77 тонн, в том числе около 10 или 11 тонн в двигателях.

Использование титана в потребительских товарах, таких как теннисные ракетки, клюшки для гольфа, велосипеды, лабораторное оборудование, наручные часы, обручальные кольца и портативные компьютеры, становится все более распространенным явлением.

Другое использование:

  • Благодаря отличной стойкости к морской воде он используется для изготовления гребных валов и такелажа, а также в теплообменниках опреснительных установок и нагревателях-чиллерах для морских аквариумов, а в последнее время и водолазных ножей.
  • Благодаря своей прочности и инертности к морской воде, а также значительным запасам руды в России он был основным материалом, используемым при строительстве многих передовых российских подводных лодок, в том числе самых глубоководных на сегодняшний день военных подводных лодок класса «Альфа» и «Майк». а также класс Тайфун.
  • Используется для производства относительно мягких искусственных драгоценных камней.
  • Тетрахлорид титана (TiCl4), бесцветная жидкость, используется для иридизации стекла, а поскольку он сильно дымит во влажном воздухе, его также используют для изготовления дымовых завес и для письма в небе.
  • Помимо того, что это очень важный пигмент, диоксид титана также используется в солнцезащитных кремах из-за его устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
  • Поскольку этот металл считается физиологически инертным, он используется в имплантатах для замены суставов, таких как тазобедренные суставы и гильзы, а также для изготовления медицинского оборудования, а также для облицовки труб и резервуаров в пищевой промышленности.Поскольку титан не является ферромагнитным, пациентов с титановыми имплантатами можно безопасно обследовать с помощью магнитно-резонансной томографии (удобно для долгосрочных имплантатов).
  • Титан
  • также используется для хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем.
  • Его инертность и способность окрашиваться в привлекательный цвет делают его популярным металлом для пирсинга.
  • Титан
  • обладает необычной способностью к остеоинтеграции, что позволяет использовать его в зубных имплантатах. Эта способность также используется некоторыми ортопедическими имплантатами.Ортопедические применения также используют более низкий модуль упругости титана, чтобы более точно соответствовать модулю кости, для восстановления которой предназначены такие устройства. В результате скелетные нагрузки более равномерно распределяются между костью и имплантатом, что приводит к меньшей частоте деградации кости из-за защиты от напряжения и перипротезных переломов костей, которые возникают на границах ортопедических имплантатов, которые действуют как концентраторы напряжения. Однако жесткость титановых сплавов по-прежнему более чем в два раза превышает жесткость кости, что в конечном итоге приводит к деградации суставов.
  • Титановые сплавы
  • также используются в оправах для очков. В результате получается довольно дорогая, но очень прочная и долговечная рама. В этом приложении находят применение как традиционные сплавы, так и сплавы с памятью формы.
  • Многие туристы используют титановое снаряжение, в том числе кухонную посуду, столовые приборы, фонари и колышки для палаток. Хотя эти титановые изделия немного дороже, чем традиционные альтернативы из стали или алюминия, они могут быть значительно легче без ущерба для прочности.Однако некоторые утверждают, что тепловые свойства титановой посуды делают ее непригодной для серьезного кулинарного применения.
  • Титан
  • все чаще используется в древках клюшек для лакросса.
  • Титан
  • все чаще используется в решетках крикетных шлемов.
  • Титан
  • может быть анодирован для получения различных цветов.[1][2]
  • Титан также присутствует в фейерверках.
  • Титан выпускается в виде фольги, листа, проволоки, гранул, губки, наноразмерного активированного порошка, порошка, сетки и стержня.

Титан иногда использовался в строительстве: 150-футовый (45-метровый) памятник Юрию Гагарину, первому человеку, отправившемуся в космос, в Москве сделан из титана из-за привлекательного цвета металла и ассоциации с ракетной техникой. Музей Гуггенхайма в Бильбао и библиотека Серритос были первыми зданиями в Европе и Северной Америке соответственно, обшитыми титановыми панелями.

История

Титан был обнаружен в Крид, Корнуолл в Англии, геологом-любителем преподобным Уильямом Грегором в 1791 году.Он признал присутствие нового элемента в ильмените и назвал его менахитом (альтернативно пишется манакканит) в честь близлежащего округа Манаккан [3]. Примерно в то же время Франц Йозеф Мюллер также произвел подобное вещество, но не смог его идентифицировать. Этот элемент был заново открыт несколько лет спустя немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом в рутиловой руде. Клапрот подтвердил, что это новый элемент, и в 1795 году назвал его в честь титанов греческой мифологии.

Металл всегда было трудно извлечь из различных руд.Чистый металлический титан (99,9%) был впервые получен в 1910 г. Мэтью А. Хантером путем нагревания TiCl4 с натрием в стальной бомбе при 700-800°С в процессе Хантера. Металлический титан не использовался вне лаборатории до 1946 года, когда Уильям Джастин Кролл доказал, что титан можно производить в промышленных масштабах путем восстановления тетрахлорида титана магнием в процессе Кролла, который используется до сих пор.

В 1950-1960-х годах Советский Союз пытался монополизировать мировой рынок титана в качестве тактики в период холодной войны, чтобы предотвратить его использование американскими военными.Несмотря на эти усилия, США получили большое количество титана, когда европейская компания создала прикрытие для его покупки иностранными спецслужбами США. Действительно, титан для очень успешного американского разведывательного самолета SR-71 был приобретен в Советском Союзе в разгар холодной войны.

К 1956 г. производство титановой продукции в США превысило 6 млн кг/год.(1)

Возникновение

Металлический титан всегда связан с другими элементами в природе.Это девятый по распространенности элемент в земной коре (0,63% по массе) и присутствует в большинстве изверженных горных пород и образовавшихся из них отложениях (а также в живых существах и естественных водоемах). Он широко распространен и встречается преимущественно в минералах анатазе, бруките, ильмените, перовските, рутиле, титаните (сфене), а также во многих железных рудах. Из этих минералов только ильменит и рутил имеют важное экономическое значение, но даже их трудно найти в высоких концентрациях.Поскольку он легко реагирует с кислородом и углеродом при высоких температурах, трудно получить чистый металлический титан, кристаллы или порошок. Значительные месторождения титановой руды существуют в Австралии, Новой Зеландии, Скандинавии, Северной Америке и Малайзии. Большие количества также были обнаружены в районе Квале в Кении, месторождениях, права на добычу которых принадлежат канадской фирме Tiomin.

Этот металл содержится в метеоритах, на Солнце и в звездах М-типа. Камни, доставленные с Луны во время миссии «Аполлон-17», состоят из 12 камней.1% TiO2. Титан также содержится в угольной золе, растениях и даже в человеческом теле (хотя он безвреден, он не считается важным элементом).

Изоляция

Поскольку металл реагирует с воздухом при высоких температурах, его нельзя получить путем восстановления его двуокиси. Поэтому металлический титан в промышленных масштабах производится с помощью процесса Кролла, сложного и дорогостоящего периодического процесса, разработанного в 1946 году Уильямом Джастином Кроллом. В процессе Кролла оксид сначала превращается в хлорид путем карбохлорирования, при котором газообразный хлор пропускают через раскаленный докрасна рутил или ильменит в присутствии углерода, чтобы получить TiCl4.Его конденсируют и очищают фракционной перегонкой, а затем восстанавливают расплавленным магнием при 800°С в атмосфере аргона.

Более новый процесс, Кембриджский процесс FFC, может заменить старый процесс Кролла. Этот метод использует исходный порошок диоксида титана (который представляет собой очищенную форму рутила) для получения конечного продукта, который представляет собой порошок или губку. Если используются порошки смешанных оксидов, продукт представляет собой сплав по гораздо более низкой цене, чем традиционный многостадийный процесс плавления.Есть надежда, что Кембриджский процесс FFC сделает титан менее редким и дорогим материалом для аэрокосмической промышленности и рынка предметов роскоши, и его можно будет увидеть во многих продуктах, которые в настоящее время производятся с использованием алюминия и специальных сортов стали.

Титан был очищен до сверхвысокой чистоты в небольших количествах, когда Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур в 1925 году открыли процесс йодида, или кристаллического бруска, путем реакции с йодом и разложения образовавшихся паров над горячей нитью на чистый металл.

Оксид титана производится в промышленных масштабах путем измельчения его минеральной руды и смешивания ее с карбонатом калия и водным раствором плавиковой кислоты. Это дает фторотитанат калия (K2TiF6), который экстрагируют горячей водой и разлагают аммиаком с образованием гидратированного оксида аммиака. Это, в свою очередь, воспламеняется в платиновом сосуде, в результате чего образуется чистый диоксид титана.

Обычные титановые сплавы производятся путем восстановления. Например; восстанавливают купротитан (рутил с добавлением меди), ферротитан (ильменит восстанавливают коксом в электропечи) и манганотитан (рутил с марганцем или оксидами марганца).

Соединения

В химии титана преобладает степень окисления +4, но также распространены соединения со степенью окисления +3. Из-за этой высокой степени окисления многие соединения титана имеют высокую степень ковалентной связи.

Хотя металлический титан встречается относительно редко, из-за стоимости экстракции диоксид титана (также называемый титаном (IV), титановыми белилами или даже диоксидом титана) дешев, нетоксичен, легко доступен в больших объемах и очень широко используется в качестве белого пигмента в краска, эмаль, лак, пластик и строительный цемент.Порошок TiO2 химически инертен, устойчив к выгоранию на солнце и очень непрозрачен: это позволяет ему придавать чистый и блестящий белый цвет коричневым или серым химическим веществам, из которых состоит большинство бытовых пластмасс. В природе это соединение встречается в минералах анатазе, бруките и рутиле.

Краска на основе диоксида титана хорошо переносит суровые температуры, в некоторой степени самоочищается и выдерживает морскую среду. Чистый диоксид титана имеет очень высокий показатель преломления и оптическую дисперсию выше, чем у алмаза.Звездчатые сапфиры и рубины получают свой астеризм из-за присутствующего в них диоксида титана. Титанаты представляют собой соединения, изготовленные из диоксида титана. Титанат бария обладает пьезоэлектрическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве преобразователя при взаимном преобразовании звука и электричества. Эфиры титана образуются в результате реакции спиртов и тетрахлорида титана и используются для водонепроницаемости тканей.

Нитрид титана часто используется для покрытия режущих инструментов, таких как сверла. Он также находит применение в качестве декоративной отделки золотого цвета и в качестве барьерного металла при производстве полупроводников.

Хлорид титана (IV) (тетрахлорид титана, TiCl4, иногда называемый «щекоткой») представляет собой бесцветную слабокислую жидкость, которая используется в качестве промежуточного продукта при производстве оксида титана (IV) для краски. Он широко используется в органической химии в качестве кислоты Льюиса, например, в альдольной конденсации Мукаямы. Титан также образует низший хлорид, хлорид титана (III) (TiCl3), который используется в качестве восстановителя.

Дихлорид титаноцена является важным катализатором образования углерод-углеродных связей.Изопропоксид титана используется для эпоксидирования по Шарплессу. Другие соединения включают; Бромид титана (используется в металлургии, суперсплавах, высокотемпературной электропроводке и покрытиях) и карбид титана (находится в высокотемпературных режущих инструментах и ​​покрытиях).

Изотопы

Встречающийся в природе титан состоит из 5 стабильных изотопов; 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti и 50Ti, причем 48Ti является наиболее распространенным (73,8% естественного содержания). Охарактеризованы одиннадцать радиоизотопов, наиболее стабильным из которых является 44Ti с периодом полураспада 63 года, 45Ti с периодом полураспада 184 года.8 минут, 51Ti с периодом полураспада 5,76 минуты и 52Ti с периодом полураспада 1,7 минуты. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 33 секунд, а большинство из них имеют период полураспада менее половины секунды.

Изотопы титана имеют атомный вес от 39,99 а.е.м. (40Ti) до 57,966 а.е.м. (58Ti). Основной модой распада до наиболее распространенного стабильного изотопа 48Ti является захват электронов, а основной модой после – бета-излучение. Первичными продуктами распада до 48Ti являются изотопы элемента 21 (скандия), а первичными продуктами после – изотопы элемента 23 (ванадия).

Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License. Он использует материал из статьи Википедии «Титан».

Легкоплавкие припои на основе титана. Часть 1. Характеристики двух-, трех- и четырехкомпонентных припоев

  • 1.

    Р.Ю. Ки, Л.И. Бернетт и С. Иноуэ, Титановая конструкционная пайка, сварка . Рез. Приложение ., Том 53 (№ 10), 1974, стр. 426–431

    Google Scholar

  • 2.

    Х.И. МакГенри и Р.Э. Ключ, паяные титановые отказоустойчивые конструкции, сварка . Рез. Приложение ., Том 53 (№ 10), 1974, стр. 432–439

    Google Scholar

  • 3.

    В.Т.Карлела и В.С. Марголис, Разработка припоя Ag-Al-Mn для пайки титана, сварка . J ., Vol. 53 (№ 10), 1974, стр. 629–636

    CAS Google Scholar

  • 4.

    R.R. Well, Низкотемпературная пайка большой площади устойчивых к повреждениям титановых конструкций, Сварка.Рез. Приложение ., Том 54 (№ 10), 1975, стр. 348–356

    Google Scholar

  • 5.

    Д.Г. Howden and RW Monroe, Подходящие сплавы для пайки титановых теплообменников, Weld. J ., Том 51 (№ 1), 1972, стр. 31–36

    CAS Google Scholar

  • 6.

    Ю.В. Lan, Ламинированные твердые припои для титановых сборок, сварка . J ., Том 61 (№ 10), 1982, стр. 23–28

    CAS Google Scholar

  • 7.

    T. Onzawa, A. Suzumura и M.W. Ko, Пайка титана с использованием легкоплавких присадочных металлов на основе Ti, Weld. Рез. Приложение ., Vol. 69 (№ 12), 1990. С. 462–467

    Google Scholar

  • 8.

    J.C. Chesnutt, C.G. Родс и Дж. К. Уильямс, Взаимосвязь между механическими свойствами, микроструктурой и топографией разрушения в α + β-титановых сплавах, Справочник по титану и титановым сплавам , M.J. Donachie, Jr., изд., Американское общество металлов, 1982, стр. 100–139

  • 9.

    С.Д. Кук, Ф.С. Джорджетт, Х.Б. Скиннер и Р.Дж. Haddae, Усталостные свойства углерода и сплава Ti-6Al-4V с пористым покрытием, J. Biomed. Матер. Рез. ., Том 18, 1984, стр. 497–512

    CAS Статья Google Scholar

  • 10.

    М.М. Schwartz, Пайка , ASM International, 1985

  • 11.

    Y.C. Чен, «Исследования новых присадочных металлов Ti-Cu-Ni для пайки титановых пластин», М.S. Диссертация, Национальный университет имени Сунь Ятсена, Тайвань, 1990 г. (на китайском языке)

    Google Scholar

  • 12.

    Стандартная практика для стандартного эталонного метода проведения потенциостатических и потенциодинамических измерений анодной поляризации, G5-82, Ежегодник стандартов ASTM , том 03.02, ASTM, 1983

  • 13.

    G.I. Огунделе и В.Е. Уайт, Поляризационные исследования хирургических нержавеющих сталей в растворе Хенкса , STP 859, ASTM, 1985, стр. 17–135

  • 14.

    M. Pourbaix, Атлас электрохимических равновесий в водных растворах , Pergamon Press, 1966

  • 15.

    A.C. Fraker, A.W. Рафф, П. Сунг, А.К. Ван Орден и К.М. Спек, подготовка поверхности и коррозионное поведение титановых сплавов для хирургических имплантатов, Титановые сплавы в хирургических имплантатах , STP 796, ASTM, 1983, стр. 206–219

  • Взгляд на точечные дефекты и примеси в титане из первых принципов в чистом виде при комнатной температуре и атмосферном давлении кристаллизуется в ГПУ структуру с пространственной группой симметрии P6

    3 /mmc (международная космическая группа No.194). Кристаллическая структура содержит два атома на примитивную ячейку. 32 Параметры решетки, определенные из экспериментов и теоретических исследований, показаны в таблице 1, где значения, рассчитанные с использованием обменно-корреляционных функционалов, таких как аппроксимация локальной плотности (LDA 33 ) и две различные параметризации приближения обобщенного градиента (GGA ), PW’91 34 и PBE сравниваются.

    Таблица 1 Равновесные параметры решетки ГПУ Ti, определенные с помощью различных обменно-корреляционных обработок в DFT, и их сравнение с экспериментальными значениями

    полные энергии, рассчитанные из DFT.Энергия образования определяется как 35,36,37

    D}} \right) – E_{{\mathrm{Ti}} – {\mathrm{host}}} – pn_X\mu _X$$

    (1)

    Здесь, E f (D) — энергия образования дефекта D, измеряемая в эВ/суперячейка, E Supercell (D) и E Ti−хозяин — полная энергия дефекта и чистой суперячейки соответственно. мк Х — химический потенциал для видов X и n X — количество таких примесей в дефектной суперъячейке. p  = ±1 в зависимости от того, удаляется ли атом из суперячейки-хозяина или добавляется к ней для создания дефектной суперячейки. Концентрация точечных дефектов пропорциональна экспоненте энергии образования. Энергия образования также помогает определить коэффициент диффузии для кинематики дефектов. 38 Однако первые принципы определения энергии пласта, рассчитанной по формуле. (1) зависит от выбора μ X ; следовательно, правильный выбор химических потенциалов улучшает интерпретацию энергий образования. В нашем исследовании мк X Значения выбираются из чистого состояния примесей, называемых химическими потенциалами «элементов», а оксиды соответствующих элементов-примесей называются химическими потенциалами «оксидов».Подробно об источниках μ X , а их роль в термодинамике представлена ​​во вспомогательной информации.

    Мы отмечаем, что LDA и GGA не могут предсказать свойства основного состояния сильно коррелированных систем, особенно оксидов переходных металлов, проявляющих сегнетоэлектричество, сверхпроводимость, переходы металл-изолятор и магнетизм. Проблема более остра для полупроводниковых свойств и магнитных свойств и не так серьезна для простых металлических элементов.Ситуацию в идеале можно преодолеть, включив на месте специфический для элемента и орбитально-селективный член кулоновского отталкивания, называемый методом Хаббарда U (метод DFT +  U ). Однако нет единого мнения об использовании конкретного значения U для всех расчетов, поскольку эти значения не подлежат передаче. Фактическое значение U меняется в зависимости от элементов переходных металлов и их соответствующих соединений. Это еще более осложняется тем фактом, что значение U не должно быть одинаковым для различных кристаллических структур одного и того же элемента или соединения.Таким образом, полная энергия зависит от значения U в методе DFT +  U . Поскольку полная энергия является основой нашего анализа, мы пытаемся здесь избежать двусмысленности, которая может возникнуть из-за включения двух разных уровней теории, DFT и DFT +  U и варьирования значения U индивидуально для каждого элемента.

    Собственные междоузлия

    Атомы титана, занимающие междоузельные узлы решетки, являются собственными междоузлиями. В ГПУ-кристаллической решетке дефект внутреннего внедрения может располагаться в шести узлах элементарной ячейки, как показано на рис.1. 39 Они называются ортогональными (О) и тетраэдрическими (Т) позициями. Примеси в базально-тетраэдрических (BT) и базально-октаэдрических (BO) позициях лежат в базисной плоскости, на полпути между двумя соседними позициями T и позициями O вдоль направления c соответственно. Краудионы представляют собой промежуточные положения между центром связи Ti-Ti, и были идентифицированы две разные конфигурации: базальный (CB) и небазальный (CN) краудионы. В отличие от этих примесных узлов, которые могут содержать только один примесный атом на узел, димероподобные межузельные точечные дефекты состоят из двух атомов.Два атома димероподобной примеси смещены симметрично относительно вакантного узла решетки. Из-за гексагональной симметрии существуют две ориентации димероподобных точечных дефектов. Конфигурация гантели, ориентированная вдоль направления c (DC), и конфигурация гантели, лежащая в базовой плоскости (DB), являются уникальным выбором. Конфигурации DC и DB представляют собой разделенные межстраничные объявления, которые являются своего рода собственными межстраничными объявлениями. Положения всех восьми междоузельных конфигураций показаны на схематическом изображении рис.1. Энергии образования суммированы для восьми собственных междоузельных конфигураций в Ti, перечисленных в таблице 2. Суперячейка состоит из периодического повторения примитивных единиц решетки ГПУ, внутри которых размещены примесные атомы. Эта суперячейка геометрически оптимизирована схемой сопряженных градиентов, чтобы минимизировать внутреннюю деформацию. Характерные положения примеси в оптимизированной суперячейке устанавливаются путем изучения ее ближайшего соседа. Разность энергий образования и полная разность энергий для изолированных дефектов собственного внедрения одинаковы.Однако энергия образования имеет преимущество, так как позволяет сравнивать расщепленную энергетику внедрения со случаями конфигураций дефектов замещения и внедрения.

    Рис. 1

    Схематическая кристаллическая структура, показывающая положения различных типов собственных междоузлий в решетке ГПУ Ti. Положения тетраэдрического (Т), ортогонального (О), базового тетраэдрического (ВТ), базового ортогонального (ВО), краудиона в базисной (CB) и небазальной (CN) плоскостях, а также расщепленного междоузлия вдоль 90–149 c -направление (DC) и в базисной плоскости (DB).В таблице 2 приведена относительная стабильность этих дефектов в основе Ti

    Таблица 2 Сравнение E f (в эВ на суперячейку) для восьми конфигураций собственных междоузлий (показанных на рис. 1)

    Длина связи слитого междоузлия была рассчитана как 1,663 и 1,930 Å для DC и DB соответственно. Исходные геометрии были выбраны путем выбора конфигурации с наименьшей полной энергией после проверки зависимости полной энергии от длины связи примесной пары в чистой решетке.Энергии образования приведены в табл. 2 для начального ( E f U ) и расслабленный ( E f R ) суперячейки для различных конфигураций. Другими словами, E f U указывает энергию примесных межузельных димеров, когда атомы-хозяева не релаксированы. Разница в энергии (Δ E f UR  =  E f U E f R ) объясняет выигрыш в химической энергии за счет локальных искажений решетки.Длины связей Ti–Ti составляют 1,430 и 1,463 Å для конфигураций CN и CB соответственно, что составляет примерно половину равновесной постоянной решетки. Δ Е f UR выглядит большим для собственных межстраничных объявлений Crowdion; 9,4 и 9,8 эВ для CB и CN соответственно из-за звездной величины E f U , который уже велик из-за дополнительного атома Ti между равновесными связями Ti–Ti.По сравнению с этим разность энергий Δ E f UR минимален для разделенных междоузельных конфигураций, DC и DB, поскольку два примесных атома расположены в междоузельной области близко к их равновесному разделению из-за способа подготовки моделей DC и DB.

    Мы обнаружили, что конфигурация BO является наиболее благоприятной конфигурацией собственного междоузлия. Энергия конфигурации CB аналогична энергии конфигурации BO.{\mathrm{U}}\) в таблице 2).

    Пары вакансия-междоузлия

    Энергия образования атома, отсутствующего в узле решетки, т. е. вакансии ( V Ti , не путать с ванадием, замещенным на узле Ti, V Ti ), равна рассчитывается как

    $$E_f\left( {V_{{\mathrm{Ti}}}} \right) = E\left( {{\mathrm{Ti}} + V_{{\mathrm{Ti}}}} \справа) – \mu _{{\mathrm{Ti}}}$$

    (2)

    , где E — полная энергия, а значение μ Ti , полученное из объема Ti, равно 1.94 эВ, что аналогично значению, полученному из расчетов ультрамягких псевдопотенциалов. 40 Энергии вакансий Ti получены в аналогичном диапазоне с разными обменно-корреляционными функционалами, 41 которые завышены по сравнению с полученными в эксперименте (1,55 эВ в ссылке 42 и 1,27 эВ из спектроскопии аннигиляции позитронов в ссылке 43 ). Расхождение связано с отсутствием обменной корреляции на основе плотности для учета точной обработки электронной корреляции. 44 Существует способ обойти ограничения GGA, добавив поправочный член Хаббарда U . Однако в нашем исследовании он не использовался из-за неоднозначности, которую он вносит в трактовку химических потенциалов, что влияет на расчет энергий образования. Энергетика показывает, что величина энергии образования вакансий сравнима с собственными междоузлиями, см. табл. 2. Таким образом, можно предположить, что и вакансии, и собственные междоузлия, вероятно, одновременно реагируют на термодинамические возмущения, которые можно объединить, чтобы получить механизм миграции атома Ti для прыжка из положения в решетке в ближайшее междоузельное положение.Рассмотрение μ Ti , полученных из объемных моделей Ti, связано с ситуацией, когда решетка вакансий находится в термодинамическом равновесии с идеальным объемным Ti. Однако это может быть нереалистичным в технологических процессах, особенно если интересующий смещенный атом Ti остается глубоко в объемном образце, образуя вторичные фазы с другими дефектами/примесями в решетке. Наиболее тривиальным случаем для нашего обсуждения были бы дефектные комплексы, состоящие из вакансии и примеси собственного внедрения.

    Чтобы получить представление о комплексах дефектов, мы рассчитали энергию образования пары V Ti – междоузельный Ti в зависимости от разделения отдельных компонентов, т.е. вакансии титана, V Ti и межузельный атом титана. Модели Supercell были подготовлены с промежуточным Ti в конфигурации BO, а V Ti созданы в разных положениях, так что расстояние V Ti от промежуточного Ti равно 2.15, 4,20, 4,58, 6,44 и 9,23 Å. После минимизации внутренних сил в суперячейках (геометрическая оптимизация) обнаружено, что для первых трех более коротких расстояний между парами межузельный Ti будет притягиваться к пустому узлу решетки, что может привести к устранению дефекта. Однако при больших расстояниях 6,44 и 9,23 Å взаимодействие между V Ti и межузельным атомом титана экранируется атомами-хозяевами между ними. В результате V Ti и межузельный атом Ti попадают в локальные минимумы энергии без заметного изменения их разделительного расстояния.Энергии образования для трех кратчайших расстояний одинаковы и почти на 3,9  эВ меньше, чем энергии образования двух больших расстояний. В идеале с точки зрения энергетики можно было бы ожидать, что вакансии и междоузлия должны аннигилировать друг с другом и, таким образом, восстановить окружение идеальной ГПУ-решетки, если эти дефекты находятся в непосредственной близости.

    Примеси внедрения и замещения

    Энергии образования примесей в положениях внедрения и замещения в ГПУ-решетке Ti рассчитаны из «элементных» химических потенциалов ( μ элемент ) и «оксидных» химических потенциалов ( μ оксид ), см. вспомогательную информацию, которая указана в таблицах 3 и 4 соответственно.Например, на рис. 2а показаны рассчитанные энергии образования примеси О в Ti. Энергии образования в нижнем диапазоне получены из полной энергии молекулы O 2 , что можно интерпретировать как термодинамическое состояние с богатой кислородом средой, в то время как энергии образования в верхнем диапазоне получены из TiO 2 в структура рутила, которую можно интерпретировать как термодинамическое состояние с дефицитом кислорода в окружающей среде. Горизонтальные пунктирные линии на этом рисунке обозначают конфигурацию с наименьшей энергией образования в каждом случае.Замечено, что атом O предпочитает октаэдрическое междоузлие, когда в окружающей среде дефицит кислорода. С другой стороны, в среде с высоким содержанием кислорода термодинамически стабильной фазой являются пары примесей кислорода, приводящие к конфигурациям DB и DC (см. рис. 1). Относительные различия энергий образования позиций внедрения и замещения для двух типов химического окружения можно оценить по данным рис. 2а.

    Таблица 3 Энергии образования (в эВ на суперячейку) примесей в различных положениях в ГПУ Ti (см.1) Таблица 4 Энергии образования (в эВ на суперячейку) примесей в различных положениях в ГПУ Ti (см. рис. 1) Рис. 2

    Сравнение энергий образования примесных элементов в различных междоузлиях и на замещении сайт. Примесь O выбрана в качестве примера в ( a ). Нижний и верхний диапазоны энергий образования получены с использованием μ оксида и μ элемента , полученного из молекулы O 2 и твердого TiO 2 , соответственно, значения которых показаны пунктирными горизонтальными линиями. б Минимальное значение энергий образования исследуемых примесей от двух источников химических потенциалов. Символы соответствуют конфигурациям примесей, как в ( и ). Энергии образования данных для выбранных элементов 3d, 4d и 5d показаны на заштрихованном (желтом) фоне

    Чем ниже энергия образования конфигурации дефекта, тем выше вероятность обнаружения такого дефекта в образце. На рис. 2b показаны самые низкие энергии образования, полученные для различных элементов, от H (атомный номер  = 1) до Ca (атомный номер  = 20), за исключением элементов благородных газов He и Ne.Дополнительные выбранные элементы из переходных металлов серий 3d, 4d и 5d, V, Ni, Cu, Zr, Mo, Ag, Ta, W, Au и Pb, рассматриваются для того, чтобы сравнить тенденции энергий образования элементов для относительно больший размер атома. Энергии образования этих случаев показаны в заштрихованной области рис. 2б. Красной линией отмечен тренд самых низких энергий образования (среди различных конфигураций примесей) на рис.Энергии образования, полученные из μ оксида , отмечены синей линией на том же рисунке. Обнаружено, что эти химические потенциальные обработки приводят к двум различным тенденциям в отношении самых низких энергий пласта.

    Как правило, металлические примеси, независимо от размера их атомов и воздействия типа химической среды (учитывая два различных химических потенциала), благоприятствуют местам замещения. С другой стороны, обычные высокоэлектроотрицательные элементы, такие как C, N, O, F, S и Cl, не благоприятствуют сайту замены.Вместо этого элементы C, N и Cl предпочитают октаэдрические междоузлия для двух химических сред. H, O и S стабилизируют различные примесные конфигурации при различной обработке химическим потенциалом: октаэдрические примесные конфигурации для μ оксида и примесно-димерные конфигурации (DB и DC) для μ элемента . Фтор является единственным элементом, который образует примесь-димер в Ti для обоих типов химических потенциалов. Следует подчеркнуть, что H, который легко мог потерять свой электрон, образуя катион H + , фактически ведет себя аналогично электроотрицательным элементам, будучи введенным в качестве примеси в Ti.Этот результат подтверждает анализ переноса заряда, в котором наблюдается, что H приобретает электроны от соседних атомов Ti, что обсуждается в следующем разделе.

    Анализ заряда

    Химическая гибридизация играет важную роль в определении конфигурации примесных атомов в решетке-хозяине. Идеальной мерой силы орбитальной гибридизации является перенос заряда между примесью и атомами-хозяевами. Анализ заряда по Бейдеру 45,46 обеспечивает количественную оценку сопровождаемого переноса заряда.{{\ mathrm {hybridized}}} \) – это вычисленный заряд Бейдера после достижения самосогласованных полевых решений. Согласно этому определению отрицательные значения для Δ q B ( X ) будет означать накопление заряда по соседству с атомным положением X (определение согласуется с определением заряда электрона, рассматриваемого как отрицательное), в то время как положительное значение будет означать потерю заряда с атомного положения X к окружающим.Тенденция Δ q B Ожидается, что ( X ) для примеси и атомов-хозяев будут обратно пропорциональны, поскольку потеря или приобретение заряда в месте примеси должно коррелировать с изменениями заряда в соседних атомах-хозяевах. Отрицательные значения Δ q B являются общими для электроотрицательных примесей, таких как C, N, O и F. (Ti)>) усредняется по ближайшим соседним координациям 4, 6 и 12 для примесного атома, расположенного в тетраэдрической, октаэдрической и замещенной примесных позициях соответственно.

    Перенос заряда между атомами примеси и ближайшими соседними атомами-хозяевами Ti в зависимости от атомного номера (кроме инертных газов) показан на рис. 3а для октаэдрических и замещенных примесных позиций. Перенос заряда следует той же тенденции периодов в периодической таблице для обоих примесных узлов. Средний перенос заряда на Ti ниже по величине, потому что несколько атомов Ti из соседней области связываются с атомом примеси. Перенос заряда на примесные атомы в октаэдрических междоузлиях и позициях замещения различается в зависимости от среднего переноса заряда Ti, как показано на рис.3б. Синие и черные сплошные линии представляют собой линии тренда для данных о примесях в октаэдрических положениях внедрения и замещения соответственно. Из рис. 3б видно, что перенос заряда на примеси в случаях замещения (наклон черной линии) в целом больше, чем для октаэдрических положений примеси (наклон синей линии). Та же информация также изображена на рис. 3а, где мы отмечаем разницу в значениях переноса заряда между случаями замещения (закрашенные квадраты) и интерстициального (незаштрихованные кружки).Как уже указывалось в предыдущем разделе, H в металлическом Ti имеет отрицательные значения Δ q B как для случаев замещения, так и для случаев внедрения (см. рис. 3a,b), предполагая, что он действует как примесь, притягивающая электроны, подобно C, O и F.

    Рис. 3

    a соседние атомы Ti. b Сравнение тенденции переноса заряда для примесей в октаэдрических положениях внедрения и замещения

    Предпочтительные конфигурации для рассматриваемых элементов представлены на рис.4, где энергии образования примесей замещения сравниваются с минимальной энергией образования из конфигураций внедрения. Обнаружено, что сильно электроотрицательные элементы, H, C, N, O, F, S и Cl, благоприятствуют интерстициальным позициям (см. рис. 2b). Химическая гибридизация играет более решающую роль, чем другие конкурирующие термины. Линия y = х — случай, когда равновероятны как примеси замещения, так и примеси внедрения, чем дальше от этой линии, тем выше вероятность как примесей внедрения, так и примесей замещения.Случаи примесей P и Ni отклоняются от ожидаемого поведения. Другими словами, энергии их образования лежат относительно близко к линии y  =  x . Интуитивно ожидается, что P будет благоприятствовать интерстициальному положению, в то время как Ni, как ожидается, будет благоприятствовать замещающему сайту. Пересмотр исходных соединений, из которых получен химический потенциал, потенциально может помочь исправить это несоответствие. Кроме того, для Ni трудность может заключаться в значении химических потенциалов, которое определяется оксидным соединением NiO.NiO является примером соединения, в котором приближение GGA не учитывает сильные эффекты электронной корреляции. 47

    Рис. 4

    Сравнение энергий образования места замещения (по оси абсцисс) и наиболее благоприятной междоузельной конфигурации (по оси ординат). Линия y  =  x показывает четкое разделение и указывает на благоприятную конфигурацию точечных дефектов

    Химические и физические свойства титана

    Титан — прочный металл, используемый в человеческих имплантатах, самолетах и ​​многих других продуктах.Вот факты об этом полезном элементе:

    Основные факты

    Изотопы

    Известно 26 изотопов титана в диапазоне от Ti-38 до Ti-63. Титан имеет пять стабильных изотопов с атомными массами 46-50. Наиболее распространенным изотопом является Ti-48, на долю которого приходится 73,8% всего природного титана.

    Свойства

    Титан имеет температуру плавления 1660 +/- 10°С, температуру кипения 3287°С, удельный вес 4,54, валентность 2, 3 или 4.Чистый титан представляет собой блестящий белый металл с низкой плотностью, высокой прочностью и высокой коррозионной стойкостью. Он устойчив к разбавленной серной и соляной кислотам, влажному газообразному хлору, большинству органических кислот и растворам хлора. Титан пластичен только тогда, когда он свободен от кислорода. Титан горит на воздухе и является единственным элементом, который горит в азоте.

    Титан диморфен, гексагональная а-форма медленно переходит в кубическую b-форму около 880°C. Металл соединяется с кислородом при температуре красного каления и с хлором при 550°С.Титан такой же прочный, как сталь, но на 45% легче. Металл на 60% тяжелее алюминия, но вдвое прочнее.

    Металлический титан считается физиологически инертным. Чистый диоксид титана достаточно прозрачен, имеет чрезвычайно высокий показатель преломления и оптическую дисперсию выше, чем у алмаза. Природный титан становится высокорадиоактивным при бомбардировке дейтронами.

    Использование

    Титан важен для легирования алюминия, молибдена, железа, марганца и других металлов.Титановые сплавы используются в ситуациях, когда требуется легкая прочность и способность выдерживать экстремальные температуры (например, в аэрокосмической промышленности). Титан может использоваться в опреснительных установках. Металл часто используется для компонентов, которые должны подвергаться воздействию морской воды. Титановый анод, покрытый платиной, может использоваться для обеспечения катодной защиты от коррозии в морской воде.

    Поскольку он инертен в организме, металлический титан применяется в хирургии. Диоксид титана используется для изготовления искусственных драгоценных камней, хотя полученный камень относительно мягкий.Астеризм звездчатых сапфиров и рубинов является результатом присутствия TiO 2 . Диоксид титана используется в красках для дома и красках для художников. Краска стойкая и обеспечивает хорошее покрытие. Это отличный отражатель инфракрасного излучения. Краска также используется в солнечных обсерваториях.

    Пигменты оксида титана составляют наибольшее использование элемента. Оксид титана используется в некоторых косметических средствах для рассеивания света. Тетрахлорид титана используется для иризации стекла. Поскольку соединение сильно дымит на воздухе, его также используют для изготовления дымовых завес.

    Источники

    Титан является 9-м наиболее распространенным элементом в земной коре. Он почти всегда находится в магматических породах. Встречается в рутиле, ильмените, сфене, многих железных рудах и титанатах. Титан содержится в угольной золе, растениях и в организме человека. Титан встречается на солнце и в метеоритах. Горные породы из миссии «Аполлон-17» на Луну содержали до 12,1% TiO 2 . В породах из более ранних миссий было обнаружено более низкое процентное содержание диоксида титана. Полосы оксида титана видны в спектрах звезд М-типа.В 1946 году Кролл показал, что титан можно производить в промышленных масштабах путем восстановления тетрахлорида титана магнием.

    Физические данные

    Мелочи

    • Титан был обнаружен в черном песке, известном как ильменит. Ильменит представляет собой смесь оксидов железа и оксидов титана.
    • Уильям Грегор был пастором прихода Маннакан, когда он открыл титан. Он назвал свой новый металл «манакканит».
    • Немецкий химик Мартин Клапрот заново открыл новый металл Грегора и назвал его титаном в честь Титанов, греческих мифологических существ Земли.Название «титан» было предпочтено и в конечном итоге принято другими химиками, но признало Грегора первооткрывателем.
    • Чистый металлический титан не был выделен до 1910 года Мэтью Хантером — через 119 лет после его открытия.
    • Приблизительно 95% всего титана используется в производстве диоксида титана, TiO 2 . Диоксид титана — чрезвычайно яркий белый пигмент, используемый в красках, пластмассах, зубной пасте и бумаге.
    • Титан используется в медицинских процедурах, потому что он нетоксичен и не вступает в реакцию с организмом.

    Каталожные номера

    • Los Alamos национальная лаборатория (2001)
    • Crescent Chemical Company (2001)
    • Справочник Ланге по химии (1952)
    • CRC Справочник по химии и физике (18)
    • База данных ENSDF Международного агентства по атомной энергии (октябрь 2010 г.)

    ТИТАН

    ТИТАН

    ТИТАН

    от латинского титаны что означает «первые сыны земли»

     

    Взрыв титановой звезды.Нажмите на изображение, чтобы узнать больше!

    Несколько забавных фактов о титане:

    Титан был обнаружен в 1791 г. г-ном Грегором, но он не был назван до 1795 г.  Это был первый выделен Хантером в 1910 г. при нагревании TiCl4 с натрием в стальной бомбе при температура от 700-800 C. Это довольно жарко!

    Титаниум девятый Самый распространенный металл в земной коре. Это много титана!

    Это всего около 6 долларов, чтобы купить фунт титана.Это меньше, чем поход в кино! Это больше похоже на попкорн и поп в кино. черт возьми, я бы взял немного титан.

    атомный номер: 22

    атомная масса: 47,867 г

    распространенных степеней окисления: 2,3,4

    внешний вид: красивый блестящий белый металл

    температура плавления: 1660 градусов Цельсия

    температура кипения: 3287 градусов С

    Кристаллическая структура

    : шестигранник с наибольшей упаковкой

    msthemelist>

    плотность: 4507 кг м3

    msthemelist>

    электроотрицательность: 1.54 Палинговые узлы

    Электронная конфигурация

    в основном состоянии: [Ар]3d24s2

    источник: Титан существует в основном в земной коре, но также может быть найден на солнце и метеориты. Металлический титан очищают перед использованием. Он удален из TiFeO3 или TiO2 по методу Кролла, в котором используются следующие реакции:

    2TiFeO3 + 7Cl2 + 6C (900 В) —> 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO

    TiCl4 + 2Mg (1100 С) —-> 2 MgCl2 + Ti

                 

    “Это у тебя железная дубина? Ха! неудачник.

    “Клуб тигров

    Тайгер Вудс — большой поклонник титана. Нажать на ссылка выше чтобы узнать больше о Тайгере Вудсе.

    Стань профессиональным игроком в гольф! Купить титановые клюшки для гольфа

     

    свойства и применение: Титан прочен, легко изготовлен, устойчив к коррозии и имеет очень низкую плотность. Эти свойства делают его сплавы полезными в самолетах и ​​​​ракетах из-за их легкий вес и способность выдерживать экстремальные температуры.Это также популярен в индустрии изготовления велосипедов и даже в ювелирных изделиях. Это так же сильно, как стали, но на 45% легче. Сейчас он используется Тайгером Вудсом в гольф-клубах. Он содержится в красках для дома, дымовых завесах и на опреснительных установках. Титан горит в воздух, и является единственным элементом, который горит в азоте. Он часто используется в фейерверк. На самом деле, многие фейерверки — это просто перхлорат калия. (KClO4) в смеси с чистым металлическим титаном. Очень простой процесс, В самом деле.Похоже на веселую лабораторию!

    Для получения дополнительной информации о титан, который вы когда-либо хотели знать:

    http://www.titanium.org

     

     

     

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *