Титан свойства и применение: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

alexxlab | 17.05.1982 | 0 | Разное

Содержание

Свойства и применение титана в промышленности и в ювелирной отрасли

Свойства и применение титана в промышленности и в ювелирной отрасли

Несмотря на то, что титан в природе нашли относительно недавно по сравнению с другими металлами, сегодня он широко используется в промышленности и других отраслях жизнедеятельности человека. Впервые он был обнаружен в 1789 году, как окись ранее неизвестного вещества и только в 1825 году Якоб Барцелиус получил первый образец металлического титана. Начиная с этого времени, наступила эпоха экспериментов, в ходе которых выяснились уникальные свойства этого редкого химического элемента. 
Сегодня титановые сплавы и соединения широко используются в авиационной технике, ракетостроении, химической промышленности и судостроении. Его ценность, как конструкционного материла, заключается в высокой механической и коррозийной прочности. Благодаря тому, что он безвреден биологически, он нашел свое место и в пищевой промышленности. 
Наиболее значимый минус титана заключается в высокой стоимости его производства, поэтому сплавы этого металла намного дороже железа, магния, алюминия и меди. Однако большая стоимость хорошо компенсируется его работоспособностью, так как механическая прочность материала значительно выше, чем у алюминия или железа. Благодаря этому ценному факту именно его выбирают в разных сферах промышленности. 

                                                       Особенности титановых украшений 
Титановые сплавы являются самыми легкими в мире, но в то же время их удельная прочность значительно выше, поэтому они идеально подходят для создания различных ювелирных украшений. Титан устойчив к вмятинам и царапинам, он не гнется, благодаря чему внешний вид изделий не меняется с годами. И даже, несмотря на то, что стоимость производства этого металла значительно выше цены на большую часть самых распространенных конструкционных материалов, в ювелирной отрасли украшения из золота или платины все равно остаются самыми дорогими, однако, по потребительским качествам они значительно уступают изделиям из титана. 
При взаимодействии с воздухом, материал покрывается тонкой оксидной пленкой, которая не дает металлу вступать в химические реакции с солнечным светом, соленой водой, а также с выделениями человеческого тела, например, потом. Благодаря тому, что он безвреден биологически, бижутерия из титана не вызывает аллергии, что очень важно при контакте с кожей.
К тому же, могут ли золотые или платиновые украшения похвастаться таким разнообразием цветов? Их у этих металлов просто не существует, в отличие от изделий из титана. Экзотические краски привлекают людей своими необычными оттенками, например, синим или фиолетовым, а также магическим цветом ночного неба, черным и другими вдохновляющими тонами. 
Еще одно достоинство этого удивительного металла заключается в том, что он хорошо комбинируется с другими ювелирными сплавами и камнями. Благодаря тому, что он устойчив к магнетизму, сейчас очень популярны титановые браслеты с неодимовыми магнитами. Эти украшения выглядят стильно и вместе с тем очень хорошо влияют на организм человека, оказывая благотворное магнитное воздействие. Ношение таких браслетов способствует улучшению биологических и обменных процессов в человеческом теле, а также является хорошим вспомогательным и лечебным средством в борьбе со многими заболеваниями. 
Интернет магазин New-Tecs предлагает вам купить титановые браслеты с неодимовыми магнитами и опробовать на себе силу этих лечебных и стильных украшений. 

                  

Сферы и области применения титана. Где применяется титан?

Титан – уникальный металл. Свойства этого материала делают его незаменимым во многих сферах человеческой жизни. Титан стал известен более двухсот лет назад и с тех пор не теряет своей популярности. Это один из самых распространённых элементов в периодической таблице Менделеева. Чтобы доказать это, мы подробно рассмотрим сферы и области применения титана.

Свойства и характеристики титана

Титан может похвастаться весьма выгодным набором различных свойств. К ним можно отнести:

  • стойкость к механическому воздействию;
  • стойкость к коррозии;
  • высокие прочностные показатели;
  • высокая температура плавления;
  • показатели плотности выше чем у алюминия;
  • теплопроводимость ниже чем у алюминия и железа;
  • титан можно использовать в большом диапазоне температур.
  • Перечисленные свойства титана говорят о том, что его можно применять в самых различных целях. Именно об этом и мы и поговорим более подробно. Сперва, стоит отметить, что титан имеет не только различные свойства и характеристики, но и марки.

    Марки титана

    Титан имеет достаточно большое количество различных марок. Каждая марка имеет разное содержание химических элементов и примесей, таких как азот, кремний, кислород, железо и другие. Возьмем, к примеру, марки титана ВТ1-0 и ВТ1-00. Титан данных марок используется в технических целях, так как имеет сравнительно небольшую прочность из-за низкого количества примесей в своем составе. То есть состав определенной марки титана влияет на его свойства и качественные показатели.

    Где применяют титан?

    Первоначально титан использовался преимущественно в военной промышленности, но со временем его стали активно применять и в других сферах, таких как:

  • энергетическая промышленность. Сплавы титана нашли свое применение в производстве теплообменного оборудования, различных труб, а также в качестве их покрытий.
  • химическая и нефтехимическая промышленность. Листы из титана используют для производства различных деталей химического и нефтехимического оборудования.
  • пищевая промышленность. Для оборудования данной отрасли ставят очень высокие требования, а титановые сплавы соответствуют им. Из этого металла делают центрифуги, мерные цистерны, фильтры, сосуды и другое оборудование для пищевой отрасли.
  • целлюлозная промышленность. Этой отрасли характерны весьма сложные процессы, которые требуют материалы с высокими качественными показателями. К таким материалам относят титан.
  • автомобильная промышленность. Доказано, что чем меньше масса автомобиля, тем меньше расход топлива. Тем самым повышается его экономичность и экологичность. Небольшая масса титана позволяет снизить массу деталей автомобилей.
  • декоративно – прикладное искусство. Титан хорошо обрабатывается, тем самым позволяет использовать себя для изготовления различных украшений, скульптур, памятников. К примеру, из титана делают серьги для пирсинга. Их можно использовать для первичных проколов, так как титан не вызывает аллергических реакций.
  • Применение титана в строительстве

    Такие свойства как прочность, стойкость к коррозии, химическим веществам, атмосферным осадкам, ультрафиолетовым лучам и другим неблагоприятным факторам внешней среды позволяют использовать титан в строительстве. Титан, как строительный материал, популярен во многих странах мира. Например, в восточных странах титан используют в качестве кровельного материала. Очень часто здания облицовывают титаном из-за его выгодных свойств и в других странах мира. Также титаном облицовывают карнизы, колонны и другие элементы зданий.

    Этот цветной металл, на протяжении многих лет, зарекомендовал себя как надежный и долговечный материал. Сферы и области применения титана очень обширны и благодаря своим уникальным свойствам, данный металл называют «металлом будущего». Нет и капли сомнения, что титан не утратит своей популярность даже через много лет.

    Теплопроводность, плотность и другие физические свойства титана Ti

    Сегодня титан является одним из наиболее популярных металлов. Сплавы титана находят применение во многих отраслях промышленности, а особенно в авиакосмической сфере. Благодаря низкой плотности и другим уникальным свойствам титан применяется, как при изготовлении ортопедических и стоматологических имплантов, так и самолетов последнего поколения и космических кораблей.

    Повсеместное применение титана делает его одним из самых востребованных металлов на Земле. Популярность титана обусловлена его высокой сопротивляемости коррозии, по сравнению с другими металлами. Титан очень прочный и легкий металл, его плотность немногим выше плотности алюминия.

    При одинаковой прочности титановые конструкции легче стальных на 45%.

    Титан «работает» в кислых средах, в морской воде, не реагирует с большинством агрессивных веществ. Титан легко сплавляется с алюминием, железом, ванадием, молибденом, образуя прочные и легкие титановые сплавы.

    В таблицах приведены следующие теплофизические свойства титана Ti: плотность титана, теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность титана, удельное сопротивление, функция Лоренца, коэффициент температурного расширения.

    Плотность титана равна 4500 кг/м3 при комнатной температуре. При нагревании титан расширяется и его плотность снижается. Плотность жидкого титана имеет значение 4120 кг/м3. Теплоемкость титана при температуре 27°С составляет величину 530,8 Дж/(кг·град) и при повышении температуры растет.

    Свойства титана представлены в зависимости от от температуры, в интервале от 100 до 2000 К.

    Теплопроводность титана не высока, ее значение сравнимо с теплопроводностью нержавеющей стали. Теплопроводность титана при комнатной температуре в среднем составляет величину 18 Вт/(м·град). По мере нагревания, теплопроводность титана увеличивается.

    Источники:
    1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
    2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

    Двоякость свойств металла титан

     

    Многих интересует немного загадочный и не до конца изученный титан — металл, свойства которого отличаются некоторой двоякостью. Металл и самый прочный, и самый хрупкий.

    Самый прочный и самый хрупкий металл

    Его открыли двое ученых с разницей в 6 лет — англичанин У. Грегор и немец М. Клапрот. Название титана связывают, с одной стороны, с мифическими титанами, сверхъестественными и бесстрашными, с другой стороны, с Титанией — королевой фей.

    Это один из самых распространенных в природе материалов, но процесс получения чистого металла отличается особой сложностью.

    Свойства титана

    22 химический элемент таблицы Д. Менделеева Titanium (Ti) относится к 4 группе 4 периода.

    Цвет титана серебристо-белый с выраженным блеском. Его блики переливаются всеми цветами радуги.

    Это один из тугоплавких металлов. Он плавится при температуре +1660 °С (±20°). Титан отличается парамагнитностью: он не намагничивается в магнитном поле и не выталкивается из него.
    Металл характеризуется низкой плотностью и высокой прочностью. Но особенность этого материала заключается в том, что даже минимальные примеси других химических элементов кардинально изменяют его свойства. При наличии ничтожной доли других металлов титан теряет свою жаропрочность, а минимум неметаллических веществ в его составе делают сплав хрупким.

    Эта особенность обуславливает наличие 2 видов материала: чистого и технического.

    1. Титан чистого вида используют там, где требуется очень легкое вещество, выдерживающее большие нагрузки и сверхвысокие температурные диапазоны.
    2.  Технический материал применяется там, где ценятся такие параметры, как легкость, прочность и устойчивость к коррозии.

    Вещество обладает свойством анизотропности. Это означает, что металл может изменять свои физические характеристики, исходя из приложенных усилий. На эту особенность следует обращать внимание, планируя применение материала.

    Титан теряет прочность при малейшем присутствии в нем примесей других металлов

    Проведенные исследования свойств титана в нормальных условиях подтверждают его инертность. Вещество не реагирует на элементы, находящиеся в окружающей атмосфере.
    Изменение параметров начинается при повышении температуры до +400°С и выше. Титан вступает в реакцию с кислородом, может воспламеняться в азоте, впитывает газы.

    Эти свойства затрудняют получение чистого вещества и его сплавов. Производство титана основано на применении дорогостоящей вакуумной аппаратуры.

    Титан и конкуренция с другими металлами

    Этот металл постоянно сравнивают с алюминием и сплавами железа. Многие химические свойства титаназначительно лучше, чем у конкурентов:

    1. По механической прочности титан превосходит железо в 2 раза, а алюминий в 6 раз. Прочность его увеличивается при снижении температуры, чего не отмечается у конкурентов.
      Антикоррозионные характеристики титана значительно превышают показатели других металлов.
    2. При температурах окружающей среды металл абсолютно инертен. Но при повышении температуры свыше +200°С вещество начинает поглощать водород, изменяя свои характеристики.
    3. При более высоких температурах титан вступает в реакции с другими химическими элементами. Он обладает высокой удельной прочностью, что в 2 раза превосходит свойства лучших сплавов железа.
    4. Антикоррозионные свойства титана значительно превышают показатели алюминия и нержавеющей стали.
    5. Вещество плохо проводит электричество. Титан имеет удельное электросопротивление в 5 раз выше, чем у железа, в 20 раз, чем у алюминия, и в 10 раз выше, чем у магния.
    6. Титан характеризуется низкой теплопроводностью, это обусловлено низким коэффициентом температурного расширения. Она меньше в 3 раза, чем у железа, и в 12, чем у алюминия.

    Какими способами получают титан?

    Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

    • ильменит;
    • рутил;
    • анатаз;
    • перовскит;
    • брукит.

    Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

    Добыча титана – дорогой и трудозатратный процесс

    Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

    1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество – тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
    2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап – разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
    3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
    4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры – +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

    Области применения

    Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

    Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

    • В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.
    • На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
    • Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.
    • В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель. Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
    • В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли. Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

    У титана очень широкая область применения

    Чистый титан имеет свои области применения. Он нужен там, где необходима стойкость к высоким температурам и при этом должна сохраняться прочность металла.

    Его применяют в:

    • авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
    • медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
    • технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана – при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

    В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

    • на изготовление краски используется 60 %;
    • пластик потребляет 20 %;
    • в производстве бумаги используют 13 %;
    • машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

    Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.

    Свойства и применение титана | Тверьтехмаш

    При слове металл возникает ассоциация с чем-то очень прочным и твердым. Но все металлы имеют разные показатели прочности – один металл легко гнется, а другой практически не поддается деформации. Но кроме прочности в промышленности, особое внимание уделяется весу того или иного материала. Так например, чугун хотя и прочный материал, из-за большого веса широкого применения не нашел и используется в основном для черновых работ. А одним из самых ценных для промышленности металлом является титан.

     Титан – серебристо-белый металл, открытый в конце 18, начале 19 века. Открытие диоксида титана принадлежит сразу нескольким ученым, а вот в твердом виде титан был получен в 1825 шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом.

     На сегодняшний день 90% титана добывают из диоксида титана. Этот диоксид получают путем сернокислой обработки титановых руд. Полученный диоксид пирометаллургическим методом спекают с коксом, а также подвергают обработке хлором, получая таким образом тетрахлорид титана. После этого химическое соединение восстанавливают магнием, а получают чистый титан методом электролиза из тетрахлорида.

     Долгое время титан не применяли в промышленности. Настоящий прорыв случился в конце 20 века, когда инженеры-конструкторы разглядели скрытый потенциал этого металла. Обладая небольшим весом, титан имеет колоссальные показатели прочности. По этому показателю титан превосходит железо в 4 раза, а алюминий в 12 раз. И при этом масса титана в 2 раза меньше железа. Кроме этого титан практически не подвержен коррозии и имеет высокую устойчивость к кислотам и щелочам. Этот металл разрушается под воздействием очень сильных кислот, таких как серная и ортофосфорная.

     Благодаря своим физико-химическим характеристикам титан получил широкое распространение в судостроении, приборостроении, авиапромышленности и ракетостроении. Его применяют в военной промышленности в качестве материала для изготовления броневых пластин и корпусов. В медицине, титан используют для изготовления протезов и имплантатов. Также его используют для изготовления спортивного инвентаря, корпусов бытовой техники и различных инструментов.

     Интересен тот факт, что титан не является редким химическим элементом. Ученые утверждают, что титан находится на 9 месте по распространенности в земной коре. Запасы минералов, в которых содержится титан, исчисляются миллионами тонн. В процентном отношении титан составляет 0.61% массы земной коры. А в морской воде содержится 0,222% количества вещества. А в количественном эквиваленте общие запасы титановых руд составляют более 1.4 млрд тонн. Наибольшие месторождения титана находятся в Китае, России, Бразилии, ЮАР, Австралии и Индии.

    Свойства и области применения чистого титана » Все о металлургии

    22.09.2015


    Краткие общие сведения


    Несмотря на многие ценные свойства титана и большую распространенность его в природе, долго считали, что металлический титан не может быть конструкционным материалом вследствие его хрупкости. Однако, как показали позднейшие исследования, хрупкость титану придают примеси, в частности водород.
    В 1925 г. впервые был получен очень чистый йодид-ный титан, который оказался весьма пластичным металлом. Поэтому чистый титан стал перспективным материалом для применения в ряде отраслей техники, в том числе в авиации и ракетостроении.
    Основным способом производства технического титана в настоящее время является магние- или натриетермический способ, который заключается в восстановлении очищенного тетрахлорида титана магнием или натрием в атмосфере сухого аргона:

    TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2


    или

    TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl.


    Образующиеся дендриты титана оседают на дно и стенки реакционного сосуда, спекаясь в плотную губчатую массу — титановую губку. Заключительной операцией является превращение титановой губки в слиток, что обычно осуществляют плавкой в дуговой печи с расходуемым электродом, изготовленным прессованием губки.
    Для ряда областей применения полученный таким образом технический титан удовлетворяет необходимым требованиям. Однако, чтобы получить титан повышенной пластичности и коррозионной стойкости, необходима более глубокая очистка его от примесей. В этом случае технический титан (или губку) подвергают дополнительной очистке, для чего могут быть применены плавка его в вакуумных печах с электронно-лучевым нагревом, электролитическое рафинирование и йодидное рафинирование. Этот последний способ очистки позволяет получать очень чистый пластичный титан, правда, в относительно небольших масштабах. Возможно осуществление глубокой очистки титана от примесей также с помощью субхлоридного процесса.

    Свойства титана


    Титан находится в IV подгруппе первого большого периода системы элементов Д.И. Менделеева и характеризуется следующими основными физическими свойствами: атомный номер 22; атомная масса 47,90; плотность при 20° С 4,505 г/см3; температура плавления 1665° С и температура кипения 3027° С. Упругость паров титана при его температуре плавления составляет всего 0,45*10в-3 мм рт. ст. Скрытая теплота плавления и испарения почти в 2 раза больше, чем у железа.
    Чистый титан обладает весьма низкой теплопроводностью — она в 13 раз меньше, чем у алюминия, и в 4 раза меньше, чем у железа. Он имеет довольно высокое удельное электрическое сопротивление, которое существенно зависит от содержания в нем примесей кислорода и азота. Так, удельное электросопротивление йодидного титана составляет 45*10в-6, а технически чистого — около 55*10в-6 ом*см.
    Титан — электрохимически активный металл; в ряду напряжений он занимает место между бериллием и марганцем. Однако на его поверхности образуется защитная пленка из рутила, которая делает его исключительно стойким против коррозии в весьма агрессивных средах, в том числе и в морской воде.
    Отличающийся слабой химической активностью при обычной температуре чистый титан при ее повышении активно реагирует со многими веществами, особенно с газами: кислородом, азотом, водородом, окисью и двуокисью углерода, водяным паром, аммиаком. Примеси газов делают металл хрупким, не способным к пластической деформации.
    Иодидный титан начинает взаимодействовать с кислородом уже при довольно низких температурах: 250—300° С. Технический же титан взаимодействует с кислородом особенно интенсивно при температуре выше 700° С. Весьма активно титан взаимодействует с водородом. Отожженный предварительно в глубоком вакууме титан начинает поглощать водород уже при комнатной температуре. Для чистейшего йодидного титана, отожженного при высокой температуре в вакууме, наибольшая степень поглощения водорода наблюдается при температурах, близких к 300° С. Для технически чистого титана максимум скорости поглощения водорода сдвигается к более высоким температурам — порядка 700—900° С.
    Механические свойства титана определяются неизбежно присутствующими в нем примесями. Чистейший йодидный титан обладает достаточно высокими пластическими свойствами при сравнительно низкой прочности (σb = 25—30 кГ/мм2; δ = 50—60% и ψ= 70—80%).
    Обычными примесями в титане являются кислород, азот, водород, углерод, железо и кремний.
    Растворимость кислорода в чистом титане достигает примерно 3% (ат.). Атомы кислорода внедряются в кристаллическую решетку титана и сильно искажают ее. Поэтому кислород (до 0,2% ат.) повышает предел прочности и текучести, а также твердость йодидного титана (рис. 49). Однако при более высоком содержании кислорода титан становится хрупким, что приводит к падению предела его прочности и текучести. Кислород сильно понижает пластические свойства чистого титана в области малых концентраций (до 0,1%), далее он сравнительно мало влияет на пластичность, а уже при больших содержаниях кислорода (более 0,7%) титан полностью теряет способность к пластичности.
    Азот взаимодействует с титаном с образованием твердых растворов и нитрида титана. Он еще в большей степени (при содержании до 0,2% N2) упрочняет йодидный титан, чем кислород (рис. 50). Пластические свойства чистого титана при введении азота уменьшаются и при содержании свыше 0,2% (по массе) N2 наступает хрупкое разрушение. Большее упрочняющее влияние азота объясняется тем, что азот сильнее искажает решетку титана, чем кислород, введенный в тех же количествах.

    Водород, растворенный в титане, образует с ним твердые растворы внедрения и гидриды TiH и Тih3. Он является весьма вредной примесью в титане, так как резко снижает его ударную вязкость и повышает хладноломкость и ползучесть даже при очень небольших концентрациях (водородная хрупкость). В то же время водород незначительно влияет на прочностные свойства чистого титана, что объясняется меньшим искажением решетки титана растворенными в нем атомами водорода.
    Необходимо подчеркнуть одну важную особенность в поведении примеси водорода в титане: если кислород и азот поглощаются титаном необратимо, то водород может быть удален из титана при нагревании в вакууме до 1000—1200° С.
    Углерод образует с титаном твердые растворы внедрения, но влияет на механические свойства титана меньше, чем кислород и азот. Прочностные свойства чистого титана повышаются до содержания 0,3% (по массе) углерода; при дальнейшем повышении его содержания свойства титана практически не изменяются.
    Примеси железа и кремния образуют с титаном твердые растворы замещения, поэтому оказывают значительно меньшее влияние на механические свойства титана, чем примеси внедрения (т. е. кислород, азот, водород и др.), сильнее искажающие его кристаллическую решетку.

    Применение чистого титана


    Особо чистый (пластичный) титан характеризуется хорошей способностью к обработке, очень большой стойкостью против коррозии и достаточно высокой жаропрочностью. В силу этого такой титан (а также сплавы на его основе) применяются в ракетной технике, сверхскоростном самолетостроении, судостроении и в электронной технике. В этом последнем случае пластичный титан применяется для изготовления анодов, сеток и других деталей вакуумных генераторных ламп средней и малой мощности. В качестве примера может служить конструкция миниатюрного триода, где из титана выполнены анод и выводы подогревателя, катод и сетки. В силу высокой поглощающей способности по отношению к газам тонкие титановые проволоки применяют в качестве газопоглотителя, навивая их на нагревающиеся участки держателей катода. Чистый титан применяется в качестве упрочняющей присадки к важнейшим сплавам вакуумной техники, а также материала антикатода рентгеновских трубок и для других аналогичных целей.

    Характеристики металла титан – свойства, особенности приминения металла, положительные и отрицательные качества.

     

    Металл титан – распространенный в природе металл, в земной коре его больше, чем меди, свинца и цинка. При плотности 4,51 г/см3 титан имеет прочность 267…337 МПа, а его сплавы-до 1 250 МПа. Это тускло-серый металл с температурой плавления 1668 0С, коррозионно стоек при нормальной температуре даже в сильных агрессивных средах, но очень активен при нагреве выше 400 0С. В кислороде способен к самовозгоранию. Бурно реагирует с азотом. Окисляется водяным паром, углекислым газом, поглощает водород. Теплопроводность титана более чем в два раза ниже, чем у углеродистой стали. Поэтому при сварке титана, несмотря на его высокую температуру плавления, требуется меньше тепла.

    Титановые сплавы – разбираемся в подробностях

    Металл титан – распространенный в природе металл, в земной коре его больше, чем меди, свинца и цинка. При плотности 4,51 г/см3 титан имеет прочность 267…337 МПа, а его сплавы-до 1 250 МПа. Это тускло-серый металл с температурой плавления 1668 0С, коррозионно стоек при нормальной температуре даже в сильных агрессивных средах, но очень активен при нагреве выше 400 0С. В кислороде способен к самовозгоранию. Бурно реагирует с азотом. Окисляется водяным паром, углекислым газом, поглощает водород. Теплопроводность титана более чем в два раза ниже, чем у углеродистой стали. Поэтому при сварке титана, несмотря на его высокую температуру плавления, требуется меньше тепла.

    Титан может находиться в виде двух основных стабильных фаз, отличающихся строением кристаллической решетки. При нормальной температуре он существует в виде α-фазы с мелкозернистой структурой, не чувствительной к скорости охлаждения. При температуре выше 882 0С образуется β-фаза с крупным зерном и высокой чувствительностью к скорости охлаждения. Легирующие элементы и примеси могут стабилизировать α-фазу (алюминий, кислород, азот) или β-фазу (хром, марганец, ванадий). Поэтому сплавы титана условно разделяют на три группы: α, α + β и β сплавы. Первые (ВТ1, ВТ5-1) термически не упрочняются, пластичны, обладают хорошей свариваемостью. Вторые (ОТ4, ВТЗ, ВТ4, ВТ6, ВТ8) при малых добавках β-стабилизаторов также свариваются хорошо. Они термически обрабатываются. Сплавы с β-структурой, например ВТ15, ВТ22, упрочняются термообработкой. Они свариваются хуже, склонны к росту зерен и к холодным трещинам.
    При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твердый раствор в α-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют алъфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от Ti6O до TiO2. По мере окисления изменяется окраска оксидной пленки от золотисто-желтой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 500 0С, образует нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Растворимость водорода в жидком титане больше, чем в стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла.
    Технология сварки титановых сплавов

    Из-за высокой химической активности титановые сплавы удается сваривать дуговой сваркой в инертных газах неплавящимся и плавящимся электродом, дуговой сваркой под флюсом, электронным лучом, электрошлаковой и контактной сваркой. Расплавленный титан жидкотекуч, шов хорошо формируется при всех способах сварки.

    Основная трудность сварки титана – это необходимость надежной защиты металла, нагреваемого выше температуры 400 0С, от воздуха.

    Дуговую сварку ведут в среде аргона и в его смесях с гелием. Сварку с местной защитой производят, подавая газ через сопло горелки, иногда с насадками, увеличивающими зону защиты. С обратной стороны стыка деталей устанавливают медные подкладные планки с канавкой, по длине которой равномерно подают аргон. При сложной конструкции деталей, когда осуществить местную защиту трудно, сварку ведут с общей защитой в камерах с контролируемой атмосферой. Это могут быть камеры-насадки для защиты части свариваемого узла, жесткие камеры из металла или мягкие из ткани со смотровыми окнами и встроенными рукавицами для рук сварщика. В камеры помещают детали, сварочную оснастку и горелку. Для крупных ответственных узлов применяют обитаемые камеры объемом до 350 м 3, в которых устанавливают сварочные автоматы и манипуляторы. Камеры вакуумируются, затем заполняются аргоном, через шлюзы в них входят сварщики в скафандрах.

    Аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом детали толщиной 0,5… 1,5 мм сваривают встык без зазора и без присадки, а толщиной более 1,5 мм – с присадочной проволокой. Кромки свариваемых деталей и проволока должны зачищаться так, чтобы был снят насыщенный кислородом альфированный слой. Проволока должна пройти вакуумный отжиг при температуре 900… 1000 0С в течение 4 ч. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Детали толщиной более 10… 15 мм можно сваривать за один проход погруженной дугой. После образования сварочной ванны увеличивают расход аргона до 40…50 л/мин, что приводит к обжатию дуги. Затем электрод опускают в сварочную ванну. Давление дуги оттесняет жидкий металл, дуга горит внутри образовавшегося углубления, ее проплавляющая способность увеличивается.
    Узкий шов с глубоким про-плавлением при сварке неплавя-щимся электродом в аргоне можно получать, применяя флюсы-пасты АН-ТА, АНТ17А на основе фтористого кальция с добавками. Они частично рафинируют и модифицируют металл шва, а также уменьшают пористость.

    Дуговую сварку титановых сплавов плавящимся электродом (проволокой диаметром 1,2…2,0 мм) выполняют на постоянном токе обратной полярности на режимах, обеспечивающих мелкокапельный перенос электродного металла. В качестве защитной среды применяют смесь из 20 % аргона и 80 % гелия или чистый гелий. Это позволяет увеличить ширину шва и уменьшить пористость.

    Титановые сплавы можно сваривать дуговой сваркой под бескислородными фтористыми флюсами сухой грануляции АНТ1, АНТЗ для толщины 2,5…8,0 мм и АНТ7 для более толстого металла. Сварку ведут электродной проволокой диаметром 2,0…5,0 мм с вылетом электрода 14…22 мм на медной или на флюсомедной подкладке, либо на флюсовой подушке. Структура металла в результате модифицирующего действия флюса получается более мелкозернистой, чем при сварке в инертных газах.

    При электрошлаковой сварке используют пластинчатые электроды из того же титанового сплава, что и свариваемая деталь, толщиной 8…12 мм и шириной, равной толщине свариваемого металла. Используют тугоплавкие фторидные флюсы АНТ2, АНТ4, АНТ6. Чтобы через флюс не проникал кислород, шлаковую ванну дополнительно защищают аргоном. Металл зоны термического влияния защищают, увеличивая ширину формирующих водоохлаждаемых ползунов и продувая в зазор между ними и деталью аргон. Сварные соединения после электрошлаковой сварки имеют крупнокристаллическую структуру, но свойства их близки к основному металлу. Перед электрошлаковой сваркой, так же как и перед дуговой, флюсы должны быть прокалены при температуре 200…300 0С.

    Электронно-лучевая сварка титановых сплавов обеспечивает наилучшую защиту металла от газов и мелкозернистую структуру шва. Требования к сборке по сравнению с другими способами жестче.

    При всех способах сварки титановых сплавов нельзя допускать перегрева металла. Нужно применять способы и приемы, позволяющие влиять на кристаллизацию металла: электромагнитное воздействие, колебания электрода или электронного луча поперек стыка, ультразвуковое воздействие на сварочную ванну, импульсный цикл дуговой сварки и т.п. Все это позволит получать более мелкую структуру шва и высокие свойства сварных соединений.

    Характеристики металла титан и его применение

    Металл титан является легким серебристо-белым металлом. Титановые сплавы обладают легкостью и прочностью, высокой коррозийной стойкостью и низким коэффициентом теплового расширения. Кроме того, титан – металл, который способен сохранять свои свойства в диапазоне температур от – 290 до +600 градусов Цельсия.  

    Оксид этого металла впервые обнаружил в 1789 У. Грегор. Во время исследования железистого песка ему удалось выделить окись неизвестного до селе металла, которой он дал название менакеновая. Один из первых образцов металлического титана был получен в 1825 Й. Я. Берцелиусом.  

    Особенности

    В периодической таблице Менделеева титан – элемент, находящийся в 4-ой группе 4-ого периода под номером 22. В наиболее устойчивых соединениях данный элемент четырехвалентен. Своим внешним видом он немного напоминает сталь и относится к переходным элементам. Температура плавления титана 1668±4°С, а кипит он при 3300 градусах Цельсия. Что касается скрытой теплоты плавления и испарения этого металла, то она почти в 2 раза больше, нежели у железа.  

    Титан – металл серебристого оттенка
    Сегодня существуют две аллотропические модификации титана. Первая – низкотемпературная альфа-модификация. Вторая – высокотемпературная бетта-маодификация. По плотности, а также удельной теплоемкости этот металл занимает место между алюминием и железом.  

    Характеристика титана имеет ряд положительных особенностей. Механическая прочность его вдвое больше чистого железа и в шесть раз выше алюминия. Однако, титан способен поглощать кислород, водород и азот. Они могут резко снижать его пластические свойства. Если титан смешивается с углеродом, то образуются тугоплавкие карбиды, которые имеют высокую твердость.  

    Титану свойственна низкая теплопроводность, которая в 4 раза меньше, чем у алюминия, и в 13 раз, чем у железа. Также титан обладает довольно высоким удельным электросопротивлением.  

    Титан является парамагнитным металлом, а как известно, парамагнитные вещества обладают магнитной восприимчивостью, которая падает при нагревании. Однако, титан – исключение, так как его восприимчивость только увеличивается с температурой.  

        Достоинства:
        Малая плотность, которая способствует уменьшению массы материала;
        Высокая механическая прочность;
        Высокая коррозийная стойкость;
        Высокая удельная прочность.

        Недостатки:
        Высокая стоимость производства;
        Активное взаимодействие со всеми газами, из-за чего плавят его только в вакууме либо среде инертных газов;
        Плохие антифрикционные свойства;
        Сложности вовлечения в производство титановых отходов;
        Склонность к солевой коррозии, водородной хрупкости;
        Довольно плохая обрабатываемость резанием;
        Большая химическая активность.

    Использование

    Применение титана наиболее востребовано в производстве ракетной и авиационной техники, морском судостроении.

    Кольца
    Его используют в качестве легирующей примеси к качественным сталям. Технический титан расходуется на изготовление емкостей и химических реакторов, трубопроводов и арматуры, насосов и клапанов, плюс ко всему изделий, функционирующих в агрессивных средах. Компактный титан применяется для изготовления сеток и других деталей электровакуумных приборов, которые работают в высоких температурах. 

    Механическая прочность, коррозийная стойкость, удельная прочность, жаропрочность и другие свойства титана позволяют широко применять его в технике. Высокая стоимость этого металла и сплавов компенсируется большой работоспособностью. В некоторых ситуациях титановые сплавы являются единственными использующимися для изготовления того или иного оборудования либо конструкций, способных работать в конкретных условиях. 

    Добыча

    Изначально добыча титана производилась для нужд производства красителей. Однако, использование этого металла в качестве конструкционного материала привело к расширению добычи титановой руды, а также поиску и освоению новых месторождений 

    Брусок чистого (99,995 %) титана
    В прошлом титан был побочным продуктом, а во многих случаях препятствовал, к примеру, добыче железной руды. Сегодня же рудники эксплуатируются только для получения этого металла, как главного продукта. 

    Чтобы добывать титановую руду, не нужно обладать каким-либо специальным горным оборудованием и проводить сложные операции. Если титановые минералы находят в песчаных месторождениях, то собираются они с помощью землесосных снарядов, проходя через которые они попадают на баржи, а те в свою очередь доставляют их на обогатительную установку. Но, если же минералы титана находят в горных породах, то здесь уже не используют даже горное оборудование. 

    Руда измельчается для обеспечения эффективного разделения минеральных компонентов. После, чтобы отделить ильменит от посторонних материалов применяется влажная магнитная сепарация малой интенсивности. Затем остаточный ильменит обогащается с помощью гидравлических классификаторов и столов. Потом обогащение производится методом сухой магнитной сепарации, обладающей высокой интенсивностью.  

    Свойство металла титан и его место в продуктах

    Титан – химический элемент, довольно широко распространённый в природе. Это металл, серебристо-серый и твёрдый; он входит в состав многих минералов, и добывать его можно почти везде – Россия занимает второе место в мире по добыче титана.

    Много титана в титанистом железняке – ильмените, относящемся к сложным оксидам, и золотисто-красном рутиле, являющемся полиморфной (многообразной и способной существовать в разных кристаллических структурах) модификацией двуокиси титана – химикам известно три таких природных соединения.

    Титан часто встречается в горных породах, но в почвах, особенно песчаных, его ещё больше. Среди титаносодержащих горных пород можно назвать перовскит – он считается довольно распространённым; титанит – силикат титана и кальция, которому приписываются лечебные и даже магические свойства; анатаз – также полиморфное соединение – простой оксид; и брукит – красивый кристалл, часто встречающийся в Альпах, а у нас, в России – на Урале, Алтае и в Сибири.

    Заслуга открытия титана принадлежит сразу двоим учёным – немцу и англичанину. Английский учёный Уильям Мак-Грегор не был химиком, но минералами очень интересовался, и однажды, в конце XVIII века, выделил из чёрного песка Корнуэлла неизвестный металл, и вскоре написал о нём статью.

    Эту статью читал и известный немецкий учёный, химик М.Г. Клапрот, и он через 4 года после Мак-Грегора обнаружил оксид титана (так он назвал этот металл, а англичане называли его менаккином – по названию места, где он был найден) в красном песке, распространённом в Венгрии. Когда учёный сравнил соединения, найденные в чёрном и красном песке, они оказались оксидами титана – так что этот металл был открыт обоими учёными независимо.

    Кстати, название металла не имеет никакого отношения к древнегреческим Богам Титанам (хотя есть и такая версия), а назвали его в честь Титании – царицы фей, о которой писал Шекспир. Это название связывается с лёгкостью титана – его необычно низкой плотностью.

    После этих открытий многие учёные не раз пытались выделить чистый титан из его соединений, но в XIX веке это удавалось плохо – даже великий Менделеев считал этот металл редким, и потому интересным только для «чистой» науки, а не для применения в практических целях. Но учёные XX века поняли, что титана в природе много – около 70 минералов содержат его в своём составе, и сегодня известно множество таких месторождений. Если говорить о металлах, широко используемых человеком в технике, то можно найти только три, которых в природе больше, чем титана – это магний, железо и алюминий. Химики ещё говорят, что, если количественно объединить все запасы меди, серебра, золота, платины, свинца, цинка, хрома и ещё некоторых металлов, которыми богата Земля, то титана получится больше, чем их всех.

    Выделять из соединений чистый титан химики научились только в 1940 году – это сделали американские учёные.
    Многие свойства титана уже изучены, и он применяется в разных сферах науки и промышленности, но мы здесь не будем подробно рассматривать эту сторону его применения – нам интересно биологическое значение титана.

    Использование титана в медицине и пищевой промышленности тоже нас интересует – в этих случаях титан поступает непосредственно в организм человека, или контактирует с ним. Одно из свойств этого металла очень радует: учёные, в том числе и медики, считают титан безопасным для человека, хотя при его избыточном поступлении в организм могут возникать хронические лёгочные заболевания.
    Титан в продуктах

    Титан есть в морской воде, тканях растений и животных, а значит, и в продуктах растительного и животного происхождения. Растения получают титан из почвы, на которой растут, а животные получают его, поедая эти растения, однако вначале – уже в XIX веке – химики открыли титан в организме животных, а уже потом в растениях. Эти открытия снова были сделаны англичанином и немцем – Г. Ризом и А. Адергольдом.

    В организме человека титана около 20 мг, и поступает он обычно с продуктами питания и водой. Титан есть в яйцах и молоке, в мясе животных и растениях – их листьях, стеблях, плодах и семенах, но вообще в продуктах питания его немного. Растения, особенно водоросли, содержат больше титана, чем ткани животных; много его в кладофоре – кустистой ярко-зелёной водоросли, часто встречающейся в пресных водоёмах и морях.
    Значение титана для организма человека

    Зачем титан нужен организму человека? Учёные говорят, что его биологическая роль не выяснена, но он участвует в процессе образования эритроцитов в костном мозге, в синтезе гемоглобина и в процессе формирования иммунитета.

    Титан есть в головном мозге человека, в слуховом и зрительном центрах; в женском молоке он есть всегда, причём в определённых количествах. Концентрации титана в организме активизируют обменные процессы, и улучшают общий состав крови, снижая в ней содержание холестерина и мочевины.

    В сутки человек получает около 0,85 мг титана, с водой и продуктами питания, а также с воздухом, но в желудочно-кишечном тракте он всасывается слабо – от 1 до 3%.

    Для человека титан нетоксичен или малотоксичен, и о летальной дозе у медиков тоже нет данных, но при регулярном вдыхании двуокиси титана он накапливается в лёгких, и тогда развиваются хронические заболевания, сопровождающиеся одышкой и кашлем с мокротой – трахеит, альвеолит и др. Накопление титана вместе с другими, более токсичными элементами, вызывает воспаления и даже гранулематоз – тяжёлое заболевание сосудов, опасное для жизни.

    Избыток и недостаток титана

    Чем может объясняться избыточное поступление титана в организм? Поскольку, как уже сказано, титан применяется во многих областях науки и промышленности, избыток титана и даже отравление им часто грозит рабочим разных производств: машиностроительных, металлургических, лакокрасочных и т.д. Наиболее токсичен хлорид титана: достаточно отработать на таком производстве около 3-х лет, не особенно соблюдая технику безопасности, и хронические заболевания не замедлят проявиться.

    Лечат такие заболевания обычно антибиотиками, пеногасителями, кортикостероидами, витаминами; больные должны находиться в покое и получать обильное питьё.

    Дефицит титана – как у человека, так и у животных, не выявлен и не описан, и в этом случае можно предположить, что его действительно не бывает.

    В медицине титан необыкновенно популярен: из него делают превосходные инструменты, и при этом доступные и недорогие – титан стоит от 15 до 25 долларов за килограмм. Любят титан ортопеды, стоматологи и даже нейрохирурги – и неудивительно.

    Оказывается, у титана есть ценное для медиков качество – биологическая инертность: это означает, что конструкции из него прекрасно себя ведут в организме человека, и абсолютно безопасны для мышечных и костных тканей, которыми они обрастают со временем. Структура тканей при этом не меняется: титан не подвержен коррозии, а его механические свойства очень высоки. Достаточно сказать, что в морской воде, которая по составу очень близка к лимфе человека, титан может разрушаться со скоростью 0,02 мм за 1000 лет, а в растворах щелочей и кислот он по устойчивости похож на платину.

    Среди всех используемых в медицине сплавов титановые отличаются чистотой, и примесей в них почти нет, чего нельзя сказать о кобальтовых сплавах или нержавеющей стали.

    Внутренние и наружные протезы, изготовленные из титановых сплавов, не разрушаются и не деформируются, хотя всё время выдерживают рабочие нагрузки: механическая прочность титана в 2-4 раза выше, чем у чистого железа, и в 6-12 раз выше, чем у алюминия.

    Пластичность титана позволяет делать с ним всё, что угодно – резать, сверлить, шлифовать, ковать при низких температурах, прокатывать – из него получается даже тонкая фольга.

    Температура его плавления, однако, довольно высока – около 1670°C.

    Электропроводность у титана очень низкая, и он относится к немагнитным металлам, поэтому пациентам с титановыми конструкциями в организме можно назначать физиотерапевтические процедуры – это безопасно.

    В пищевой промышленности используется диоксид титана – в качестве красителя, обозначающегося как Е171. Им окрашивают конфеты и жвачку, кондитерские изделия и порошковые продукты, лапшу, крабовые палочки, изделия из фарша; им же осветляют глазури и муку.

    В фармакологии диоксидом титана окрашивают лекарства, а в косметологии – кремы, гели, шампуни и другие средства.

    металл титан свойство металла титан характеристики металла титан

    Титан (Ti) – химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

    Титан

    Химический элемент, Ti, атомный номер 22 и атомная масса 47,90. Его химическое поведение имеет много общего с кремнеземом и цирконием как элементом, принадлежащим к первой переходной группе. Его химический состав в водном растворе, особенно в более низких степенях окисления, имеет некоторое сходство с химическим составом хрома и ванадия. Титан – это светильник из переходного металла бело-серебристо-металлического цвета.Он прочный, блестящий, устойчивый к коррозии. Чистый титан не растворяется в воде, но растворяется в концентрированных кислотах. Этот металл образует пассивное, но защитное оксидное покрытие (ведущее к коррозионной стойкости) при воздействии повышенных температур на воздухе, но при комнатной температуре он сопротивляется потускнению.

    Основная степень окисления – 4+, хотя состояния 3+ и 2+ также известны, но менее стабильны. Этот элемент горит на воздухе при нагревании до диоксида TiO 2 и в сочетании с галогенами.Он восстанавливает водяной пар с образованием диоксида и водорода и аналогично реагирует с горячими концентрированными кислотами, хотя образует трихлорид с хлороводородной кислотой. Металл поглощает водород с образованием TiH 2 и образует нитрид TiN и карбид TiC. Другими известными соединениями являются сера TiS 2 , а также низшие оксиды Ti 2 O 3 и TiO, а также сера Ti 2 S 3 и TiS. Соли известны в трех степенях окисления.

    Области применения

    Диоксид титана широко используется в качестве белого пигмента в наружных картинах, поскольку он химически инертен, обладает большой покрывающей способностью, непрозрачностью для повреждения УФ-светом и способностью к автоочистке. Диоксид также однажды использовался в качестве отбеливающего и успокаивающего агента в фарфоровых эмалях, придавая им последний штрих большой яркости, твердости и кислотостойкости. Типичная помада содержит 10% титана.

    Титановые сплавы характеризуются очень высокой прочностью на разрыв даже при высоких температурах, малым весом, высокой коррозионной стойкостью и способностью выдерживать экстремальные температуры.Благодаря этим свойствам они в основном используются в самолетах, трубах для электростанций, бронировании, военно-морских кораблях, космических кораблях и ракетах. Титан прочен, как сталь, но на 45% легче.

    В медицине титан используется для изготовления эндопротезов бедра и колена, кардиостимуляторов, костных пластин и винтов, черепных пластин при переломах черепа. Он также использовался для прикрепления ложных тезисов.

    Титанаты щелочноземельных металлов обладают замечательными свойствами. Уровень диэлектрической проницаемости варьируется от 13 для MgTiO 3 до различных миллиардов для твердых растворов SrTiO3 в BaTiO 3 .Титанат бария также имеет диэлектрическую постоянную 10.000, близкую к 120 ° C, что является его точкой Кюри; он имеет низкий диэлектрический гистерезис. Керамические преобразователи, содержащие титанат бария, выгодно отличаются от соли Рошеля с точки зрения термической стабильности и с кварцем с точки зрения силы воздействия и способности формировать керамику в различных формах. Компаунд использовался как генератор ультразвуковых колебаний и как детектор звука.

    Титан в окружающей среде

    Хотя в природе он не обнаружен несвязанным с другими элементами, титан является девятым по распространенности элементом в земной коре (0.63% по массе) и присутствует в большинстве магматических пород и в образовавшихся на них отложениях. Важными минералами титана являются рутил, брукит, анатаз, илменит и титанит. Основная добываемая руда, ильменит, встречается в виде обширных залежей песка в Западной Австралии, Норвегии, Канаде и Украине. Крупные месторождения рутила в Северной Америке и Южной Африке также вносят значительный вклад в мировые поставки титана. Мировое производство металла составляет около 90 000 тонн в год, диоксида титана – 4.3 миллиона тонн в год.

    Диоксид титана TiO 2 обычно находится в черной или коричневатой форме, известной как рутил. В природе реже встречаются анатасит и бруквит. И чистый рутил, и чистый анатасит белые. Черный основной оксид FeTiO 3 находится в естественной форме в виде природного минерала, называемого ильменитом; это основной коммерческий источник титана.

    Влияние титана на здоровье

    Биологическая роль титана неизвестна.В организме человека обнаруживается количество титана, и, по оценкам, мы принимаем около 0,8 мг / день, но большая часть проходит через нас, не адсорбируясь. Это не ядовитый металл, и человеческий организм может переносить титан в больших дозах.

    Элементарный титан и диоксид титана обладают низкой токсичностью. У лабораторных животных (крыс), подвергшихся воздействию диоксида титана при вдыхании, в легких образовывались небольшие локализованные участки темных отложений пыли. Чрезмерное воздействие на людей может привести к незначительным изменениям в легких.

    Последствия чрезмерного воздействия титанового порошка: Вдыхание пыли может вызвать чувство стеснения и боли в груди, кашель и затрудненное дыхание. Попадание на кожу или в глаза может вызвать раздражение. Пути попадания: Вдыхание, контакт с кожей, попадание в глаза.

    Канцерогенность: Международное агентство по изучению рака (IARC) включило диоксид титана в группу 3 (агент не классифицируется по его канцерогенности для человека).

    Воздействие титана на окружающую среду

    Низкая токсичность.Металлический титан в виде металлического порошка представляет значительную опасность возгорания, а при нагревании на воздухе – опасность взрыва.

    О воздействии на окружающую среду не сообщалось.

    А теперь ознакомьтесь с нашей страницей «Титан в воде»

    Вернуться к периодической таблице элементов

    Свойства и применение титана

    Титан – странный материал, не в последнюю очередь из-за окружающих его мифов. Его часто описывают как невероятно жесткий или невероятно сильный, хотя на самом деле это не так.Он может быть впечатляюще прочным по сравнению с его плотностью, но в этом отношении ничем не выделяется. Это было очень дорого, и обывателям казалось, что это недоступно. Однако он не дороже на единицу массы, чем многие марки стали или алюминия. Он широко используется в автоспорте, но реже – в производстве автомобилей и мотоциклов.

    Если оставить в стороне плохо информированное мнение и сосредоточиться на механических и физических аспектах титановых сплавов, это все же странный материал.Несмотря на то, что сплавы, используемые для компонентов автоспорта, относительно прочные, их поведение при воздействии даже умеренных уровней поверхностных напряжений крайне неудовлетворительно. Например, титан невозможно использовать практически в любом приложении, где есть скольжение. Несмотря на его прочность при растяжении или изгибе, мы не можем использовать титан или его сплавы для скольжения, если не примем меры для улучшения поверхности за счет использования твердых инженерных покрытий, таких как нитрид хрома (CrN), нитрид титана (TiN), алмаз. -подобный углерод (DLC) или металлическое покрытие, такое как молибден.

    Титан также имеет очень низкую теплопроводность, а его способность изолировать компоненты от воздействия тепла дает ему возможность применять его в двигателях, где этот материал разрешен. Поскольку титан рассматривается (на мой взгляд, ошибочно) как экзотический материал, он запрещен правилами многих руководящих органов для гоночных двигателей. Его можно использовать в качестве изолирующей «прокладки» для некоторых применений, а титановые крепежные детали уменьшают теплопередачу через стыки по сравнению со сталью и другими материалами.Несмотря на то, что мы можем видеть крепежные детали как имеющие небольшую площадь поперечного сечения по сравнению с остальной частью соединения, теплопередача может быть значительной, и измеримое снижение температуры компонентов может быть измерено путем перехода от стальных крепежных элементов к титановым.

    Сочетание теплопроводности, плотности и удельной теплоемкости означает, что титан имеет очень низкий коэффициент температуропроводности, который является мерой способности материала проводить тепло, деленной на его способность сохранять тепло.Материалы с низким коэффициентом температуропроводности демонстрируют высокие градиенты температуры в ответ на местный нагрев, поскольку передача тепла от «горячих точек» к более холодным областям является плохой. Температуропроводность титана составляет менее 50% от стали и около 10% от алюминия.

    Титан, ничем не примечательный с точки зрения прочности и жесткости, имеет низкое отношение жесткости к прочности. В некоторых случаях, особенно в случае застежек, это очень привлекательная комбинация. При заданной рабочей нагрузке на соединение уменьшение жесткости застежки приводит к уменьшению циклической нагрузки, воспринимаемой застежкой.Вот почему в сильно нагруженных крепежных деталях, таких как шпильки головки блока цилиндров или болты шатуна, хвостовики имеют перегиб. В некоторых случаях переход со стальных крепежных изделий на титановые также может сопровождаться уменьшением их размеров без потери прочности.

    Плотность титана по сравнению со сталью означает, что для эквивалентной массы компонента можно использовать больше титана. Для такого компонента, как шатун, это дает возможность улучшить жесткость на изгиб и кручение.Фактический прогиб при нормальной работе может не вызывать беспокойства, но жесткость имеет важное влияние на вибрацию и резонанс, и повышенная жесткость титанового компонента может иметь большое значение в этом отношении.

    Написано Уэйном Уордом

    Pure Titanium – обзор

    PREPARATION

    Чистый титан мягкий и пластичный. Из-за своей кристаллической структуры ГПУ он деформируется из-за механического двойникования, что может быть вызвано грубым обращением.При неправильном разрезе глубина повреждения может быть значительной. Секционирование очень сложно, так как скорость резки невысока. Хотя их значения твердости при вдавливании низкие по сравнению с инструментальными сталями и быстрорежущими сталями, Ti и его сплавы гораздо труднее резать и требуют более мягкого абразивного круга, чем самые твердые стали. Скорость шлифования и полировки также ниже, чем у сталей или большинства других металлов. Некоторые авторы заявили, что Ti и его сплавы не следует вводить в фенольные смолы, поскольку водород может абсорбироваться из смолы с образованием TiH; или, если присутствуют гидриды (как в образце в среде, богатой водородом), тепло от формования под давлением может растворить часть или весь гидрид.Автор настоящего раздела никогда не наблюдал гидридов в образцах, закрепленных с различными термореактивными смолами. Однако в полевом отказе титана промышленной чистоты (CP), который содержал очень большие количества гидридов титана, наблюдалась температура монтажа, чтобы растворить некоторые из гидридов. Крепление, сделанное с использованием низковязкой, медленно отверждающейся эпоксидной смолы, показало наибольшее количество TiH. Крепления, сделанные из быстро отверждающейся эпоксидной смолы (отверждающейся примерно за 45 минут), которая генерирует высокую теплоту полимеризации, имели пониженное количество TiH, подобное количеству, полученному с использованием термореактивной смолы.Таким образом, при анализе отказов, если могут присутствовать гидриды, лучше всего использовать медленно отверждающуюся эпоксидную смолу с проводящим монтажом (см. Раздел Монтаж ), чтобы минимизировать экзотермический эффект, возникающий во время полимеризации, и вероятность растворения. любой TiH.

    Для получения Ti и его сплавов используется трехступенчатая современная процедура, которая, как было показано, способна создавать идеальные изображения CP Ti в скрещенном поляризованном свете и в широком диапазоне альфа, альфа-бета и бета сплавов.Конечно, мы должны начать с правильно разрезанной детали, и это чрезвычайно важно для Ti. Используйте только лабораторную абразивную отрезную пилу или прецизионную пилу с подходящим кругом (крайне критично), с низким давлением и обильным охлаждением. Установите образцы, как описано выше. На этапе 1 используется бумага SiC с зернистостью 320 (P400) на основе psa, водяное охлаждение, с нагрузкой 25–30 Н (6 фунтов силы) на образец, 240–300 об / мин, до тех пор, пока повреждение от резки не будет устранено и образцы не окажутся в одной плоскости. Для этого может потребоваться более одного листа бумаги.

    На этапе 2 используется выбранная шелковая ткань с psa-подложкой (можно использовать магнитную плиту), например ткань Ultra-Pol ™, с алмазом 9 мкм, нагрузкой 25–30 Н (6 фунтов силы) на образец, 120– 150 об / мин, в течение 10 минут. Ткань имеет решающее значение для успеха этого метода. Выбранный шелк обеспечивает хорошую скорость съема и лучшую обработку поверхности, чем любая другая ткань, при этом сводя к минимуму рельеф и максимально сохраняя края. Если используются другие ткани или жесткие шлифовальные диски, результаты будут неадекватными для исследования CP Ti в поляризованном свете (если не будет добавлен дополнительный этап).Если полировальная головка вращается со скоростью <100 об / мин, используйте режим встречного вращения. Сначала нанесите на ткань пасту, а затем добавьте соответствующую смазку. В течение 10-минутного цикла периодически добавляйте алмаз того же размера в виде суспензии или суспензии, чтобы поддерживать высокую скорость резки.

    На этапе 3 используется коллоидный диоксид кремния 0,05 мкм на синтетической замшевой ткани со средним ворсом, такая же нагрузка, 120–150 об / мин, в течение 10 минут. Этот метод работает намного лучше, если можно использовать обратное вращение. Для этого требуется полировальный станок с низкой скоростью вращения головки, в идеале 30–60 об / мин.Если скорость вращения головки превышает 100 об / мин, абразив будет отброшен с полировальной ткани на металлограф и стены. Это особенно плохо, поскольку коллоидный диоксид кремния необходимо смешивать в соотношении 5: 1 с перекисью водорода (30% конц.). Если добавление перекиси водорода вызывает затвердевание коллоидного кремнезема, добавьте дистиллированную воду. Когда на третьем этапе осталось 20 секунд, прекратите добавлять абразив. За 10 секунд до окончания цикла направьте струю воды на поверхность полировальной ткани и смойте абразив с ткани и с образца.Затем промойте образец и держатель водой, протрите ватой, смоченной в этаноле или мыльном растворе, по желанию, промойте водой, смойте воду этанолом и высушите струей горячего воздуха. Образцы CP Ti будут давать отличные изображения зеренной структуры в свете со скрещенными поляризациями. Качество изображения можно дополнительно улучшить с помощью короткой (20–30 минут) вибрационной полировки с использованием коллоидного кремнезема на синтетической замшевой ткани с ворсом среднего размера.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Титан TI-6AL-4V Свойства и области применения

    TI-6AL-4V Grade 5 Titanium: Если вы обнаружите, что говорите о титане TI-6AL-4V Grade 5… вы говорите о Cadillac из мира титановых сплавов.Этот сплав для рабочих лошадок является наиболее часто используемым металлом в аэрокосмической, морской, энергетической и морской отраслях (и это лишь некоторые из них). Благодаря своей невероятной прочности и легкости современное производство полагается, доверяет и продолжает расти благодаря его долговечности и массовому производству.

    Титан не имеет равных, и хотя титан на отверстии – невероятный материал, каждый вариант имеет уникальные свойства и применение. В целом они делятся на четыре группы: альфа-бета-структура, нелегированный титан, альфа-структура и бета-структура.Обладая широким спектром свойств, каждый из них соответственно используется для различных применений во многих отраслях промышленности, что делает его, несомненно, самым высококачественным металлом.

    Но мы здесь, чтобы очень конкретно взглянуть на Ti6Al4V и на то, как он продвинулся вперед в том, как мы создаем и строим, во многих аспектах сегодняшнего мира. Одна из его сильных сторон заключается в том, что он поддается термообработке и даже сваривается. Те, кто работает в автомобильной промышленности, годами извлекают выгоду из этой особенности.Он широко используется из-за его исключительной прочности, которая намного превосходит прочность технически чистого титана.

    Титан Grade 5 имеет несколько несравнимых факторов, например:

    • Легкосварная
    • Легко изготовить
    • Выдерживает температуру почти до 800 °
    • Высокое отношение прочности к массе
    • Низкий модуль упругости
    • Биосовместимый

    Титан Grade 5 часто используется в подводной нефти, шельфе, газе и является основным продуктом в нефтяной промышленности.Тот факт, что он устойчив к коррозии, делает его популярным в морском мире. Знание о том, что жесткость морской воды никак не повлияет на качество материала, делает его номером один.

    Область медицины – еще один крупный благодетель этого особого типа титана, поэтому «биосовместимость» является частью его множества удивительных факторов. Он обладает врожденной способностью соединяться с человеческой костью, которая называется остеоинтеграцией. Это уникальный и увлекательный способ, которым человеческое тело фактически соединяется с искусственным имплантатом.

    Врачи могут помочь пациентам, которые в чем-то нуждаются, например:

    • Кейджи для спондилодеза
    • Челюстно-лицевое протезирование
    • Штифты
    • Винты
    • Костные пластины
    • Стержни
    • Провода
    • Грудные клетки раздвижные
    • Посты
    • Замена пальцев рук и ног

    Он также не токсичен и борется с коррозией от жидкостей организма, поэтому даже великая загадка движущихся частей внутри человеческого тела не может разрушить этот металл.

    Современная медицина

    Долгосрочные преимущества, которые он имеет в области медицины, заключаются в том, что он не ферромагнитен, а это означает, что пациента, у которого есть этот сплав в своем теле, можно безопасно обследовать с помощью МРТ и ЯМРТ.

    Но на этом слава этой первоклассной версии титана не заканчивается. Больницы и врачи используют огромное количество хирургических устройств, выкованных из титана класса 5, которые можно найти в больницах (спасающих жизни) по всему миру:

    • Иглодержатели и микроиглы
    • Ножницы
    • Шовный инструмент
    • Зажимы для полой вены
    • Оборудование для офтальмологической хирургии Lasik
    • Стоматологические инструменты для удаления зубного налета
    • Стоматологические подъемники
    • Боры стоматологические
    • Лазерные электроды
    • Втягивающие
    • Зажим хирургический
    • Пинцет хирургический

    Зубные имплантаты – еще один способ, которым титан оставляет свой след в этом мире.Прикрепив титановые винты к челюстной кости, стоматологи могут заменить отсутствующий зуб или даже выполнить полную реконструкцию, которая будет прочной, естественной и продлится всю жизнь благодаря его непоколебимой прочности.

    Заключение

    Нет предела множеству чудесных применений, которые титан 5-го класса принесет в нашу жизнь. Количество, которое мы сейчас используем в наших повседневных функциях, является астрономическим и будет только расти. Суть в том, что этот особый сплав был, есть и будет невероятным активом в прошлом, настоящем и будущем в том, как мы живем.

    Титан – Свойства – Цена – Применения

    О титане

    Титан – это блестящий переходный металл серебристого цвета, низкой плотности и высокой прочности. Титан устойчив к коррозии в морской воде, царской водке и хлоре. Титан можно использовать в поверхностных конденсаторах. В этих конденсаторах используются трубы, которые обычно изготавливаются из нержавеющей стали, медных сплавов или титана в зависимости от нескольких критериев выбора (таких как теплопроводность или коррозионная стойкость).Титановые конденсаторные трубки обычно являются лучшим техническим выбором, однако титан – очень дорогой материал, и использование титановых конденсаторных трубок связано с очень высокими начальными затратами.

    Сводка

    Элемент Титан
    Атомный номер 22
    Категория элемента Переходный металл
    Фаза в STP Цельный
    Плотность 4.507 г / см3
    Предел прочности на разрыв 434 МПа, 293 МПа (чистая)
    Предел текучести 380 МПа
    Модуль упругости Юнга 116 ГПа
    Шкала Мооса 6
    Твердость по Бринеллю 700 – 2700 МПа
    Твердость по Виккерсу 800-3400 МПа
    Точка плавления 1668 ° С
    Точка кипения 3287 ° С
    Теплопроводность 21. 3 / моль

    Применения титана

    Двумя наиболее полезными свойствами металла являются коррозионная стойкость и отношение прочности к плотности, наивысшее среди всех металлических элементов.Коррозионная стойкость титановых сплавов при нормальных температурах необычайно высока. Эти свойства определяют применение титана и его сплавов. Самое раннее промышленное применение титана было в 1952 году для гондол и брандмауэров авиалайнера Douglas DC-7. Высокая удельная прочность, хорошее сопротивление усталости и длительность ползучести, а также хорошая вязкость разрушения – вот характеристики, которые делают титан предпочтительным металлом для аэрокосмической промышленности. На авиакосмическую промышленность, включая использование как компонентов конструкции (планера), так и реактивных двигателей, по-прежнему приходится наибольшая доля использования титановых сплавов.На сверхзвуковом самолете SR-71 титан использовался на 85% конструкции. Из-за очень высокой инертности титан находит множество биомедицинских применений, что основано на его инертности в организме человека, то есть устойчивости к коррозии жидкостями организма.


    Производство и цена титана

    Цены на сырье меняются ежедневно. Они в первую очередь обусловлены спросом, предложением и ценами на энергоносители. В 2019 году цены на чистый титан составляли около 61 доллара за кг.

    Металл добывается из основных минеральных руд процессами Кролла и Хантера.Процесс Кролла включал восстановление тетрахлорида титана (TiCl4) сначала натрием и кальцием, а затем магнием в атмосфере инертного газа. Чистый титан прочнее обычных низкоуглеродистых сталей, но на 45% легче. Кроме того, он вдвое прочнее слабых алюминиевых сплавов, но только на 60% тяжелее.

    Источник: www.luciteria.com

    Механические свойства титана

    Прочность титана

    В механике материалов сила материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам, и сохранять свою первоначальную форму. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

    Что касается растягивающего напряжения, то способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация.

    См. Также: Сопротивление материалов

    Предел прочности на разрыв титана

    Предел прочности при растяжении титана составляет 434 МПа, 293 МПа (чистый).

    Предел текучести титана

    Предел текучести титана составляет 380 МПа.

    Модуль упругости титана

    Модуль упругости Юнга титана составляет 116 ГПа.

    Твердость титана

    В материаловедении твердость – это способность противостоять вдавливанию поверхности ( локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Испытание на твердость по Бринеллю – это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость.При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла.

    Твердость титана по Бринеллю составляет примерно 700 – 2700 МПа.

    Метод испытания на твердость по Виккерсу Метод был разработан Робертом Л. Смитом и Джорджем Э. Сандлендом в компании Vickers Ltd в качестве альтернативы методу Бринелля для измерения твердости материалов. Метод для определения твердости по Виккерсу может также использоваться в качестве метода для определения микротвердости , который в основном используется для небольших деталей, тонких сечений или глубинных работ.

    Твердость титана по Виккерсу составляет примерно 800 – 3400 МПа.

    Твердость к царапинам – это показатель устойчивости образца к остаточной пластической деформации из-за трения об острый предмет. Наиболее распространенной шкалой для этого качественного теста является шкала Мооса , которая используется в минералогии. Шкала твердости минералов по шкале Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно поцарапать другой минерал.

    Титан имеет твердость примерно 6.

    См. Также: Твердость материалов

    Титан – кристаллическая структура

    Возможная кристаллическая структура Титан – это гексагональная плотноупакованная структура структура .

    В металлах и во многих других твердых телах атомы расположены в регулярные массивы, называемые кристаллами. Кристаллическая решетка – это повторяющийся узор математических точек, который простирается по всему пространству. Это повторение вызывают силы химической связи. Именно этот повторяющийся образец контролирует такие свойства, как прочность, пластичность, плотность, проводимость (свойство проводить или передавать тепло, электричество и т. Д.) и форма. Существует 14 основных типов таких узоров, известных как решетки Браве.

    См. Также: Кристаллическая структура материалов

    Кристаллическая структура титана


    Сила стихий

    Упругость элементов

    Твердость элементов

    Термические свойства титана

    Титан – точка плавления и температура кипения

    Температура плавления титана 1668 ° C .

    Точка кипения титана 3287 ° C .

    Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением.

    Титан – теплопроводность

    Теплопроводность титана составляет 21,9 Вт / (м · К).

    Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеренным в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности.Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

    Коэффициент теплового расширения титана

    Коэффициент линейного теплового расширения Титан составляет 8,6 мкм / (м · К)

    Тепловое расширение – это обычно тенденция вещества изменять свои размеры в ответ на изменение температуры. Обычно это выражается как относительное изменение длины или объема на единицу изменения температуры.

    Титан – удельная теплоемкость, скрытая теплота плавления, скрытая теплота испарения

    Удельная теплоемкость титана 0,52 Дж / г K .

    Теплоемкость – это обширное свойство материи, то есть оно пропорционально размеру системы. Теплоемкость C имеет единицы энергии на градус или энергию на кельвин. При выражении того же явления, что и интенсивное свойство, теплоемкость делится на количество вещества, массы или объема, таким образом, количество не зависит от размера или протяженности образца.

    Скрытая теплота плавления титана 15,45 кДж / моль .

    Скрытая теплота испарения титана составляет 421 кДж / моль .

    Скрытая теплота – это количество тепла, добавляемого к веществу или отводимого от него для изменения фазы. Эта энергия разрушает межмолекулярные силы притяжения, а также должна обеспечивать энергию, необходимую для расширения газа ( pΔV работают ). При добавлении скрытого тепла изменение температуры не происходит.Энтальпия парообразования является функцией давления, при котором происходит это преобразование.

    Точка плавления элементов

    Теплопроводность элементов

    Термическое расширение элементов

    Теплоемкость элементов

    Теплота плавления элементов

    Теплота испарения элементов

    Титан – удельное электрическое сопротивление – магнитная восприимчивость

    Электрическое свойство относится к реакции материала на приложенное электрическое поле.Одна из основных характеристик материалов – их способность (или отсутствие способности) проводить электрический ток. Действительно, материалы классифицируются по этому свойству, то есть они делятся на проводники, полупроводники и непроводники.

    См. Также: электрические свойства

    Магнитное свойство относится к реакции материала на приложенное магнитное поле . Макроскопические магнитные свойства материала являются следствием взаимодействий между внешним магнитным полем и магнитными дипольными моментами составляющих атомов .Различные материалы реагируют на приложение магнитного поля по-разному, .

    См. Также: Магнитные свойства

    Удельное электрическое сопротивление титана

    Удельное электрическое сопротивление титана 420 нОм⋅м .

    Электропроводность и его обратное значение, , удельное электрическое сопротивление , является фундаментальным свойством материала, которое количественно определяет, как титан проводит электрический ток.3 / моль .

    В электромагнетизме магнитная восприимчивость – это мера намагниченности вещества. Магнитная восприимчивость – это безразмерный коэффициент пропорциональности, который указывает степень намагниченности титана в ответ на приложенное магнитное поле.

    Удельное электрическое сопротивление элементов

    Магнитная восприимчивость элементов

    Применение и цены на другие элементы

    Прочие свойства титана

    Все о титане от Continental Steel & Tube: свойства, формы и применение

    Оставить комментарий

    Титан – прочный и легкий металл, обладающий высокой устойчивостью к коррозии и повреждениям от высоких температур.Благодаря этим ключевым характеристикам он находит применение в различных конструкциях во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, медицинскую и автомобильную. Кроме того, как переходный металл, он легко связывается с другими металлами с образованием полезных легких сплавов.

    Формы титана

    Титан доступен в нескольких различных формах, в том числе:

    • Титановые листы производятся различной толщины и размеров и при необходимости могут изготавливаться из чистого титана или сплавов.
    • Титановые пластины толще титановых листов и также могут изготавливаться с различными техническими характеристиками как из чистого титана, так и из сплавов. Листы и пластины из титана часто используются при строительстве экстерьеров самолетов.
    • Титановые трубки представляют собой полые цилиндрические детали различного диаметра. Они часто используются в конструкции гидравлики для автомобильной и аэрокосмической техники, а также в легких рамах для высокопроизводительных велосипедов и автомобилей.
    • Титановые круглые стержни очень универсальны и могут изготавливаться в соответствии с различными спецификациями, от небольших проволок для зубных и хирургических имплантатов до стержней большего размера для аэрокосмических и автомобильных компонентов.
    • Титановые трубы обычно шире по диаметру, чем трубы, и используются для транспортировки агрессивных жидких и газообразных веществ, особенно в системах, подверженных воздействию высоких температур или давления.
    • Титановая проволока прочные, неагрессивные и гибкие, их можно использовать для ортодонтических имплантатов и реконструкции суставов в медицинской промышленности.Поскольку основной материал гипоаллергенен и прост в обращении, титановая проволока также широко используется среди производителей ювелирных изделий.
    • Титановые порошки идеально подходят для всех процессов аддитивного производства, таких как прямое осаждение металла (DED), прямое лазерное спекание металла (DMLS), электронно-лучевая плавка (EBM), лазерное напыление металла (LMD), литье металла под давлением (MIM) , Селективное лазерное плавление (SLM).

    Применение титана

    Благодаря высокому соотношению прочности и веса и легкости соединения с другими металлами титан и его сплавы являются важными материалами для различных отраслей промышленности, таких как:

    Аэрокосмическая промышленность

    Поскольку титан легкий и обладает высокой устойчивостью к коррозии и нагреву, он широко используется в аэрокосмической промышленности для изготовления различных деталей.Например:

    • Титановые трубы используются для создания легких корпусов самолетов
    • Титановые листы и пластины используются для наружной обшивки

    Некоторые из других типичных аэрокосмических компонентов, изготовленных из титана, включают лопасти компрессора, роторы и компоненты двигателя.

    Мобильная связь и телекоммуникации

    В телекоммуникационной отрасли диоксид титана все чаще используется в качестве спрея с наночастицами для дезинфекции мобильных телефонов.Кроме того, при использовании в 3D-принтерах он создает мощные передающие устройства, способные передавать телекоммуникационные сигналы на большие расстояния без потери качества.

    морской

    Поскольку титан обладает высокой устойчивостью к коррозии, он является отличным материалом для использования в морских условиях. Его можно найти в корпусах и оснастке лодок и кораблей, а также для изготовления судовых теплообменников, конструкций, крепежа и компонентов двигателей.

    Автомобильная промышленность

    Высокая прочность и легкий характер титана делают этот материал хорошо подходящим для использования в автомобилях.Он используется для изготовления автомобильных компонентов, таких как выхлопные трубы, клапаны двигателя и глушители.

    Continental Steel: дистрибьютор качественного титана в США с глобальным охватом

    Титан – универсальный материал, характеризующийся превосходным отношением прочности к весу, устойчивостью к коррозии и пригодностью для широкого диапазона рабочих температур. Мы предлагаем множество марок титана для различных областей применения.

    Коммерчески чистый титан марок:

    Сплавы на основе титана:

    Компания Continental Steel предлагает титан высочайшего качества в различных формах, включая листы, пластины, трубы и трубки, круглые прутки, трубы, проволоку и порошок.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.