Fizičke karakteristike i svojstva jednog od najtvrđih metala - titanijuma. Legure titanijuma. Glavne karakteristike

U periodnom sistemu, hemijski element titan je označen kao Ti (Titan) i nalazi se u sekundarnoj podgrupi grupe IV, u 4. periodu pod atomskim brojem 22. To je srebrno-beli čvrsti metal koji je deo velikog broj minerala. Titanijum možete kupiti na našoj web stranici.

Titanijum su otkrili krajem 18. veka hemičari iz Engleske i Nemačke, Ulyam Gregor i Martin Klaproth, i nezavisno jedan od drugog sa šest godina razlike. Ime elementu dao je Martin Klaproth u čast drevnih grčkih likova titana (ogromna, snažna, besmrtna stvorenja). Kako se ispostavilo, ime je postalo proročansko, ali čovječanstvu je trebalo više od 150 godina da se upozna sa svim svojstvima titanijuma. Samo tri decenije kasnije bilo je moguće dobiti prvi uzorak metala titanijuma. U to vrijeme praktički se nije koristio zbog svoje krhkosti. 1925. godine, nakon serije eksperimenata, koristeći jodidnu metodu, hemičari Van Arkel i De Boer ekstrahovali su čisti titanijum.

Zahvaljujući vrijednim svojstvima metala, inženjeri i dizajneri su odmah skrenuli pažnju na njega. Bio je to pravi proboj. Godine 1940. Kroll je razvio magnezijum-termalnu metodu za proizvodnju titana iz rude. Ova metoda je i danas aktuelna.

Fizička i mehanička svojstva

Titanijum je prilično vatrostalan metal. Njegova tačka topljenja je 1668 ± 3 ° C. Prema ovom pokazatelju, inferioran je metalima kao što su tantal, volfram, renijum, niobijum, molibden, tantal, cirkonijum. Titanijum je paramagnetski metal. U magnetnom polju se ne magnetizira, ali se ne istiskuje iz njega. Slika 2
Titanijum ima malu gustinu (4,5 g/cm³) i visoku čvrstoću (do 140 kg/mm²). Ova svojstva se praktički ne mijenjaju na visokim temperaturama. Više je od 1,5 puta teži od aluminijuma (2,7 g / cm³), ali 1,5 puta lakši od gvožđa (7,8 g / cm³). U pogledu mehaničkih svojstava, titan je mnogo bolji od ovih metala. U pogledu čvrstoće, titanijum i njegove legure su u rangu sa mnogim vrstama legiranih čelika.

U pogledu otpornosti na koroziju, titanijum nije inferioran platini. Metal ima odličnu otpornost na kavitaciju. Mjehurići zraka formirani u tečnom mediju tijekom aktivnog kretanja titanijskog dijela praktički ga ne uništavaju.

To je čvrst metal koji može izdržati lom i plastičnu deformaciju. 12 puta je tvrđi od aluminijuma i 4 puta tvrđi od bakra i gvožđa. Drugi važan indikator je tačka prinosa. S povećanjem ovog pokazatelja, otpornost titanijskih dijelova na radna opterećenja poboljšava se.

U legurama sa određenim metalima (posebno nikla i vodonika), titanijum je u stanju da "pamti" oblik proizvoda, nastao na određenoj temperaturi. Takav proizvod se tada može deformirati i dugo će zadržati ovaj položaj. Ako se proizvod zagrije na temperaturu na kojoj je napravljen, tada će proizvod poprimiti svoj izvorni oblik. Ovo svojstvo se zove "memorija".

Toplotna provodljivost titanijuma je relativno niska, a koeficijent linearne ekspanzije, respektivno, takođe je relativno nizak. Iz ovoga slijedi da metal slabo provodi električnu energiju i toplinu. Ali na niskim temperaturama, on je supravodič električne energije, što mu omogućava da prenosi energiju na velike udaljenosti. Titanijum takođe ima visoku električnu otpornost.
Čisti metal titanijuma podleže različitim vrstama hladne i vruće obrade. Može se izvlačiti i praviti u žicu, kovati, valjati u trake, limove i foliju debljine do 0,01 mm. Od titanijuma se izrađuju sledeće vrste valjanih proizvoda: titanijumska traka, titanijumska žica, titanijumske cijevi, titanijumske čahure, titanijumski krug, titanijumska šipka.

Hemijska svojstva

Čisti titanijum je reaktivni element. Zbog činjenice da se na njegovoj površini formira gusti zaštitni film, metal je vrlo otporan na koroziju. Ne podliježe oksidaciji na zraku, u slanoj morskoj vodi, ne mijenja se u mnogim agresivnim kemijskim sredinama (na primjer: razrijeđena i koncentrirana dušična kiselina, carska voda). Na visokim temperaturama, titan mnogo aktivnije stupa u interakciju s reagensima. Pali se na vazduhu na temperaturi od 1200°C. Kada se zapali, metal daje blistav sjaj. Aktivna reakcija se javlja i sa dušikom, sa stvaranjem žuto-smeđeg nitridnog filma na površini titana.

Reakcije sa hlorovodoničnom i sumpornom kiselinom su slabe na sobnoj temperaturi, ali kada se zagreju, metal se snažno otapa. Kao rezultat reakcije nastaju niži kloridi i monosulfat. Javljaju se i slabe interakcije sa fosfornom i azotnom kiselinom. Metal reaguje sa halogenima. Reakcija sa hlorom se odvija na 300°C.
Aktivna reakcija sa vodonikom odvija se na temperaturi malo iznad sobne temperature. Titanijum aktivno apsorbuje vodonik. 1 g titanijuma može apsorbovati do 400 cm³ vodonika. Zagrijani metal razlaže ugljični dioksid i vodenu paru. Do interakcije s vodenom parom dolazi na temperaturama iznad 800°C. Kao rezultat reakcije nastaje metalni oksid i vodik se isparava. Na višim temperaturama, vrući titan upija ugljični dioksid i stvara karbid i oksid.

Metode dobijanja

Titanijum je jedan od najzastupljenijih elemenata na Zemlji. Njegov sadržaj u utrobi planete po masi iznosi 0,57%. Najveća koncentracija metala uočena je u "bazaltnoj ljusci" (0,9%), u granitnim stijenama (0,23%) i u ultrabazičnim stijenama (0,03%). Postoji oko 70 minerala titana u kojima se nalazi u obliku titanske kiseline ili dioksida. Glavni minerali titanovih ruda su: ilmenit, anataz, rutil, brukit, loparit, leukoksen, perovskit i sfen. Glavni svjetski proizvođači titanijuma su Velika Britanija, SAD, Francuska, Japan, Kanada, Italija, Španija i Belgija.
Postoji nekoliko načina da se dobije titanijum. Svi se primjenjuju u praksi i prilično su efikasni.

1. Magnetski termički proces.

Ruda koja sadrži titan se kopa i prerađuje u dioksid, koji se polako klorira na vrlo visokim temperaturama. Kloriranje se vrši u ugljičnom okruženju. Zatim se titan hlorid koji nastaje kao rezultat reakcije reducira magnezijem. Dobiveni metal se zagrijava u vakuumskoj opremi na visokoj temperaturi. Kao rezultat toga, magnezijum i magnezijum hlorid isparavaju, ostavljajući titanijum sa mnogo pora i šupljina. Spužvasti titan se pretopi kako bi se dobio kvalitetan metal.

2. Hidrid-kalcijum metoda.

Prvo se dobije titanijum hidrid, a zatim se odvaja na komponente: titan i vodonik. Proces se odvija u prostoru bez vazduha na visokim temperaturama. Nastaje kalcijev oksid koji se ispere slabim kiselinama.
Kalcijum hidridne i magnezijum termalne metode se obično koriste u industrijskim razmerama. Ove metode vam omogućavaju da dobijete značajnu količinu titanijuma u kratkom vremenskom periodu, uz minimalne finansijske troškove.

3. Metoda elektrolize.

Titanijum hlorid ili titan dioksid izloženi su visokoj amperaži. Rezultat je razgradnja jedinjenja.

4. Metoda joda.

Titanov dioksid stupa u interakciju s parama joda. Zatim se titan jodid izlaže visokoj temperaturi, što rezultira titanijumom. Ova metoda je najefikasnija, ali i najskuplja. Titan se dobija vrlo visoke čistoće bez nečistoća i aditiva.

Aplikacija titanijuma

Zbog svojih dobrih antikorozivnih svojstava, titan se koristi za proizvodnju hemijske opreme. Visoka otpornost na toplinu metala i njegovih legura olakšava njihovu upotrebu u modernoj tehnologiji. Legure titana su odličan materijal za konstrukciju aviona, raketne i brodogradnje.

Spomenici su napravljeni od titanijuma. Zvona napravljena od ovog metala poznata su po svom izuzetnom i veoma lepom zvuku. Titan dioksid je sastavni dio nekih lijekova, kao što su masti za kožne bolesti. Jedinjenja metala sa niklom, aluminijumom i ugljenikom su takođe veoma tražena.

Titan i njegove legure našli su primenu u oblastima kao što su hemijska i prehrambena industrija, obojena metalurgija, elektronika, nuklearna tehnologija, energetika, galvanizacija. Od titanijuma i njegovih legura izrađuju se oružje, oklopne ploče, hirurški instrumenti i implantati, oprema za navodnjavanje, sportska oprema, pa čak i nakit. U procesu nitriranja na površini metala formira se zlatni film, koji po ljepoti nije inferioran čak ni pravom zlatu.

Titanijum je element grupe IV sekundarne podgrupe periodnog sistema, atomski broj 22, atomska težina 47,9. Hemijski znak - Ti. Titan je otkriven 1795. godine i nazvan je po junaku grčkog epa Titan. Sastoji se od više od 70 minerala i jedan je od najčešćih elemenata – njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi oko 0,6%. To je srebrno-bijeli metal. Njegova tačka topljenja je 1665°C. Koeficijent linearne ekspanzije titanijuma u opsegu 20 - 100 °C je 8,3 × 10 -6 stepeni -1, a toplotna provodljivost l = 15,4 W / (m × K). Postoji u dvije polimorfne modifikacije: do 882 ° C u obliku a-modifikacije, koja ima heksagonalnu čvrsto zbijenu kristalnu rešetku s parametrima a= 2,95 Å i sa= 4,86 ​​Å; a iznad ove temperature, b-transformacija sa kubičnom rešetkom centriranom na tijelo ( a= 3,31 Å).

Metal kombinuje visoku čvrstoću sa malom gustinom r = 4,5 g / cm 3 i visoku otpornost na koroziju. Kao rezultat toga, u mnogim slučajevima ima značajne prednosti u odnosu na osnovne građevinske materijale kao što su čelik i aluminij. Međutim, zbog niske toplotne provodljivosti, teško ga je koristiti za konstrukcije i delove koji rade u uslovima velikih temperaturnih razlika i tokom eksploatacije toplotnog zamora. Metalni eksponati puze i na povišenim i na sobnim temperaturama. Nedostaci titanijuma kao konstrukcijskog materijala takođe uključuju relativno nizak modul normalne elastičnosti.

Metal visoke čistoće ima dobra plastična svojstva. Pod utjecajem nečistoća njegova se plastičnost naglo mijenja. Kisik se dobro otapa u titanu i uvelike smanjuje ovu karakteristiku čak i pri niskim koncentracijama. Plastična svojstva metala također se smanjuju dodatkom dušika. Kada je sadržaj dušika veći od 0,2%, dolazi do krtog loma titana. Istovremeno, kisik i dušik povećavaju privremenu otpornost i izdržljivost metala. U tom pogledu, one su korisne nečistoće.

Vodonik je štetna nečistoća. Naglo smanjuje žilavost titana, čak i pri vrlo niskim koncentracijama, zbog stvaranja hidrida. Vodik nema primjetan utjecaj na karakteristike čvrstoće metala u širokom rasponu koncentracija.

Čisti titanijum ne spada u materijale otporne na toplotu, jer njegova čvrstoća naglo opada sa porastom temperature.

Važna karakteristika metala je njegova sposobnost da formira čvrste rastvore sa atmosferskim gasovima i vodonikom. Kada se titan zagreva na vazduhu, na njegovoj površini, pored uobičajenog kamenca, formira se sloj koji se sastoji od čvrstog rastvora na bazi a-Ti (alfitizovanog), stabilizovanog kiseonikom, čija debljina zavisi od temperature i trajanja. grijanja. Ima višu temperaturu transformacije od sloja osnovnog metala, a njegovo formiranje na površini dijelova ili poluproizvoda može uzrokovati lomljiv lom.

Titanijum se odlikuje značajnom otpornošću na koroziju u vazduhu, prirodnoj hladnoj, toploj slatkoj i morskoj vodi, rastvorima lužina, soli neorganskih i organskih kiselina i jedinjenja čak i kada su prokuvani. Otporan je na razblaženu sumpornu, hlorovodoničnu (do 5%), azot svih koncentracija (osim dimajuće), octenu i mliječnu kiselinu, kloride i carsku vodu. Visoka otpornost na koroziju titanijuma objašnjava se stvaranjem gustog homogenog zaštitnog filma na njegovoj površini, čiji sastav zavisi od okoline i uslova njegovog formiranja. U većini slučajeva radi se o dioksidu - TiO 2. Pod određenim uslovima, metal u interakciji sa hlorovodoničnom kiselinom može biti prekriven zaštitnim slojem hidrida - TiH 2. Titanijum je otporan na kavitaciju i stresnu koroziju.

Industrijska upotreba titanijuma kao konstrukcijskog materijala počela je četrdesetih godina prošlog veka. U tom svojstvu titan se najviše koristi u vazduhoplovstvu, raketnoj industriji, u izgradnji morskih plovila, u instrumentarstvu i mašinstvu. Zadržava visoke karakteristike čvrstoće na povišenim temperaturama i stoga se uspješno koristi za izradu dijelova podvrgnutih visokotemperaturnom zagrijavanju.

Trenutno, titan se široko koristi u metalurgiji, uključujući i kao legirajući element u nerđajućim i toplotno otpornim čelicima. Dodavanje titana legurama aluminijuma, nikla i bakra povećava njihovu snagu. Sastavni je dio karbida za rezne alate. Titan dioksid se koristi za oblaganje elektroda za zavarivanje. Titanijum tetrahlorid se koristi u vojnoj nauci za stvaranje dimnih zavesa.

U elektrotehnici i radiotehnici, titan u prahu se koristi kao apsorber plina - kada se zagrije na 500 ° C, snažno apsorbira plinove i na taj način osigurava visok vakuum u zatvorenom volumenu. S tim u vezi, koristi se za proizvodnju dijelova za elektronske cijevi.

U nekim slučajevima titan je nezamjenjiv materijal u kemijskoj industriji iu brodogradnji. Koristi se za izradu dijelova za pumpanje korozivnih tekućina, izmjenjivača topline koji rade u korozivnim sredinama, ovjesnih uređaja koji se koriste za eloksiranje različitih dijelova. Titan je inertan u elektrolitima i drugim tekućinama koje se koriste u galvanizaciji, te je stoga pogodan za izradu različitih dijelova galvanskih kupki. Široko se koristi u proizvodnji hidrometalurške opreme za postrojenja nikl-kobalta, jer je vrlo otporan na koroziju i eroziju u kontaktu sa muljem nikla i kobalta na visokim temperaturama i pritiscima.

Titan je najstabilniji u oksidirajućim sredinama. U redukcijskim medijima prilično brzo korodira zbog uništenja zaštitnog oksidnog filma.

Legure titana sa različitim elementima su materijali koji više obećavaju od komercijalno čistog metala.

Glavne legirne komponente industrijskih titanijumskih legura su vanadijum, molibden, hrom, mangan, bakar, aluminijum i kalaj. U praksi, titan formira legure sa svim metalima, izuzev zemnoalkalnih elemenata, kao i sa silicijumom, borom, vodonikom, azotom i kiseonikom.

Prisustvo polimorfnih transformacija titanijuma, dobra rastvorljivost mnogih elemenata u njemu, formiranje hemijskih jedinjenja promenljive rastvorljivosti, omogućavaju dobijanje širokog spektra legura titana sa različitim svojstvima.

Imaju tri glavne prednosti u odnosu na druge legure: nisku specifičnu težinu, visoka hemijska svojstva i odličnu otpornost na koroziju. Kombinacija lakoće sa velikom čvrstoćom čini ih posebno perspektivnim materijalima kao zamjenom za posebne čelike za avio industriju, a njihova značajna otpornost na koroziju - za brodogradnju i kemijsku industriju.

U mnogim slučajevima, upotreba titanijumskih legura se ispostavlja ekonomski isplativom, unatoč visokoj cijeni titanijuma. Na primjer, upotreba pumpi od livenog titanijuma sa najvećom otpornošću na koroziju u jednom od preduzeća u Rusiji omogućila je smanjenje operativnih troškova po pumpi za 200 puta. Takvih primjera ima mnogo.

U zavisnosti od prirode uticaja legirajućih elemenata na polimorfne transformacije titana tokom legiranja, sve legure se dele u tri grupe:

1) sa a-fazom (aluminijum);

2) sa b-fazom (hrom, mangan, gvožđe, bakar, nikl, berilijum, volfram, kobalt, vanadijum, molibden, niobijum i tantal);

3) sa a + b-fazama (kalaj, cirkonijum germanijum).

Legure titanijuma sa aluminijumom imaju nižu gustinu i veću specifičnu čvrstoću od čistog ili komercijalno čistog titanijuma. Po specifičnoj čvrstoći nadmašuju mnoge nehrđajuće i toplinski otporne čelike u rasponu od 400 - 500 °C. Ove legure imaju veću čvrstoću puzanja i bolju otpornost na puzanje od mnogih legura na bazi titana. Takođe imaju povećan modul normalne elastičnosti. Legure ne korodiraju i blago oksidiraju na visokim temperaturama. Imaju dobru zavarljivost, a čak i sa značajnim sadržajem aluminija, materijal šava i zona utjecaja topline ne postaje lomljiv. Dodatak aluminijuma smanjuje duktilnost titanijuma. Ovaj efekat je najintenzivniji kada je sadržaj aluminijuma veći od 7,5%. Dodatak kalaja legurama povećava njihove karakteristike čvrstoće. Pri koncentraciji do 5% Sn u njima nije uočeno značajno smanjenje plastičnih svojstava. Osim toga, uvođenje kalaja u legure povećava njihovu otpornost na oksidaciju i puzanje. Legure koje sadrže 4-5% Al i 2-3% Sn zadržavaju značajnu mehaničku čvrstoću do 500°C.

Cirkonijum ima mali uticaj na mehanička svojstva legura, ali njegovo prisustvo doprinosi povećanju otpornosti na puzanje i povećanju dugotrajne čvrstoće. Cirkonijum je vredna komponenta legura titanijuma.

Legure ovog tipa su prilično duktilne: valjane su, štancane i kovane u vrućem stanju, zavarene argon-lučnim i otpornim zavarivanjem, zadovoljavajuće obrađene rezanjem, imaju dobru otpornost na koroziju u koncentrovanoj dušičnoj kiselini, u atmosferi, otopinama natrijum hlorida pod cikličkim opterećenjima i morskom vodom. Namijenjeni su za izradu dijelova koji rade na temperaturama od 350 do 500°C za dugotrajna opterećenja i do 900°C za kratkotrajna opterećenja. Legure se isporučuju u obliku limova, šipki, traka, ploča, otkovaka, štancanja, ekstrudiranih profila, cijevi i žica.

Na sobnoj temperaturi zadržavaju kristalnu rešetku svojstvenu modifikaciji a-titanijuma. U većini slučajeva, ove legure se koriste u žarenom stanju.

Legure titana sa termodinamički stabilnom b-fazom uključuju sisteme koji sadrže aluminijum (3,0 - 4,0%), molibden (7,0 - 8,0%) i hrom (10,0 - 15,0%). Međutim, time se gubi jedna od glavnih prednosti legura titanijuma - relativno niska gustoća. To je glavni razlog zašto ove legure nisu u širokoj upotrebi. Nakon gašenja od 760 - 780 ° C i starenja na 450 - 480 ° C, imaju graničnu vlačnu čvrstoću od 130 - 150 kg / mm 2 , ekvivalentan je čeliku sa s in = 255 kg / mm 2 . Međutim, ova čvrstoća se ne zadržava zagrijavanjem, što je glavni nedostatak ovih legura. Isporučuju se u obliku limova, šipki i otkovaka.

Najbolja kombinacija svojstava postiže se u legurama koje se sastoje od mješavine a- i b-faza. Aluminij je u njima neizostavan sastojak. Sadržaj aluminija ne samo da proširuje temperaturni raspon na kojem se održava stabilnost a-faze, već i povećava termičku stabilnost b-komponente. Osim toga , ovaj metal smanjuje gustoću legure i na taj način kompenzira povećanje ovog parametra povezanog s uvođenjem teških legirajućih elemenata. Imaju dobru čvrstoću i duktilnost. Koriste se za proizvodnju limova, šipki, otkovaka i štancanja.Delovi od takvih legura mogu se spajati tačkastim, sučeonim i argon-lučnim zavarivanjem u zaštitnoj atmosferi. Mogu se obrađivati ​​na zadovoljavajući način, imaju visoku otpornost na koroziju u vlažnoj atmosferi i morskoj vodi i imaju dobru termičku stabilnost.

Ponekad se, pored aluminijuma i molibdena, legurama dodaje i mala količina silicija. To doprinosi činjenici da se legure u vrućem stanju dobro podnose valjanju, štancanju i kovanju, a također povećava otpornost na puzanje.

Titanijum karbid TiC i njegove legure se široko koriste. Titan-karbid ima visoku tvrdoću i vrlo visoku tačku topljenja, što određuje glavna područja njegove primjene. Dugo se koristio kao komponenta tvrdih legura za rezne alate i kalupe. Tipične tvrde legure koje sadrže titan za rezne alate su legure T5K10, T5K7, T14K8, T15K6, TZ0K4 (prvi broj odgovara sadržaju titanovog karbida, a drugi - koncentraciji cementirajućeg metalnog kobalta u %). Titanijum karbid se takođe koristi kao abrazivni materijal, kako u prahu tako iu obliku cementa. Njegova tačka topljenja je iznad 3000°C. Ima visoku električnu provodljivost, a na niskim temperaturama - supravodljivost. Puzanje ovog jedinjenja je nisko do 1800°C. Krhka je na sobnoj temperaturi. Titanijum karbid je stabilan u hladnim i vrućim kiselinama - hlorovodoničnom, sumpornom, fosfornom, oksalnom, na hladnom - u perhlornoj kiselini, kao iu njihovim smešama.

Materijali otporni na toplinu na bazi titanijum karbida legiranog molibdenom, tantalom, niobijumom, niklom, kobaltom i drugim elementima se široko koriste. Ovo omogućava dobijanje materijala koji kombinuju visoku čvrstoću, otpornost na puzanje i oksidaciju na visokim temperaturama titanijum karbida sa duktilnošću i otpornošću metala na termički udar. Na istom principu se zasniva i proizvodnja materijala otpornih na toplotu na bazi drugih karbida, kao i borida, silicida, koji se kombinuju pod opštim nazivom keramičko-metalni materijali.

Legure na bazi titanovog karbida zadržavaju dovoljno visoku otpornost na toplinu do 1000 - 1100 ° C. Visoko su otporni na habanje i koroziju. Udarna žilavost legura je niska i to je glavna prepreka njihovoj širokoj rasprostranjenosti.

Kao vatrostalni materijali koriste se titanov karbid i legure na njegovoj bazi sa karbidima drugih metala. Lonci napravljeni od titanijum karbida i njegove legure sa hrom karbidom nisu vlaženi i praktički ne reaguju dugo sa rastopljenim kalajem, bizmutom, olovom, kadmijem i cinkom. Ne vlažite rastopljeni bakar titanijum karbida na 1100 - 1300 °C i srebro na 980 °C u vakuumu, aluminijum na 700 °C u atmosferi argona. Legure na bazi titanovog karbida sa volframovim ili tantalovim karbidom sa dodatkom do 15% Co na 900 - 1000 °C dugo vremena gotovo da ne podležu delovanju rastopljenog natrijuma i bizmuta.

Sve što trebate znati o titanijumu, plus hrom i volfram

Mnoge zanima pitanje: koji je najtvrđi metal na svijetu? To je titanijum. Veći dio članka bit će posvećen ovoj čvrstoj tvari. Takođe ćemo se malo upoznati sa tvrdim metalima kao što su hrom i volfram.

9 zanimljivih činjenica o titanijumu

1. Postoji nekoliko verzija zašto je metal dobio takvo ime. Prema jednoj teoriji, dobio je ime po Titanima, neustrašivim natprirodnim bićima. Prema drugoj verziji, ime dolazi od Titanije, kraljice vila.
2. Titanijum je otkriven krajem 18. veka od strane nemačkog i engleskog hemičara.
3. Titanijum se dugo nije koristio u industriji zbog svoje prirodne krhkosti.
4. Početkom 1925. godine, nakon niza eksperimenata, hemičari su dobili čisti titanijum.
5. Titanijumski čipovi su veoma zapaljivi.
6. Jedan je od najlakših metala.
7. Titanijum se može otopiti samo na temperaturama iznad 3200 stepeni.
8. Vri na temperaturi od 3300 stepeni.
9. Titanijum je srebrne boje.

Istorija otkrića titanijuma

Metal, koji je kasnije nazvan titanijumom, otkrila su dva naučnika - Englez William Gregor i Nijemac Martin Gregor Klaproth. Naučnici su radili paralelno i nisu se međusobno ukrštali. Razlika između otkrića je 6 godina.

William Gregor je svom otkriću dao ime - Menakin.

Više od 30 godina kasnije dobijena je prva legura titana, koja se pokazala izuzetno krhkom i nije se mogla nigdje koristiti. Smatra se da je tek 1925. godine izolovan titanijum u svom čistom obliku, koji je postao jedan od najtraženijih metala u industriji.

Dokazano je da je ruski naučnik Kirilov uspeo da izvuče čisti titanijum 1875. Objavio je brošuru u kojoj je detaljno opisao svoj rad. Međutim, istraživanje malo poznatog Rusa prošlo je nezapaženo.

Opće informacije o titanijumu

Legure titanijuma su spas za mehaničare i inženjere. Na primjer, tijelo aviona je napravljeno od titanijuma. Tokom leta dostiže brzinu nekoliko puta veću od brzine zvuka. Titanijumsko kućište se zagreva do preko 300 stepeni i ne topi se.

Metal zatvara prvih deset na listi “Najčešćih metala u prirodi”. Velika nalazišta pronađena su u Južnoj Africi, Kini, a mnogo titanijuma u Japanu, Indiji i Ukrajini.

Ukupne svjetske rezerve titana su više od 700 miliona tona. Ako stopa proizvodnje ostane ista, titanijum će trajati još 150-160 godina.

Najveći proizvođač najtvrđeg metala na svijetu je ruska kompanija VSMPO-Avisma, koja zadovoljava trećinu svjetskih potreba.

Svojstva titanijuma

1. Otpornost na koroziju.
2. Visoka mehanička čvrstoća.
3. Niska gustina.

Atomska težina titana je 47, 88 amu, redni broj u hemijskom periodnom sistemu je 22. Izvana je vrlo sličan čeliku.

Mehanička gustina metala je 6 puta veća od aluminijuma, 2 puta veća od gvožđa. Može se kombinovati sa kiseonikom, vodonikom, azotom. Kada je uparen sa ugljenikom, metal formira neverovatno tvrde karbide.

Toplotna provodljivost titanijuma je 4 puta manja od gvožđa i 13 puta manja od aluminijuma.

Proces rudarenja titanijuma

U zemlji se nalazi velika količina titanijuma, međutim, njegovo izdvajanje iz creva košta mnogo novca. Za proizvodnju se koristi jodidna metoda, čiji je autor Van Arkel de Boer.

Metoda se zasniva na sposobnosti metala da se kombinuje sa jodom; nakon razgradnje ovog jedinjenja može se dobiti čisti titanijum bez nečistoća.

Najzanimljivije stvari od titanijuma:

• proteze u medicini;
• ploče za mobilne uređaje;
• raketni kompleksi za istraživanje svemira;
• cjevovodi, pumpe;
• Tende, vijenci, vanjske obloge zgrada;
• većina dijelova (šasija, koža).

Područja primjene titanijuma

Titanijum se aktivno koristi u vojnoj sferi, medicini i nakitu. Dobio je nezvanični naziv "metal budućnosti". Mnogi ljudi kažu da pomaže u pretvaranju snova u stvarnost.

Najtvrđi metal na svijetu prvobitno se koristio u vojnom i odbrambenom sektoru. Danas je glavni potrošač proizvoda od titanijuma industrija aviona.

Titanijum je svestran građevinski materijal. Dugi niz godina se koristi za izradu avionskih turbina. U avionskim motorima titan se koristi za izradu ventilatorskih elemenata, kompresora i diskova.

Dizajn modernog aviona može sadržati do 20 tona legure titanijuma.

Glavna područja primjene titanijuma u konstrukciji aviona:

• prostorni proizvodi (ivice vrata, grotla, obloge, podovi);
• jedinice i sklopovi koji su podložni velikim opterećenjima (nosači blatobrana, podupirači stajnog trapa, hidraulički cilindri);
• dijelovi motora (kućište, lopatice kompresora).

Zahvaljujući titanijumu, osoba je mogla proći kroz zvučnu barijeru i probiti se u svemir. Korišćen je za stvaranje raketnih sistema sa ljudskom posadom. Titanijum može izdržati kosmičko zračenje, padove temperature i brzinu kretanja.

Ovaj metal ima malu gustinu, što je važno u brodogradnji. Proizvodi od titana su lagani, što znači da se smanjuje težina, povećavaju se njihova manevarska sposobnost, brzina i domet. Ako je trup broda obložen titanom, neće ga trebati farbati dugi niz godina - titan ne rđa u morskoj vodi (otpornost na koroziju).

Najčešće se ovaj metal koristi u brodogradnji za proizvodnju turbinskih motora, parnih kotlova, kondenzatorskih cijevi.

Naftno polje i titanijum

Superduboko bušenje smatra se obećavajućim područjem za korištenje titanijumskih legura. Za proučavanje i izvlačenje podzemnih resursa potrebno je prodreti duboko u podzemlje - preko 15 hiljada metara. Aluminijske bušaće cijevi, na primjer, će puknuti zbog vlastite gravitacije, a samo legure titana mogu ići stvarno duboko.

Ne tako davno, titan se počeo aktivno koristiti za stvaranje bunara na priobalnim policama. Specijalisti koriste legure titanijuma kao opremu:

• Postrojenja za proizvodnju nafte;
• posude pod pritiskom;
• pumpe za duboku vodu, cjevovodi.

Titanijum u sportu, medicini

Titanijum je izuzetno popularan u sportu zbog svoje snage i lakoće. Pre nekoliko decenija, legure titanijuma korišćene su za izradu bicikla, prve sportske opreme napravljene od najtvrđeg materijala na svetu. Moderan bicikl sastoji se od titanijumskog tijela, istih kočnica i opruga sjedišta.

Titanijumski golf palice su stvorene u Japanu. Ovi uređaji su lagani i izdržljivi, ali izuzetno skupi.

Većina predmeta koji se nalaze u ruksacima penjača i putnika napravljeni su od titanijuma - posuđe, setovi za pripremu hrane, stalci za jačanje šatora. Titanijumske cepine su veoma popularna sportska oprema.

Ovaj metal je veoma tražen u medicinskoj industriji. Većina hirurških instrumenata je napravljena od titanijuma - lagana i udobna.

Još jedno područje primjene metala budućnosti je izrada proteza. Titanijum se savršeno "kombinuje" sa ljudskim tijelom. Doktori su ovaj proces nazvali "pravo srodstvo". Titanijumske konstrukcije su bezbedne za mišiće i kosti, retko izazivaju alergijsku reakciju i ne propadaju pod uticajem telesnih tečnosti. Proteze od titana su izdržljive i mogu izdržati ogroman fizički napor.

Titanijum je neverovatan metal. Pomaže osobi da dosegne neviđene visine u različitim područjima života. Voljen je i cijenjen zbog svoje snage, lakoće i dugogodišnje službe.

Krom je jedan od najtvrđih metala.

Zanimljive činjenice o hromu

1. Naziv metala dolazi od grčke riječi "chroma", što znači boja.
2. U prirodnom okruženju se ne nalazi čisti hrom, već samo u obliku hrom-gvozdene rude, dvostrukog oksida.
3. Najveća nalazišta metala nalaze se u Južnoj Africi, Rusiji, Kazahstanu i Zimbabveu.
4. Gustina metala - 7200kg/m3.
5. Krom se topi na temperaturi od 1907 stepeni.
6. Vri na temperaturi od 2671 stepen.
7. Savršeno čisti hrom bez nečistoća karakteriše duktilnost i žilavost. Kada se kombinuje sa kiseonikom, dušikom ili vodonikom, metal postaje krhak i vrlo tvrd.
8. Ovaj srebrno-bijeli metal otkrio je Francuz Louis Nicolas Vauquelin krajem 18. vijeka.

Svojstva metala hroma

Krom ima vrlo visoku tvrdoću i može rezati staklo. Ne oksidira se ni zrakom ni vlagom. Ako se metal zagrije, oksidacija će se dogoditi samo na površini.

Godišnje se potroši više od 15.000 tona čistog hroma. Britanska kompanija "Bell Metals" smatra se liderom u proizvodnji najčistijeg hroma.

Najviše se hroma troši u SAD, zapadnim zemljama Evrope i Japanu. Tržište hroma je nestabilno i cijene se kreću u širokom rasponu.

Područja upotrebe hroma

Najčešće se koristi za izradu legura i galvanskih premaza (hromiranje za transport).

Krom se dodaje čeliku kako bi se poboljšala fizička svojstva metala. Ove legure su najtraženije u crnoj metalurgiji.

Najpopularnija klasa čelika sastoji se od hroma (18%) i nikla (8%). Takve legure savršeno su otporne na oksidaciju, koroziju i jake su čak i na visokim temperaturama.

Peći za grijanje su izrađene od čelika, koji sadrži trećinu hroma.

Šta se još proizvodi hrom?

1. Cijevi vatrenog oružja.
2. Korpus podmornica.
3. Opeke koje se koriste u metalurgiji.

Drugi izuzetno tvrdi metal je volfram.

Zanimljive činjenice o volframu

1. Ime metala u prijevodu s njemačkog ("Wolf Rahm") znači "vučja pjena".
2. To je najvatrostalniji metal na svijetu.
3. Volfram ima svijetlosivu nijansu.
4. Metal je krajem 18. stoljeća (1781.) otkrio Šveđanin Karl Scheele.
5. Volfram se topi na 3422 stepena, ključa na 5900.
6. Metal ima gustinu od 19,3 g/cm³.
7. Atomska masa - 183,85, element VI grupe u periodičnom sistemu Mendeljejeva (redni broj - 74).

Proces rudarenja volframa

Volfram pripada velikoj grupi retkih metala. Takođe uključuje rubidijum i molibden. Ovu grupu karakteriše niska zastupljenost metala u prirodi i mali obim potrošnje.

Proizvodnja volframa se sastoji od 3 faze:

• odvajanje metala od rude, njegovo nakupljanje u otopini;
• odabir spoja, njegovo pročišćavanje;
• odvajanje čistog metala od gotovog hemijskog jedinjenja.
• Početni materijal za proizvodnju volframa je šelit i volframit.

Primjena volframa

Volfram je okosnica većine čvrstih legura. Koristi se za izradu avionskih motora, dijelova za električne vakuum uređaje i filamenata.
Visoka gustoća metala omogućava korištenje volframa za stvaranje balističkih projektila, metaka, protuutega i artiljerijskih granata.

Jedinjenja na bazi volframa koriste se za obradu drugih metala, u rudarskoj industriji (bušenje bunara), boja i lakova i tekstila (kao katalizator za organsku sintezu).

Složena jedinjenja volframa se koriste za izradu:

• žice - koriste se u pećima za grijanje;
• trake, folije, ploče, limovi - za valjanje i ravno kovanje.

Titanijum, hrom i volfram su na vrhu liste "Najtvrđih metala na svetu". Koriste se u mnogim oblastima ljudske delatnosti - vazduhoplovstvu i raketiranju, vojsci, građevinarstvu, a u isto vreme, ovo nije potpuna primena metala.

Mnogi su zainteresovani za pomalo misteriozan i neu potpunosti shvaćen titanijum - metal čija su svojstva pomalo dvosmislena. Metal je i najjači i najkrhkiji.

Najtvrđi i najkrhkiji metal

Otkrila su ga dva naučnika u razmaku od 6 godina - Englez W. Gregor i Nijemac M. Klaproth. Ime titana asocira, s jedne strane, na mitske titane, natprirodne i neustrašive, s druge strane na Titaniju, kraljicu vila.
To je jedan od najčešćih materijala u prirodi, ali je proces dobivanja čistog metala posebno složen.

22 hemijski element tabele D. Mendeljejeva Titan (Ti) pripada 4. grupi 4. perioda.

Boja titanijuma je srebrno bijela sa izraženim sjajem. Njegovi naglasci svjetlucaju svim duginim bojama.

Jedan je od vatrostalnih metala. Topi se na temperaturi od +1660°C (±20°). Titan je paramagnetičan: nije magnetiziran u magnetskom polju i nije istisnut iz njega.
Metal karakterizira niska gustoća i visoka čvrstoća. Ali posebnost ovog materijala leži u činjenici da čak i minimalne nečistoće drugih kemijskih elemenata radikalno mijenjaju njegova svojstva. U prisustvu beznačajnog udjela drugih metala, titan gubi otpornost na toplinu, a minimum nemetalnih tvari u njegovom sastavu čini leguru krhkom.
Ova karakteristika određuje prisustvo 2 vrste materijala: čistog i tehničkog.

1. Čisti titan se koristi tamo gdje je potrebna vrlo lagana tvar koja može izdržati teška opterećenja i ultravisoke temperaturne opsege.
2. Tehnički materijal se koristi gdje se vrednuju parametri kao što su lakoća, čvrstoća i otpornost na koroziju.

Supstanca ima svojstvo anizotropije. To znači da metal može promijeniti svoje fizičke karakteristike na osnovu primijenjene sile. Na ovu osobinu treba obratiti pažnju kada planirate upotrebu materijala.

Titan gubi snagu i pri najmanjem prisustvu u njemu nečistoća drugih metala

Studije svojstava titanijuma u normalnim uslovima potvrđuju njegovu inertnost. Supstanca ne reaguje na elemente koji se nalaze u okolnoj atmosferi.
Promjena parametara počinje kada temperatura poraste na + 400 ° C i više. Titanijum reaguje sa kiseonikom, može da se zapali u azotu i apsorbuje gasove.
Ova svojstva otežavaju dobijanje čiste supstance i njenih legura. Proizvodnja titanijuma zasniva se na upotrebi skupe vakuumske opreme.

Titanijum i konkurencija drugim metalima

Ovaj metal se stalno upoređuje sa aluminijumom i legurama gvožđa. Mnoga hemijska svojstva titanijuma su znatno bolja od onih konkurenata:

1. U pogledu mehaničke čvrstoće, titan nadmašuje željezo 2 puta, a aluminij 6 puta. Njegova snaga raste sa padom temperature, što se ne primjećuje kod konkurenata.
   Antikorozivne karakteristike titanijuma su znatno veće od onih drugih metala.
2. Na sobnoj temperaturi, metal je apsolutno inertan. Ali kada temperatura poraste iznad + 200 ° C, tvar počinje apsorbirati vodik, mijenjajući svoje karakteristike.
3. Na višim temperaturama titanijum reaguje sa drugim hemijskim elementima. Ima visoku specifičnu čvrstoću, koja je 2 puta veća od svojstava najboljih legura željeza.
4. Antikorozivna svojstva titanijuma su znatno veća od svojstva aluminijuma i nerđajućeg čelika.
5. Supstanca ne provodi dobro električnu energiju. Otpornost titanijuma je 5 puta veća od gvožđa, 20 puta veća od aluminijuma i 10 puta veća od magnezijuma.
6. Titanijum ima nisku toplotnu provodljivost zbog niskog koeficijenta toplotnog širenja. To je 3 puta manje od željeza i 12 puta manje od aluminija.
   

Kako se dobija titanijum?

Materijal zauzima 10. mjesto po rasprostranjenosti u prirodi. Postoji oko 70 minerala koji sadrže titan u obliku titanske kiseline ili titan dioksida. Najčešći od njih i koji sadrže visok postotak metalnih derivata:

• ilmenit;
• rutil;
• anataza;
• perovskit;
• brookite.

Glavna nalazišta titanijumskih ruda nalaze se u SAD, Velikoj Britaniji, Japanu, velika ležišta su otkrivena u Rusiji, Ukrajini, Kanadi, Francuskoj, Španiji, Belgiji.

Vađenje titanijuma je skup i radno intenzivan proces

Dobijanje metala od njih je veoma skupo. Naučnici su razvili 4 metode proizvodnje titanijuma, od kojih je svaka radna i efikasno se koristi u industriji:

1. Magnezijska termalna metoda. Ekstrahovane sirovine koje sadrže nečistoće titana se prerađuju i dobija se titan dioksid. Ova supstanca se hloriše u rudniku ili hlorinatorima soli na povišenim temperaturama. Proces je vrlo spor i izvodi se u prisustvu ugljeničnog katalizatora. U ovom slučaju, čvrsti dioksid se pretvara u plinovitu tvar - titan tetraklorid. Dobijeni materijal se redukuje magnezijem ili natrijem. Legura nastala tokom reakcije podvrgava se zagrijavanju u vakuumskoj jedinici do ultravisokih temperatura. Kao rezultat reakcije dolazi do isparavanja magnezija i njegovih spojeva s hlorom. Na kraju procesa dobija se materijal nalik spužvi. Topi se i dobija se titanijum visokog kvaliteta.
2. Metoda kalcijum hidrida. Ruda je hemijski reagovala da bi se dobio titanijum hidrid. Sljedeća faza je razdvajanje supstance na njene komponente. Titan i vodonik se oslobađaju prilikom zagrijavanja u vakuumskim instalacijama. Na kraju procesa dobija se kalcijum oksid koji se ispere slabim kiselinama. Prve dvije metode odnose se na industrijsku proizvodnju. Oni omogućavaju dobijanje čistog titanijuma u najkraćem mogućem roku uz relativno niske troškove.
3. Metoda elektrolize. Jedinjenja titanijuma su izložena visokim strujama. Ovisno o sirovini, spojevi se dijele na komponente: hlor, kiseonik i titan.
4. Jodidna metoda ili rafinacija. Titanov dioksid dobijen iz minerala poliva se jodnom parom. Kao rezultat reakcije nastaje titan jodid, koji se zagrijava na visoku temperaturu - + 1300 ... + 1400 ° C i izlaže se električnoj struji. U ovom slučaju, komponente se odvajaju od početnog materijala: joda i titana. Metal dobijen ovom metodom nema nečistoća ili aditiva.

Područja upotrebe

Upotreba titanijuma zavisi od stepena njegovog pročišćavanja od nečistoća. Prisutnost čak i male količine drugih kemijskih elemenata u sastavu legure titana radikalno mijenja njene fizičke i mehaničke karakteristike.

Titanijum sa određenom količinom nečistoća naziva se tehnički titanijum. Ima visoke pokazatelje otpornosti na koroziju, lagan je i vrlo izdržljiv materijal. Njegova primjena ovisi o ovim i drugim pokazateljima.

• U hemijskoj industriji Od titanijuma i njegovih legura izrađuju se izmenjivači toplote različitih prečnika cevi, fitinga, kućišta i delova za pumpe za različite namene. Supstanca je nezamjenjiva na mjestima gdje je potrebna visoka čvrstoća i otpornost na kiseline.
• Na transport titanijum se koristi za proizvodnju delova i sklopova za bicikle, automobile, vagone i vozove. Upotreba materijala smanjuje težinu voznih sredstava i automobila, daje lakoću i snagu dijelovima bicikla.
• Titanijum je od velike važnosti u pomorskom odeljenju... Od njega se izrađuju dijelovi i elementi trupa za podmornice, propeleri za čamce i helikoptere.
• U građevinskoj industriji koristi se legura cink-titanijum. Koristi se kao završni materijal za fasade i krovove. Ova vrlo jaka legura ima važno svojstvo: može se koristiti za izradu arhitektonskih dijelova najfantastičnije konfiguracije. On može imati bilo koji oblik.
• U poslednjoj deceniji, titanijum se široko koristi u naftnoj industriji... Njegove legure se koriste u proizvodnji opreme za superduboko bušenje. Materijal se koristi za proizvodnju opreme za proizvodnju nafte i plina na moru.

Titanijum ima veoma širok spektar primena

Čisti titanijum ima svoju upotrebu. Potreban je tamo gdje je potrebna otpornost na visoke temperature i istovremeno se mora održati čvrstoća metala.

Koristi se u :

• konstrukcija zrakoplova i svemirska industrija za proizvodnju dijelova kože, trupa, spojnih elemenata, šasija;
• lijek za protetiku i proizvodnju srčanih zalistaka i drugih aparata;
• oprema za rad u kriogenom području (ovdje koriste svojstvo titana - sa smanjenjem temperature, čvrstoća metala se povećava i njegova plastičnost se ne gubi).

U procentima, upotreba titana za proizvodnju raznih materijala izgleda ovako:

• 60% se koristi za proizvodnju boja;
• plastika troši 20%;
• 13% se koristi u proizvodnji papira;
• mašinstvo troši 7% proizvedenog titanijuma i njegovih legura.

Sirovine i proces dobivanja titana su skupi, troškovi njegove proizvodnje nadoknađuju se i plaćaju vijekom trajanja proizvoda napravljenih od ove tvari, njegovom sposobnošću da ne mijenja svoj izgled tokom cijelog perioda rada.

Titanijum- jedan od misterioznih, malo proučavanih makroelemenata u nauci i ljudskom životu. Iako se ne naziva uzalud "kosmičkim" elementom, jer aktivno se koristi u naprednim granama nauke, tehnologije, medicine i u mnogim drugim stvarima - to je element budućnosti.

Ovaj metal je srebrno-sive boje (vidi sliku), nerastvorljiv u vodi. Ima malu hemijsku gustinu, pa ga karakteriše lakoća. Istovremeno je vrlo izdržljiv i lak za obradu zbog svoje topljivosti i duktilnosti. Element je hemijski inertan zbog prisustva zaštitnog filma na površini. Titanijum nije zapaljiv, ali njegova prašina je eksplozivna.

Otkriće ovog hemijskog elementa pripada velikom ljubitelju minerala, Englezu Williamu McGregoru. Ali titanijum duguje svoje ime kemičaru Martinu Heinrichu Klaprothu, koji ga je otkrio nezavisno od McGregora.

Prijedlozi o razlozima zašto je ovaj metal nazvan "titanijum" su romantični. Prema jednoj verziji, ime je povezano sa drevnim grčkim bogovima Titanima, čiji su roditelji bili bog Uran i boginja Gaia, ali prema drugoj, dolazi od imena kraljice vila - Titanije.

Kako god bilo, ovaj makronutrijent je deveti po broju pronađenih u prirodi. Dio je tkiva flore i faune. Ima ga dosta u morskoj vodi (do 7%), ali u tlu ima samo 0,57%. Kina je najbogatija rezervama titanijuma, a slijedi je Rusija.

Titan akcija

Efekat makroelementa na organizam je zbog njegovih fizičko-hemijskih svojstava. Njegove čestice su vrlo male, mogu prodrijeti u ćelijsku strukturu i utjecati na njen rad. Vjeruje se da zbog svoje inertnosti, makronutrijent ne stupa u kemijsku interakciju s nadražujućim tvarima, te stoga nije toksičan. Međutim, fizičkim djelovanjem dolazi u kontakt sa stanicama tkiva, organa, krvi, limfe, što dovodi do njihovog mehaničkog oštećenja. Dakle, element može svojim djelovanjem dovesti do oštećenja jednolančane i dvolančane DNK, oštetiti hromozome, što može dovesti do rizika od razvoja raka i kvara u genetskom kodu.

Ispostavilo se da čestice makronutrijenata ne mogu proći kroz kožu. Stoga u osobu ulaze samo s hranom, vodom i zrakom.

Titan se bolje apsorbuje kroz gastrointestinalni trakt (1-3%), ali samo oko 1% se apsorbuje kroz respiratorni trakt, ali je njegov sadržaj u organizmu koncentrisan kao u plućima (30%).Šta je razlog tome? Nakon analize svih gore navedenih brojki, možete doći do nekoliko zaključaka. Prvo, titan se općenito slabo apsorbira u tijelu. Drugo, titan se izlučuje kroz gastrointestinalni trakt kroz feces (0,52 mg) i urin (0,33 mg), ali u plućima je takav mehanizam slab ili ga uopšte nema, jer se koncentracija titana u ovom organu praktično povećava sa godinama. 100 puta . Koji je razlog za tako visoku koncentraciju uz tako slabu apsorpciju? Najvjerovatnije je to zbog stalnog napada prašine na naše tijelo, u kojem je uvijek prisutna komponenta titana. Osim toga, u ovoj gredi potrebno je voditi računa o našoj ekologiji i prisutnosti industrijskih objekata u blizini naselja.

U poređenju sa plućima, u drugim organima, kao što su slezina, nadbubrežne žlezde, štitna žlezda, sadržaj makronutrijenata ostaje nepromenjen tokom celog života. Takođe, prisustvo elementa se primećuje u limfi, placenti, mozgu, majčinom mleku, kostima, noktima, kosi, očnom sočivu, epitelnim tkivima.

Budući da je u kostima, titan je uključen u njihovo spajanje nakon prijeloma. Također, uočen je pozitivan učinak u procesima oporavka koji se javljaju u oštećenim pokretnim zglobovima kostiju kod artritisa i artroze. Ovaj metal je snažan antioksidans. Slabeći djelovanje slobodnih radikala na kožu i krvna zrnca, štiti cijelo tijelo od preranog starenja i trošenja.

Koncentrirajući se u dijelove mozga odgovorne za vid i sluh, pozitivno djeluje na njihovo funkcioniranje. Prisustvo metala u nadbubrežnoj i štitnoj žlijezdi implicira njegovo učešće u proizvodnji hormona uključenih u metabolizam. Također je uključen u proizvodnju hemoglobina, proizvodnju crvenih krvnih zrnaca. Smanjenjem sadržaja holesterola i uree u krvi, prati njen normalan sastav.

Negativan učinak titanijuma na organizam je zbog činjenice da on je teški metal... Jednom u tijelu, ne razgrađuje se i ne razgrađuje, već se taloži u organima i tkivima osobe, trujući ga i ometajući vitalne procese. Ne korodira i otporan je na djelovanje lužina i kiselina, pa na njega ne može djelovati želudačni sok.

Jedinjenja titana imaju sposobnost da blokiraju ultraljubičasto zračenje kratkih talasa i ne apsorbuju se kroz kožu, pa se mogu koristiti za zaštitu kože od ultraljubičastog zračenja.

Dokazano je da pušenje višestruko povećava dotok metala u pluća iz zraka. Nije li ovo razlog da napustite ovu lošu naviku!

Dnevna stopa - kolika je potreba za hemijskim elementom?

Dnevna norma makronutrijenata je zbog činjenice da ljudsko tijelo sadrži oko 20 mg titana, od čega je 2,4 mg u plućima. Svakog dana, hranom, organizam dobija 0,85 mg supstance, vodom - 0,002 mg, a vazduhom - 0,0007 mg. Dnevna norma za titanijum je veoma uslovna, jer posledice njegovog uticaja na organe nisu u potpunosti shvaćene. To je otprilike jednako oko 300-600 mcg dnevno. Nema kliničkih podataka o posljedicama prekoračenja ove norme - sve je u fazi eksperimentalnog istraživanja.

Nedostatak titanijuma

Stanja u kojima bi došlo do nedostatka metala nisu identifikovana, pa su naučnici došli do zaključka da ne postoje u prirodi. Ali njegov nedostatak se opaža kod većine ozbiljnih bolesti, koje mogu pogoršati stanje pacijenta. Ovaj nedostatak se može ukloniti preparatima koji sadrže titan.

Uticaj viška titana na organizam

Višak makronutrijenata jednokratnog unosa titanijuma u organizam nije identifikovan. Ako je, pretpostavimo, osoba progutala titanijumsku iglu, onda, očigledno, nema potrebe govoriti o trovanju. Najvjerovatnije, zbog svoje inercije, element neće doći u kontakt, već će se prirodno povući.

Velika opasnost je uzrokovana sistematskim povećanjem koncentracije makronutrijenata u respiratornim organima. To dovodi do oštećenja respiratornog i limfnog sistema. Postoji i direktna veza između stepena silikoze i sadržaja elementa u respiratornim organima. Što je više njegovog sadržaja, bolest teže napreduje.

Višak teških metala uočen je kod ljudi koji rade u hemijskim i metalurškim postrojenjima. Najopasniji je titan hlorid - za 3 radne godine počinje manifestacija teških kroničnih bolesti.

Takve bolesti se liječe posebnim lijekovima i vitaminima.

Koji su izvori?

Element ulazi u ljudsko tijelo uglavnom hranom i vodom. Najviše ga ima u mahunarkama (grašak, pasulj, sočivo, pasulj) i žitaricama (raž, ječam, heljda, zob). Njegovo prisustvo otkriveno je u mliječnim i mesnim jelima, kao i u jajima. Biljke sadrže više ovog elementa od životinja. Njegov sadržaj je posebno visok u algi - grmolikoj kladofori.

Svi prehrambeni proizvodi koji sadrže prehrambenu boju E171 sadrže ovaj metalni dioksid. Koristi se u proizvodnji umaka i začina. Šteta ovog aditiva je upitna, jer je titanov oksid praktički netopiv u vodi i želučanom soku.

Indikacije za upotrebu

Postoje indikacije za upotrebu elementa, unatoč činjenici da je ovaj kosmički element još uvijek malo proučavan, aktivno se koristi u svim područjima medicine. Zbog svoje čvrstoće, otpornosti na koroziju i biološke inertnosti, široko se koristi u protetici za izradu implantata. Koristi se u stomatologiji, neurohirurgiji, ortopediji. Zbog svoje izdržljivosti, od njega se prave hirurški instrumenti.

Dioksid ove supstance koristi se u liječenju kožnih oboljenja kao što su heilitis, herpes, akne, upale usne sluznice. Uklonjen im je hemangiom lica.

Metalni niklid je uključen u eliminaciju lokalno uznapredovalog karcinoma larinksa. Koristi se za endoprotetiku larinksa i traheje. Također se koristi za liječenje inficiranih rana u kombinaciji s antibiotskim otopinama.

Makronutrijent Aquacomplex glicerosolvat pospješuje zacjeljivanje ulceroznih rana.

Postoje mnoge mogućnosti za naučnike širom svijeta da proučavaju element budućnosti, budući da su njegova fizičko-hemijska svojstva visoka i mogu donijeti neograničene koristi čovječanstvu.