Хамгийн хатуу металлуудын нэг болох титаны физик шинж чанар, шинж чанарууд. Титан хайлш. Үндсэн шинж чанарууд

Үелэх системд титан химийн элементийг Ti (титан) гэж тэмдэглэсэн бөгөөд IV бүлгийн хоёрдогч дэд бүлэгт, 4-р үед атомын дугаар 22-т оршдог. Энэ нь том хэмжээний нэг хэсэг болох мөнгөлөг цагаан цул металл юм. ашигт малтмалын тоо. Та манай вэбсайтаас титан худалдаж авах боломжтой.

Титаныг 18-р зууны сүүлчээр Англи, Германы химич Улям Грегор, Мартин Клапрот нар бие биенээсээ хамааралгүйгээр зургаан жилийн зөрүүтэйгээр нээжээ. Элементийн нэрийг Мартин Клапрот титануудын (асар том, хүчтэй, үхэшгүй мөнх амьтад) эртний Грекийн дүрүүдийг хүндэтгэн нэрлэжээ. Энэ нэр нь зөгнөлийн шинж чанартай болсон ч титаны бүх шинж чанаруудтай танилцахын тулд хүн төрөлхтөн 150 гаруй жил зарцуулсан. Гуравхан жилийн дараа л титан металлын анхны дээжийг авах боломжтой болсон. Тухайн үед энэ нь эмзэг байдлаасаа болоод бараг ашиглагдаагүй байсан. 1925 онд иодид аргыг ашиглан хэд хэдэн туршилт хийсний дараа химич Ван Аркел, Де Бур нар цэвэр титан гаргаж авсан.

Металлын үнэ цэнэтэй шинж чанаруудын ачаар инженер, дизайнерууд нэн даруй анхаарлаа хандуулав. Энэ бол жинхэнэ нээлт байсан. 1940 онд Кролл хүдрээс титан үйлдвэрлэх магнийн дулааны аргыг боловсруулсан. Энэ арга нь өнөөг хүртэл хамааралтай хэвээр байна.

Физик ба механик шинж чанарууд

Титан бол нэлээд галд тэсвэртэй металл юм. Түүний хайлах цэг нь 1668 ± 3 ° С байна. Энэ үзүүлэлтээр тантал, вольфрам, рений, ниобий, молибден, тантал, циркони зэрэг металлуудаас доогуур байдаг. Титан бол парамагнит металл юм. Соронзон талбарт энэ нь соронзлогддоггүй, гэхдээ түүнийг шахдаггүй. Зураг 2
Титан нь бага нягтралтай (4.5 г / см³), өндөр хүч чадалтай (140 кг / мм² хүртэл). Эдгээр шинж чанарууд нь өндөр температурт бараг өөрчлөгддөггүй. Энэ нь хөнгөн цагаанаас 1.5 дахин хүнд (2.7 г / см³), харин төмрөөс 1.5 дахин хөнгөн (7.8 г / см³). Механик шинж чанарын хувьд титан нь эдгээр металлаас хамаагүй давуу юм. Хүч чадлын хувьд титан ба түүний хайлш нь олон төрлийн хайлштай гантай ижил түвшинд байна.

Зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын хувьд титан нь цагаан алтнаас доогуур биш юм. Металл нь кавитацид маш сайн тэсвэртэй байдаг. Титан хэсгийг идэвхтэй хөдөлгөх явцад шингэн орчинд үүссэн агаарын бөмбөлгүүд нь түүнийг бараг устгадаггүй.

Энэ нь хугарал, хуванцар хэв гажилтыг тэсвэрлэх чадвартай хатуу металл юм. Энэ нь хөнгөн цагаанаас 12 дахин, зэс, төмрөөс 4 дахин хатуу. Өөр нэг чухал үзүүлэлт бол ургацын цэг юм. Энэ үзүүлэлт нэмэгдэхийн хэрээр титан эд ангиудын үйл ажиллагааны ачаалалд тэсвэртэй байдал сайжирна.

Зарим металл (ялангуяа никель, устөрөгч) бүхий хайлшаар титан нь тодорхой температурт үүссэн бүтээгдэхүүний хэлбэрийг "санах" чадвартай байдаг. Дараа нь ийм бүтээгдэхүүн нь гажигтай байж болох бөгөөд энэ нь удаан хугацааны туршид энэ байрлалыг хадгалах болно. Хэрэв бүтээгдэхүүнийг хийсэн температур хүртэл халаавал бүтээгдэхүүн нь анхны хэлбэрээ авна. Энэ өмчийг "санах ой" гэж нэрлэдэг.

Титаны дулаан дамжилтын илтгэлцүүр харьцангуй бага бөгөөд шугаман тэлэлтийн коэффициент нь мөн харьцангуй бага байна. Үүнээс үзэхэд метал нь цахилгаан, дулааныг муу дамжуулдаг. Гэхдээ бага температурт энэ нь цахилгаан эрчим хүчний хэт дамжуулагч бөгөөд энэ нь эрчим хүчийг хол зайд дамжуулах боломжийг олгодог. Титан нь мөн өндөр цахилгаан эсэргүүцэлтэй байдаг.
Цэвэр титан металл нь янз бүрийн төрлийн хүйтэн, халуун боловсруулалтанд өртдөг. Үүнийг зурж, утас хийж, хуурамчаар хийж, тууз, хуудас, тугалган цаасаар 0.01 мм хүртэл зузаантай болгож болно. Титанаас дараах төрлийн цувисан бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэдэг. титан тууз, титан утас, титан хоолой, титан бут, титан тойрог, титан бар.

Химийн шинж чанар

Цэвэр титан бол реактив элемент юм. Түүний гадаргуу дээр өтгөн хамгаалалтын хальс үүсдэг тул металл нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Энэ нь агаарт, далайн давстай усанд исэлддэггүй, химийн олон түрэмгий орчинд өөрчлөгддөггүй (жишээлбэл: шингэрүүлсэн ба төвлөрсөн азотын хүчил, aqua regia). Өндөр температурт титан нь урвалжуудтай илүү идэвхтэй харьцдаг. Энэ нь 1200 ° C-ийн температурт агаарт гал авалцдаг. Гал асаах үед метал нь тод гэрэлтдэг. Азоттой хамт идэвхтэй урвал явагддаг бөгөөд титан гадаргуу дээр шар-хүрэн нитридын хальс үүсдэг.

Өрөөний температурт давсны болон хүхрийн хүчилтэй урвалд орох нь сул боловч халах үед метал хүчтэй уусдаг. Урвалын үр дүнд доод хлорид ба моносульфат үүсдэг. Фосфор болон азотын хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэл нь сул байдаг. Металл нь галогентэй урвалд ордог. Хлортой урвал 300 хэмд явагдана.
Устөрөгчтэй идэвхтэй урвал нь өрөөний температураас бага зэрэг өндөр температурт явагддаг. Титан нь устөрөгчийг идэвхтэй шингээдэг. 1 г титан нь 400 см³ устөрөгчийг шингээх чадвартай. Халаасан металл нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны уурыг задалдаг. Усны ууртай харилцан үйлчлэл нь 800 хэмээс дээш температурт явагддаг. Урвалын үр дүнд металлын исэл үүсч, устөрөгч нь ууршдаг. Илүү өндөр температурт халуун титан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, карбид, исэл үүсгэдэг.

Олж авах аргууд

Титан бол дэлхий дээрх хамгийн элбэг элементүүдийн нэг юм. Манай гаригийн гэдэс дотор түүний агууламж 0.57% байна. Металлын хамгийн их агууламж нь "базальт бүрхүүл" (0.9%), боржин чулуулаг (0.23%), хэт суурь чулуулаг (0.03%) -д ажиглагддаг. Титаны 70 орчим эрдэс бодис нь титаны хүчил эсвэл давхар исэл хэлбэрээр олддог. Титаны хүдрийн үндсэн эрдэсүүд нь: ильменит, анатаз, рутил, брукит, лопарит, лейкоксен, перовскит, сфен юм. Дэлхийн гол титан үйлдвэрлэгчид бол Их Британи, АНУ, Франц, Япон, Канад, Итали, Испани, Бельги юм.
Титан авах хэд хэдэн арга байдаг. Эдгээрийг бүгдийг нь практикт ашигладаг бөгөөд нэлээд үр дүнтэй байдаг.

1. Соронзон дулааны процесс.

Титан агуулсан хүдрийг олборлож, боловсруулж, давхар исэл болгон маш өндөр температурт аажмаар хлоржуулдаг. Хлоржуулалтыг нүүрстөрөгчийн орчинд хийдэг. Дараа нь урвалын үр дүнд үүссэн титан хлоридыг магнигаар багасгадаг. Үүссэн металлыг өндөр температурт вакуум төхөөрөмжид халаана. Үүний үр дүнд магни, магнийн хлорид ууршиж, титаныг олон нүх, хоосон зай үлдээдэг. Чанартай металл авахын тулд хөвөн титаныг дахин хайлуулдаг.

2. Гидрид-кальцийн арга.

Эхлээд титан гидридийг гаргаж аваад дараа нь титан ба устөрөгч гэсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваана. Уг процесс нь өндөр температурт агааргүй орон зайд явагддаг. Кальцийн исэл үүсдэг бөгөөд энэ нь сул хүчлээр угаана.
Кальцийн гидрид ба магнийн дулааны аргыг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ихэвчлэн ашигладаг. Эдгээр аргууд нь санхүүгийн хамгийн бага зардлаар богино хугацаанд их хэмжээний титан авах боломжийг олгодог.

3. Электролизийн арга.

Титан хлорид эсвэл титаны давхар исэл нь өндөр гүйдэлд өртдөг. Үр дүн нь нэгдлүүдийн задрал юм.

4. Иодидын арга.

Титаны давхар исэл нь иодын ууртай харилцан үйлчилдэг. Дараа нь титан иодид өндөр температурт өртөж, титан үүсдэг. Энэ арга нь хамгийн үр дүнтэй боловч хамгийн үнэтэй юм. Титаныг хольц, нэмэлтгүйгээр маш өндөр цэвэршилттэй гаргаж авдаг.

Титан хэрэглээ

Зэврэлтээс хамгаалах сайн шинж чанартай тул титаныг химийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Металл болон түүний хайлшийн өндөр халуунд тэсвэртэй байдал нь тэдгээрийг орчин үеийн технологид ашиглахад хялбар болгодог. Титан хайлш нь нисэх онгоц, пуужин, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд маш сайн материал юм.

Хөшөөг титанаар хийсэн. Энэ металлаар хийсэн хонхнууд нь ер бусын бөгөөд маш сайхан дуугардгаараа алдартай. Титаны давхар исэл нь арьсны өвчинд зориулсан тос зэрэг зарим эмийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Никель, хөнгөн цагаан, нүүрстөрөгчтэй металлын нэгдлүүд бас их эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.

Титан ба түүний хайлш нь химийн болон хүнсний үйлдвэр, өнгөт металлурги, электроник, цөмийн технологи, эрчим хүч, цахилгаан хавтан зэрэг салбарт хэрэглэгдэх болсон. Зэвсэг, хуягны хавтан, мэс заслын багаж хэрэгсэл, суулгац, усалгааны тоног төхөөрөмж, спортын тоног төхөөрөмж, тэр ч байтугай үнэт эдлэлийг титан болон түүний хайлшаар хийдэг. Нитрит хийх явцад металлын гадаргуу дээр алтан хальс үүсдэг бөгөөд энэ нь гоо үзэсгэлэнгийн хувьд жинхэнэ алтнаас ч дутдаггүй.

Титан бол үечилсэн системийн хоёрдогч дэд бүлгийн IV бүлгийн элемент, атомын дугаар 22, атомын жин 47.9. Химийн тэмдэг - Ti. Титаныг 1795 онд нээсэн бөгөөд Грекийн Титан туульсын баатрын нэрээр нэрлэсэн. Энэ нь 70 гаруй ашигт малтмалын нэг хэсэг бөгөөд хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг бөгөөд дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж ойролцоогоор 0.6% байдаг. Энэ нь мөнгөлөг цагаан металл юм. Түүний хайлах цэг нь 1665 ° C байна. 20 - 100 ° C-ийн хүрээнд титаны шугаман тэлэлтийн коэффициент нь 8.3 × 10 -6 градус -1, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр l = 15.4 Вт / (м × К) байна. Энэ нь хоёр полиморф өөрчлөлттэй байдаг: 882 ° С хүртэл, параметр бүхий зургаан өнцөгт нягт савласан болор тортой а-өөрчлөлтийн хэлбэрээр. а= 2.95 Å ба хамт= 4.86 Å; ба энэ температураас дээш бол биеийн төвтэй куб тортой b-хувиргалт ( а= 3.31 Å).

Металл нь бага нягтралтай r = 4.5 г / см 3, өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй өндөр бат бэхийг хослуулсан. Үүний үр дүнд ихэнх тохиолдолд ган, хөнгөн цагаан зэрэг барилгын үндсэн материалаас ихээхэн давуу талтай байдаг. Гэсэн хэдий ч бага дулаан дамжуулалттай тул их хэмжээний температурын зөрүүтэй нөхцөлд ажиллаж байгаа бүтэц, эд анги, дулааны ядаргааны үйлчилгээний үед ашиглахад хүндрэлтэй байдаг. Металл нь өндөр болон өрөөний температурт мөлхөж байдаг. Бүтцийн материал болох титаны сул талууд нь ердийн уян хатан байдлын харьцангуй бага модулийг агуулдаг.

Өндөр цэвэршилттэй металл нь сайн хуванцар шинж чанартай байдаг. Бохирдлын нөлөөн дор түүний уян хатан чанар эрс өөрчлөгддөг. Хүчилтөрөгч нь титанд сайн уусдаг бөгөөд бага концентрацид ч гэсэн энэ шинж чанарыг ихээхэн бууруулдаг. Металлын хуванцар шинж чанар нь мөн азот нэмснээр буурдаг. Азотын агууламж 0.2% -иас их байвал титан хэврэг хугарал үүсдэг. Үүний зэрэгцээ хүчилтөрөгч, азот нь металын түр зуурын эсэргүүцэл, тэсвэр тэвчээрийг нэмэгдүүлдэг. Үүнтэй холбогдуулан тэдгээр нь ашигтай хольц юм.

Устөрөгч бол хортой хольц юм. Гидрид үүсдэг тул маш бага концентрацитай байсан ч титаны бат бөх чанарыг эрс бууруулдаг. Устөрөгч нь өргөн хүрээний концентрацид металлын бат бэхийн шинж чанарт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй.

Цэвэр титан нь халуунд тэсвэртэй материалд хамаарахгүй, учир нь түүний хүч чадал температур нэмэгдэх тусам огцом буурдаг.

Металлын чухал шинж чанар нь агаар мандлын хий, устөрөгчтэй хатуу уусмал үүсгэх чадвар юм. Титаныг агаарт халаахад түүний гадаргуу дээр ердийн масштабаас гадна хүчилтөрөгчөөр тогтворжсон a-Ti (alfitized) дээр суурилсан хатуу уусмалаас бүрдэх давхарга үүсдэг бөгөөд зузаан нь температур, үргэлжлэх хугацаанаас хамаарна. халаалтын. Энэ нь үндсэн металлын давхаргаас илүү хувирах температуртай бөгөөд эд анги эсвэл хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр үүсэх нь хэврэг хугарал үүсгэдэг.

Титан нь агаар, байгалийн хүйтэн, халуун цэнгэг болон далайн ус, шүлтийн уусмал, органик бус болон органик хүчлийн давс, буцалгах үед ч зэврэлтэнд ихээхэн тэсвэртэй байдаг. Энэ нь шингэрүүлсэн хүхэр, давс (5% хүртэл), бүх концентрацийн азот (утаанаас бусад), цууны болон сүүн хүчлүүд, хлорид, усны региа зэрэгт тэсвэртэй. Титаны өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь түүний гадаргуу дээр өтгөн нэгэн төрлийн хамгаалалтын хальс үүссэнээр тайлбарлагддаг бөгөөд түүний найрлага нь хүрээлэн буй орчин, үүсэх нөхцлөөс хамаардаг. Ихэнх тохиолдолд энэ нь давхар исэл - TiO 2 юм. Тодорхой нөхцөлд давсны хүчилтэй харилцан үйлчилдэг металлыг гидридийн хамгаалалтын давхарга - TiH 2-ээр бүрхэж болно. Титан нь хөндий ба стресс зэврэлтэнд тэсвэртэй.

Титаныг үйлдвэрлэлийн материал болгон ашиглах нь өнгөрсөн зууны дөчөөд оноос эхэлсэн. Энэ хүчин чадлаараа титаныг нисэх онгоц, пуужин, далайн хөлөг онгоц барих, багаж хэрэгсэл, механик инженерчлэлд хамгийн өргөн ашигладаг. Энэ нь өндөр температурт өндөр бат бэх шинж чанарыг хадгалж байдаг тул өндөр температурт халаалтанд өртсөн эд анги үйлдвэрлэхэд амжилттай ашиглагддаг.

Одоогийн байдлаар титаныг металлургийн салбарт өргөн ашигладаг бөгөөд үүнд зэвэрдэггүй, халуунд тэсвэртэй гангийн хайлшийн элемент болгон ашигладаг. Хөнгөн цагаан, никель, зэсийн хайлш дээр титан нэмэх нь тэдний хүчийг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь огтлох багажны карбидын зэрэглэлийн салшгүй хэсэг юм. Титаны давхар исэл нь гагнуурын электродыг бүрэх зориулалттай. Титан тетрахлоридыг цэргийн шинжлэх ухаанд утааны дэлгэц бүтээхэд ашигладаг.

Цахилгаан ба радио инженерчлэлд нунтаг титаныг хий шингээгч болгон ашигладаг - 500 ° C хүртэл халаахад хийнүүдийг хүчтэй шингээж, улмаар хаалттай эзэлхүүн дэх өндөр вакуумыг өгдөг. Үүнтэй холбогдуулан электрон хоолойн эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Зарим тохиолдолд титан нь химийн үйлдвэр, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд орлуулшгүй материал юм. Энэ нь идэмхий шингэнийг шахах эд анги, идэмхий орчинд ажилладаг дулаан солилцогч, янз бүрийн эд ангиудыг аноджуулахад ашигладаг түдгэлзүүлэх төхөөрөмжийг хийхэд ашиглагддаг. Титан нь электролит болон бусад шингэнд идэвхгүй байдаг тул цахилгаан бүрэх зориулалттай ванны янз бүрийн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Энэ нь никель кобальтын лагтай өндөр температур, даралттай харьцах зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй тул никель-кобальтын үйлдвэрүүдийн гидрометаллургийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг.

Титан нь исэлдүүлэх орчинд хамгийн тогтвортой байдаг. Багасгах зөөвөрлөгч нь хамгаалалтын оксидын хальсыг устгаснаас болж хурдан зэврдэг.

Төрөл бүрийн элемент бүхий титан хайлш нь цэвэр металлаас илүү ирээдүйтэй материал юм.

Аж үйлдвэрийн титан хайлшийн гол хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь ванади, молибден, хром, манган, зэс, хөнгөн цагаан, цагаан тугалга юм. Практикт титан нь газрын шүлтлэг элементүүдээс бусад бүх металл, түүнчлэн цахиур, бор, устөрөгч, азот, хүчилтөрөгчтэй хайлш үүсгэдэг.

Титаны полиморф хувиргалт, түүний доторх олон элементийн сайн уусах чадвар, хувьсах уусах чадвартай химийн нэгдлүүд үүсэх зэрэг нь янз бүрийн шинж чанартай олон төрлийн титан хайлшийг олж авах боломжийг олгодог.

Эдгээр нь бусад хайлшаас гурван үндсэн давуу талтай: бага хувийн жин, химийн өндөр шинж чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй. Хөнгөн байдлыг асар их хүч чадалтай хослуулсан нь тэдгээрийг нисэхийн салбарт тусгай гангаар орлуулж, усан онгоцны үйлдвэрлэл, химийн үйлдвэрт зэврэлтэнд тэсвэртэй материал болж өгдөг.

Ихэнх тохиолдолд титаны өндөр өртөгтэй хэдий ч титан хайлшийг ашиглах нь эдийн засгийн хувьд ашигтай байдаг. Жишээлбэл, Оросын нэгэн аж ахуйн нэгжид зэврэлтэнд тэсвэртэй цутгамал титан насосыг ашигласнаар нэг насосны ашиглалтын зардлыг 200 дахин бууруулах боломжтой болсон. Ийм олон жишээ бий.

Хайлшлах явцад титаныг полиморф хувиргахад хайлшлах элементүүдийн үзүүлэх нөлөөллийн шинж чанараас хамааран бүх хайлшийг гурван бүлэгт хуваадаг.

1) a-фазын (хөнгөн цагаан);

2) b үе шаттай (хром, манган, төмөр, зэс, никель, бериллий, вольфрам, кобальт, ванади, молибден, ниоби, тантал);

3) a + b-фазтай (цагаан тугалга, циркониум германий).

Титаны хөнгөн цагааны хайлш нь цэвэр эсвэл цэвэр титанаас бага нягтралтай, өндөр өвөрмөц бат бэхтэй байдаг. Тодорхой хүч чадлын хувьд тэдгээр нь 400 - 500 ° C-ийн температурт олон зэвэрдэггүй, халуунд тэсвэртэй гангаас давж гардаг. Эдгээр хайлш нь титан дээр суурилсан олон хайлшаас илүү мөлхөж, мөлхөх чадвар өндөртэй байдаг. Тэд мөн хэвийн уян хатан байдлын модулийг нэмэгдүүлдэг. Хайлш нь өндөр температурт зэврдэггүй, бага зэрэг исэлддэг. Тэдгээр нь сайн гагнах чадвартай бөгөөд хөнгөн цагааны агууламж ихтэй байсан ч давхаргын материал болон халуунд өртсөн бүс нь хэврэг болдоггүй. Хөнгөн цагааны нэмэлт нь титаны уян хатан чанарыг бууруулдаг. Хөнгөн цагааны агууламж 7.5% -иас их байвал энэ нөлөө хамгийн хүчтэй байдаг. Хайлш дээр цагаан тугалга нэмэх нь тэдний бат бэх шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг. Тэдгээрийн доторх Sn-ийн 5% хүртэл концентрацитай үед хуванцар шинж чанар мэдэгдэхүйц буурахгүй байна. Нэмж дурдахад цагаан тугалга хайлш руу орох нь исэлдэлт, мөлхөгчдийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. 4 - 5% Al, 2 - 3% Sn агуулсан хайлш нь 500 ° C хүртэл механик хүчийг ихээхэн хэмжээгээр хадгалдаг.

Циркон нь хайлшийн механик шинж чанарт бага нөлөө үзүүлдэг боловч түүний оршихуй нь мөлхөх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, урт хугацааны бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Циркон нь титан хайлшийн үнэ цэнэтэй бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Энэ төрлийн хайлш нь нэлээд уян хатан байдаг: тэдгээрийг халуун төлөвт өнхрүүлж, тамгалж, хуурамчаар хийдэг, аргон-нуман ба эсэргүүцлийн гагнуураар гагнаж, зүсэх замаар хангалттай боловсруулсан, төвлөрсөн азотын хүчил, агаар мандалд, натрийн хлоридын уусмалд зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй байдаг. мөчлөгийн ачаалал ба далайн усны дор . Эдгээр нь урт хугацааны ачааллын хувьд 350-аас 500 хэм хүртэл, богино хугацааны ачаалалд 900 хэм хүртэл температурт ажилладаг эд анги үйлдвэрлэх зориулалттай. Хайлшийг хуудас, саваа, тууз, хавтан, хуурамч, тамга, шахмал хэсэг, хоолой, утас хэлбэрээр нийлүүлдэг.

Өрөөний температурт тэд титаны өөрчлөлтөд хамаарах болор торыг хадгалдаг. Ихэнх тохиолдолд эдгээр хайлшийг шатаасан төлөвт ашигладаг.

Термодинамикийн хувьд тогтвортой b-фазын титан хайлш нь хөнгөн цагаан (3.0 - 4.0%), молибден (7.0 - 8.0%), хром (10.0 - 15.0%) агуулсан системүүдийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь титан хайлшийн гол давуу талуудын нэг болох харьцангуй бага нягтралыг алддаг. Энэ нь эдгээр хайлшийг өргөн ашигладаггүйн гол шалтгаан юм. 760 - 780 ° С-аас бөхөөж, 450 - 480 ° С-т хөгшрүүлсний дараа тэдгээр нь суналтын бат бэх нь 130 - 150 кг / мм 2 байна. , Энэ нь s = 255 кг / мм 2 хэмжээтэй гантай тэнцэнэ . Гэсэн хэдий ч энэ хүч нь халаахад хадгалагдахгүй бөгөөд энэ нь эдгээр хайлшийн гол сул тал юм. Тэдгээрийг хуудас, саваа, хуурамч хэлбэрээр нийлүүлдэг.

Шинж чанаруудын хамгийн сайн хослолыг a- ба b-фазын холимогоос бүрдэх хайлшаар хангадаг. Хөнгөн цагаан нь тэдний зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Хөнгөн цагааны агууламж нь зөвхөн a-фазын тогтвортой байдлыг хадгалах температурын хүрээг өргөтгөхөөс гадна b-бүрэлдэхүүн хэсгийн дулааны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. Түүнээс гадна , энэ металл нь хайлшийн нягтыг бууруулж, улмаар хүнд хайлшийн элементүүдийг нэвтрүүлэхтэй холбоотой энэ параметрийн өсөлтийг нөхдөг. Тэд сайн хүч чадал, уян хатан чанартай байдаг. Тэдгээр нь хуудас, саваа, хуурамч, тамга үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг.Ийм хайлшаас эд ангиудыг хамгаалалтын орчинд толбо, тулга, аргон-нуман гагнуураар холбож болно. Тэдгээрийг боловсруулахад хангалттай, чийглэг агаар мандал, далайн усанд зэврэлтэнд тэсвэртэй, дулааны тогтвортой байдал сайтай.

Заримдаа хөнгөн цагаан, молибденээс гадна хайлш дээр бага хэмжээний цахиур нэмдэг. Энэ нь халуун төлөвт байгаа хайлш нь өнхрөх, дарах, хуурамчаар үйлдэхэд сайнаар нөлөөлж, мөлхөх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.

Титан карбидын TiC ба түүний хайлшийг өргөн ашигладаг. Титан карбид нь өндөр хатуулагтай, маш өндөр хайлах цэгтэй бөгөөд энэ нь түүний хэрэглээний үндсэн чиглэлийг тодорхойлдог. Энэ нь урт удаан хугацааны туршид хайчлах хэрэгсэл, зүсэх зориулалттай хатуу хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглагдаж ирсэн. Зүсэх хэрэгсэлд зориулсан ердийн титан агуулсан хатуу хайлш нь T5K10, T5K7, T14K8, T15K6, TZ0K4 хайлш юм (эхний тоо нь титан карбидын агууламжтай, хоёр дахь нь цементлэх металл кобальтийн агууламжтай тохирч байна%). Титан карбидыг мөн нунтаг болон цементэн хэлбэрээр зүлгүүрийн материал болгон ашигладаг. Түүний хайлах цэг нь 3000 хэмээс дээш байна. Энэ нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай, бага температурт - хэт дамжуулалттай байдаг. Энэ нэгдлийн мөлхөгч нь 1800 ° C хүртэл бага байдаг. Энэ нь өрөөний температурт эмзэг байдаг. Титан карбид нь хүйтэн ба халуун хүчилд - давс, хүхэр, фосфор, оксалик, хүйтэнд - перхлорт хүчил, түүнчлэн тэдгээрийн холимогт тогтвортой байдаг.

Молибден, тантал, ниобий, никель, кобальт болон бусад элементүүдээр хайлуулсан титан карбид дээр суурилсан халуунд тэсвэртэй материалыг өргөн ашигладаг. Энэ нь титан карбидын өндөр температурт өндөр бат бэх, мөлхөгч ба исэлдэлтийг уян хатан чанар, металлын дулааны цохилтод тэсвэртэй хослуулсан материалыг олж авах боломжийг олгодог. Керамик-металл материалын ерөнхий нэрээр хослуулсан бусад карбидууд, түүнчлэн боридууд, силицидууд дээр суурилсан халуунд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэх нь ижил зарчим дээр суурилдаг.

Титан карбид дээр суурилсан хайлш нь 1000 - 1100 ° C хүртэл хангалттай өндөр халуунд тэсвэртэй байдаг. Эдгээр нь элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Хайлшийн цохилтын бат бөх чанар бага бөгөөд энэ нь тэдний өргөн тархалтад гол саад болж байна.

Титан карбид ба түүн дээр суурилсан бусад металлын карбид бүхий хайлшийг галд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг. Титан карбид ба түүний хромын карбидтай хайлшаар хийсэн тигель нь нордоггүй бөгөөд хайлсан цагаан тугалга, висмут, хар тугалга, кадми, цайртай удаан хугацаанд харилцан үйлчилдэггүй. Титан карбидын хайлсан зэсийг 1100 - 1300 ° C, мөнгийг 980 ° C-т вакуумд, хөнгөн цагааныг 700 ° C-т аргоны орчинд норгож болохгүй. Гянт болд эсвэл тантал карбид бүхий титан карбид дээр суурилсан хайлш нь 900 - 1000 ° C-т 15% хүртэл Co-г нэмж удаан хугацаанд хайлсан натри, висмутын үйлчлэлд бараг нөлөөлдөггүй.

Титан, хром, вольфрамын талаар мэдэх хэрэгтэй бүх зүйл

Олон хүмүүс асуултыг сонирхож байна: дэлхийн хамгийн хатуу металл юу вэ? Энэ бол титан. Нийтлэлийн ихэнх хэсгийг энэ хатуу бодист зориулах болно. Мөн бид хром, вольфрам зэрэг хатуу металлуудтай бага зэрэг танилцах болно.

Титаны тухай 9 сонирхолтой баримт

1. Металл яагаад ийм нэртэй болсон талаар хэд хэдэн хувилбар байдаг. Нэг онолын дагуу түүнийг аймшиггүй ер бусын биетүүд болох Титануудын нэрээр нэрлэсэн байна. Өөр нэг хувилбараар бол энэ нэр нь дагины хатан хаан Титаниагаас гаралтай.
2. Титаныг 18-р зууны төгсгөлд Герман, Английн химич нээсэн.
3. Титан нь байгалийн хэврэг шинж чанартай тул үйлдвэрлэлд ашиглагдаагүй удаж байна.
4. 1925 оны эхээр химич нар хэд хэдэн туршилт хийсний дараа цэвэр титан гаргаж авсан.
5. Титан чипс нь маш шатамхай байдаг.
6. Энэ нь хамгийн хөнгөн металлуудын нэг юм.
7. Титан нь 3200 градусаас дээш температурт л хайлж чаддаг.
8. 3300 градусын температурт буцалгана.
9. Титан нь мөнгөлөг өнгөтэй.

Титаны нээлтийн түүх

Хожим нь титан гэж нэрлэгдсэн энэ металлыг Английн Уильям Грегор, Герман Мартин Грегор Клапрот гэсэн хоёр эрдэмтэн нээжээ. Эрдэмтэд зэрэгцээ ажиллаж, бие биетэйгээ огтлолцдоггүй байв. Нээлтүүдийн хоорондын зөрүү 6 жил байна.

Уильям Грегор нээлтдээ Менакин хэмээх нэр өгсөн.

30 гаруй жилийн дараа анхны титан хайлшийг олж авсан бөгөөд энэ нь маш эмзэг бөгөөд хаана ч ашиглах боломжгүй болсон. Зөвхөн 1925 онд титаныг цэвэр хэлбэрээр нь тусгаарласан гэж үздэг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй металлуудын нэг болжээ.

Оросын эрдэмтэн Кириллов 1875 онд цэвэр титан гаргаж чадсан нь нотлогдсон. Тэрээр ажлынхаа талаар дэлгэрэнгүй танилцуулсан товхимол гаргасан. Гэсэн хэдий ч олны танил оросын судалгаа анзаарагдсангүй.

Титаны тухай ерөнхий мэдээлэл

Титан хайлш нь механик, инженерүүдийн аврагч юм. Жишээлбэл, онгоцны их биеийг титанаар хийсэн. Нислэгийн үеэр дууны хурдаас хэд дахин илүү хурдтай байдаг. Титан хайрцаг нь 300 градус хүртэл халдаг бөгөөд хайлдаггүй.

Металл нь "Байгалийн хамгийн түгээмэл металл"-ын эхний аравт жагсдаг. Өмнөд Африк, Хятадад томоохон ордууд, Япон, Энэтхэг, Украинд их хэмжээний титан олдсон.

Титануудын дэлхийн нийт нөөц 700 сая гаруй тонн байдаг. Хэрэв үйлдвэрлэлийн хурд хэвээр байвал титан дахин 150-160 жил үргэлжилнэ.

Дэлхийн хамгийн хатуу металлын хамгийн том үйлдвэрлэгч бол Оросын VSMPO-Avisma компани бөгөөд дэлхийн хэрэгцээний гуравны нэгийг хангадаг.

Титаны шинж чанар

1. Зэврэлтэнд тэсвэртэй.
2. Механик хүч чадал өндөр.
3. Бага нягтралтай.

Титаны атомын жин нь 47, 88 аму, химийн үелэх систем дэх дарааллын дугаар нь 22. Гаднах байдлаараа гантай маш төстэй.

Металлын механик нягт нь хөнгөн цагаанаас 6 дахин, төмрөөс 2 дахин их байдаг. Энэ нь хүчилтөрөгч, устөрөгч, азоттой нэгдэж болно. Нүүрстөрөгчтэй хосолсон металл нь гайхалтай хатуу карбид үүсгэдэг.

Титаны дулаан дамжуулалт нь төмрөөс 4 дахин, хөнгөн цагаанаас 13 дахин бага байдаг.

Титан олборлох үйл явц

Дэлхий дээр их хэмжээний титан байдаг ч түүнийг гэдэснээс гаргаж авахад маш их мөнгө зарцуулдаг. Үйлдвэрлэлийн хувьд иодид аргыг ашигладаг бөгөөд зохиогч нь Ван Аркел де Боер юм.

Энэ арга нь металыг иодтой хослуулах чадварт суурилдаг бөгөөд энэ нэгдлийг задруулсны дараа хольцгүй цэвэр титан авах боломжтой.

Титанаас хамгийн сонирхолтой зүйлс:

• анагаах ухаанд протез хийх;
• хөдөлгөөнт төхөөрөмжийн самбар;
• сансар огторгуйд зориулсан пуужингийн цогцолборууд;
• дамжуулах хоолой, насос;
• саравч, cornices, барилгын гаднах бүрээс;
• ихэнх хэсэг (явах эд анги, арьс).

Титаны хэрэглээний талбарууд

Титаныг цэргийн салбарт, анагаах ухаан, үнэт эдлэлийн салбарт идэвхтэй ашигладаг. Түүнд "ирээдүйн металл" гэсэн албан бус нэр өгсөн. Энэ нь мөрөөдлөө бодит болгоход тусалдаг гэж олон хүмүүс хэлдэг.

Дэлхийн хамгийн хатуу металлыг анх цэрэг, батлан ​​хамгаалах салбарт ашиглаж байжээ. Өнөөдөр титан бүтээгдэхүүний гол хэрэглэгч нь нисэх онгоцны үйлдвэр юм.

Титан бол барилгын олон талт материал юм. Олон жилийн турш үүнийг онгоцны турбин бүтээхэд ашиглаж ирсэн. Нисэх онгоцны хөдөлгүүрт титаныг сэнсний элемент, компрессор, диск хийхэд ашигладаг.

Орчин үеийн онгоцны загвар нь 20 тонн титан хайлш агуулсан байж болно.

Нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд титан ашиглах үндсэн чиглэлүүд:

• орон зайн бүтээгдэхүүн (хаалганы ирмэг, таг, бүрээс, шал);
• хүнд ачаалалд өртдөг нэгж ба угсралт (хаалтны хаалт, буух араа, гидравлик цилиндр);
• хөдөлгүүрийн эд анги (орон сууц, компрессорын ир).

Титаны ачаар хүн дуу чимээний саадыг давж, сансар огторгуйд нэвтэрч чадсан. Үүнийг нисгэгчтэй пуужингийн системийг бий болгоход ашигласан. Титан нь сансрын цацраг, температурын уналт, хөдөлгөөний хурдыг тэсвэрлэдэг.

Энэ металл нь бага нягтралтай бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой юм. Титан бүтээгдэхүүн нь хөнгөн жинтэй тул жин багасч, маневрлах чадвар, хурд, хүрээ нэмэгддэг. Хэрэв хөлөг онгоцны их биеийг титанаар бүрсэн бол олон жилийн турш будах шаардлагагүй - титан нь далайн усанд зэврдэггүй (зэврэлтэнд тэсвэртэй).

Ихэнхдээ энэ металлыг усан онгоцны үйлдвэрлэлд турбин хөдөлгүүр, уурын зуух, конденсатор хоолой үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Газрын тосны орд, титан

Супер гүний өрөмдлөг нь титан хайлшийг ашиглах ирээдүйтэй газар гэж тооцогддог. Газар доорх баялгийг судалж, олборлохын тулд 15 мянга гаруй метрийн гүн рүү нэвтрэх шаардлагатай байна. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан өрөмдлөгийн хоолой нь өөрийн таталцлын улмаас тэсрэх бөгөөд зөвхөн титан хайлш нь үнэхээр гүн рүү орох боломжтой.

Тун удалгүй титаныг далайн эрэг дээрх худаг гаргахад идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн. Мэргэжилтнүүд титан хайлшийг тоног төхөөрөмж болгон ашигладаг.

• газрын тосны үйлдвэрлэлийн суурилуулалт;
• даралтат савнууд;
• гүний усны насос, дамжуулах хоолой.

Спорт, анагаах ухаанд титан

Титан нь хүч чадал, хөнгөн байдлаасаа болж спортын салбарт маш их алдартай. Хэдэн арван жилийн өмнө титан хайлшаар дэлхийн хамгийн хатуу материалаар хийсэн анхны спортын хэрэгсэл болох унадаг дугуй үйлдвэрлэхэд ашигласан. Орчин үеийн дугуй нь титан бие, ижил тоормос, суудлын пүршээс бүрдэнэ.

Титан гольфын клубуудыг Японд бий болгосон. Эдгээр бэхэлгээ нь хөнгөн, удаан эдэлгээтэй боловч маш үнэтэй байдаг.

Уулчид болон аялагчдын үүргэвчинд байдаг ихэнх эд зүйлс нь титанаар хийгдсэн байдаг - ширээний хэрэгсэл, хоол бэлтгэх иж бүрдэл, майхны бэхэлгээний тавиур. Титан мөсөн сүх нь маш алдартай спортын хэрэгсэл юм.

Энэ металл нь эмнэлгийн салбарт маш их эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Ихэнх мэс заслын багаж хэрэгсэл нь титанаар хийгдсэн байдаг - хөнгөн, тав тухтай байдаг.

Ирээдүйн металлын хэрэглээний өөр нэг талбар бол протез бүтээх явдал юм. Титан нь хүний ​​биетэй төгс "нийсдэг". Эмч нар энэ үйл явцыг "жинхэнэ хамаатан садан" гэж нэрлэсэн. Титан бүтэц нь булчин, ясанд аюулгүй байдаг, ховор тохиолдолд харшлын урвал үүсгэдэг, биеийн шингэний нөлөөн дор нурж унахгүй. Титан протез нь удаан эдэлгээтэй бөгөөд бие махбодийн асар их ачааллыг тэсвэрлэдэг.

Титан бол гайхалтай металл юм. Энэ нь хүнийг амьдралын янз бүрийн салбарт урьд өмнө байгаагүй өндөрт хүрэхэд тусалдаг. Түүнийг хүч чадал, хөнгөн байдал, олон жилийн үйлчлэлийнх нь хувьд хайрлаж, хүндэлдэг.

Хром бол хамгийн хатуу металлуудын нэг юм.

Хромын тухай сонирхолтой баримтууд

1. Металлын нэр нь Грекийн "chroma" гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд энэ нь будаг гэсэн утгатай.
2. Байгалийн орчинд цэвэр хром байдаггүй, зөвхөн хромын төмрийн хүдэр, давхар исэл хэлбэрээр байдаг.
3. Металлын хамгийн том ордууд нь Өмнөд Африк, Орос, Казахстан, Зимбабве улсад байдаг.
4. Металлын нягт - 7200кг / м3.
5. Хром нь 1907 градусын температурт хайлдаг.
6. 2671 градусын температурт буцалгана.
7. Бохирдолгүй төгс цэвэр хром нь уян хатан чанар, хатуулаг шинж чанартай байдаг. Хүчилтөрөгч, азот эсвэл устөрөгчтэй холилдоход метал нь хэврэг, маш хатуу болдог.
8. Энэхүү мөнгөн цагаан металлыг 18-р зууны сүүлчээр Франц хүн Луи Николас Вокелин нээжээ.

Хромын металлын шинж чанар

Chromium нь маш өндөр хатуулагтай бөгөөд шил зүсэх чадвартай. Энэ нь агаар, чийгээр исэлддэггүй. Хэрэв металыг халсан бол исэлдэлт нь зөвхөн гадаргуу дээр явагдана.

Жилд 15000 гаруй тонн цэвэр хром хэрэглэдэг. Британийн "Bell Metals" компани нь хамгийн цэвэр хромын үйлдвэрлэлд тэргүүлэгч гэж тооцогддог.

Ихэнх хромыг АНУ, Европын баруун орнууд, Японд хэрэглэдэг. Хромын зах зээл тогтворгүй бөгөөд үнэ нь өргөн хүрээг хамардаг.

Хромын хэрэглээний талбарууд

Ихэнхдээ энэ нь хайлш, цайрын бүрээсийг (тээврийн зориулалттай хром бүрэх) бүтээхэд ашиглагддаг.

Металлын физик шинж чанарыг сайжруулахын тулд ганд хром нэмдэг. Эдгээр хайлш нь хар төмөрлөгийн салбарт хамгийн их эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.

Хамгийн алдартай ган зэрэг нь хром (18%) ба никель (8%) юм. Ийм хайлш нь исэлдэлт, зэврэлтийг төгс эсэргүүцдэг бөгөөд өндөр температурт ч хүчтэй байдаг.

Халаалтын зуух нь хромын гуравны нэгийг агуулсан гангаар хийгдсэн байдаг.

Хром өөр юу хийдэг вэ?

1. Галт зэвсгийн торх.
2. Шумбагч онгоцны корпус.
3. Металлургийн салбарт ашигласан тоосго.

Өөр нэг маш хатуу металл бол вольфрам юм.

Гянтболдын тухай сонирхолтой баримтууд

1. Герман хэлнээс орчуулсан металлын нэр ("Чонон Рахм") нь "чоно хөөс" гэсэн утгатай.
2. Энэ бол дэлхийн хамгийн галд тэсвэртэй металл юм.
3. Гянт болд нь цайвар саарал өнгөтэй.
4. Металлыг 18-р зууны төгсгөлд (1781) Швед Карл Шееле нээсэн.
5. Гянт болд 3422 градуст хайлж, 5900 градуст буцалгана.
6. Металл нь 19.3 г / см³ нягттай.
7. Атомын масс - 183.85, Менделеевийн үечилсэн системийн VI бүлгийн элемент (серийн дугаар - 74).

Гянт болд олборлох үйл явц

Гянт болд нь ховор металлын томоохон бүлэгт багтдаг. Үүнд рубидиум, молибден орно. Энэ бүлэг нь байгальд металлын тархалт бага, хэрэглээ багатайгаараа онцлог юм.

Вольфрамын үйлдвэрлэл нь 3 үе шатаас бүрдэнэ.

• металлыг хүдрээс ялгах, уусмалд хуримтлуулах;
• нэгдэл сонгох, түүнийг цэвэршүүлэх;
• бэлэн химийн нэгдлээс цэвэр металлыг ялгах.
• Гянт болд үйлдвэрлэх эхлэлийн материал нь шеелит ба вольфрамит юм.

Вольфрамын хэрэглээ

Гянт болд бол хамгийн хатуу хайлшийн тулгуур юм. Энэ нь онгоцны хөдөлгүүр, цахилгаан вакуум төхөөрөмжийн эд анги, утас үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг.
Металлын өндөр нягтрал нь вольфрамыг баллистик пуужин, сум, эсрэг жин, их бууны сум бүтээхэд ашиглах боломжтой болгодог.

Гянт болд дээр суурилсан нэгдлүүдийг бусад металл боловсруулах, уул уурхайн үйлдвэрлэл (худаг өрөмдлөг), будаг, лак, нэхмэл эдлэл (органик синтезийн катализатор болгон) зэрэгт ашигладаг.

Гянтболдын нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг дараахь зүйлийг хийхэд ашигладаг.

• утас - халаалтын зууханд ашигладаг;
• тууз, тугалган цаас, хавтан, хуудас - өнхрөх, хавтгай хуурамчаар үйлдэх зориулалттай.

Титан, хром, вольфрам нь "Дэлхийн хамгийн хатуу металл"-ын жагсаалтыг тэргүүлдэг. Тэдгээрийг хүний ​​​​үйл ажиллагааны олон салбарт ашигладаг - нисэх онгоц, пуужин, цэрэг, барилгын салбарт ашигладаг бөгөөд үүний зэрэгцээ энэ нь металлын хэрэглээний бүрэн хүрээ биш юм.

Олон хүмүүс бага зэрэг нууцлаг, бүрэн ойлгогдоогүй титаныг сонирхож байна - шинж чанар нь зарим талаараа хоёрдмол утгатай металл юм. Метал бол хамгийн бат бөх бөгөөд хамгийн эмзэг зүйл юм.

Хамгийн бат бөх, эмзэг металл

Үүнийг англи хүн В.Грегор, Германы М.Клапрот нар 6 жилийн зайтай хоёр эрдэмтэн нээжээ. Титаны нэр нь нэг талаас ер бусын, айдас хүйдэсгүй домогт титануудтай, нөгөө талаас дагинуудын хатан хаан Титаниатай холбоотой байдаг.
Энэ нь байгальд хамгийн түгээмэл материалуудын нэг боловч цэвэр металл олж авах үйл явц нь ялангуяа нарийн төвөгтэй байдаг.

Д.Менделеевийн хүснэгтийн 22 химийн элемент Титан (Ti) нь 4-р үеийн 4-р бүлэгт хамаарна.

Титаны өнгө нь тод гялалзсан мөнгөлөг цагаан өнгөтэй. Түүний онцлох хэсгүүд нь солонгын бүх өнгөөр ​​гялалздаг.

Энэ нь галд тэсвэртэй металлуудын нэг юм. Энэ нь +1660 ° C (± 20 °) температурт хайлдаг. Титан нь парамагнит шинж чанартай: энэ нь соронзон орон дээр соронзлогддоггүй бөгөөд үүнээс түлхэгддэггүй.
Металл нь бага нягтрал, өндөр хүч чадлаар тодорхойлогддог. Гэхдээ энэ материалын онцлог нь бусад химийн элементүүдийн хамгийн бага хольц нь түүний шинж чанарыг эрс өөрчилдөг явдал юм. Бусад металлын өчүүхэн хэсэг байгаа тохиолдолд титан нь халуунд тэсвэртэй байдлаа алдаж, найрлага дахь хамгийн бага металл бус бодисууд нь хайлшийг хэврэг болгодог.
Энэ онцлог нь цэвэр, техникийн гэсэн 2 төрлийн материал байгаа эсэхийг тодорхойлдог.

1. Цэвэр титаныг хүнд ачаалал, хэт өндөр температурт тэсвэрлэх чадвартай маш хөнгөн бодис шаардлагатай тохиолдолд ашигладаг.
2. Техникийн материалыг хөнгөн, бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй гэх мэт параметрүүдийг үнэлдэг газарт ашигладаг.

Уг бодис нь анизотропийн шинж чанартай байдаг. Энэ нь метал нь хэрэглэсэн хүч дээр үндэслэн физик шинж чанараа өөрчилж чадна гэсэн үг юм. Материалыг ашиглахаар төлөвлөхдөө энэ шинж чанарыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Титан нь бусад металлын хольц бага зэрэг байх үед хүч чадлаа алддаг

Хэвийн нөхцөлд титаны шинж чанарыг судлах нь түүний идэвхгүй байдлыг баталгаажуулдаг. Уг бодис нь хүрээлэн буй агаар мандалд байдаг элементүүдэд хариу үйлдэл үзүүлэхгүй.
Параметрүүдийн өөрчлөлт нь температур + 400 ° C ба түүнээс дээш хүртэл өсөх үед эхэлдэг. Титан нь хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог, азотоор гал авалцаж, хий шингээх чадвартай.
Эдгээр шинж чанарууд нь цэвэр бодис, түүний хайлшийг олж авахад хүндрэл учруулдаг. Титан үйлдвэрлэл нь үнэтэй вакуум төхөөрөмж ашиглахад суурилдаг.

Титан ба бусад металлуудтай өрсөлдөх

Энэ металлыг хөнгөн цагаан, төмрийн хайлштай байнга харьцуулдаг. Титаны олон химийн шинж чанар нь өрсөлдөгчдөөс хамаагүй дээр юм.

1. Механик хүч чадлын хувьд титан нь төмрийг 2 дахин, хөнгөн цагаанаас 6 дахин их байдаг. Түүний хүч чадал нь температур буурах тусам нэмэгддэг бөгөөд энэ нь өрсөлдөгчид ажиглагддаггүй.
   Титаны зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар нь бусад металлуудаас хамаагүй өндөр байдаг.
2. Орчны температурт метал нь туйлын идэвхгүй байдаг. Гэхдээ температур + 200 хэмээс дээш гарахад бодис нь устөрөгчийг шингээж, шинж чанараа өөрчилдөг.
3. Өндөр температурт титан бусад химийн элементүүдтэй урвалд ордог. Энэ нь хамгийн сайн төмрийн хайлшийн шинж чанараас 2 дахин өндөр өвөрмөц хүч чадалтай.
4. Титаны зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар нь хөнгөн цагаан, зэвэрдэггүй гангаас хамаагүй өндөр байдаг.
5. Бодис цахилгааныг сайн дамжуулдаггүй. Титан нь төмрөөс 5 дахин, хөнгөн цагаанаас 20 дахин, магнигаас 10 дахин их эсэргүүцэлтэй байдаг.
6. Титан нь дулааны тэлэлтийн бага коэффициентээс шалтгаалан бага дулаан дамжуулалттай байдаг. Энэ нь төмрөөс 3 дахин, хөнгөн цагаанаас 12 дахин бага юм.
   

Титаныг яаж авах вэ?

Материал нь байгальд тархалтаараа 10-р байранд ордог. Титаны хүчил буюу титаны давхар исэл хэлбэрээр титан агуулсан 70 орчим эрдэс бодис байдаг. Тэдгээрийн хамгийн түгээмэл нь металлын деривативын өндөр хувийг агуулдаг.

• ильменит;
• рутил;
• анатаза;
• перовскит;
• Brookite.

Титаны хүдрийн үндсэн ордууд нь АНУ, Их Британи, Японд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн томоохон ордуудыг Орос, Украйн, Канад, Франц, Испани, Бельгид нээсэн.

Титан олборлох нь өндөр өртөгтэй, хөдөлмөр их шаарддаг процесс юм

Тэднээс металл авах нь маш үнэтэй байдаг. Эрдэмтэд титан үйлдвэрлэх 4 аргыг боловсруулсан бөгөөд тус бүр нь ажилчин бөгөөд үйлдвэрлэлд үр дүнтэй ашиглагддаг.

1. Магнийн дулааны арга. Титаны хольц агуулсан олборлосон түүхий эдийг боловсруулж, титаны давхар ислийг гаргаж авдаг. Энэ бодисыг өндөр температурт уурхайн эсвэл давсны хлоржуулагчид хлоржуулдаг. Уг процесс нь маш удаан бөгөөд нүүрстөрөгчийн катализаторын оролцоотойгоор явагддаг. Энэ тохиолдолд хатуу давхар исэл нь хийн бодис болж хувирдаг - титан тетрахлорид. Үүссэн материалыг магни эсвэл натригаар багасгадаг. Урвалын явцад үүссэн хайлшийг вакуум нэгжид хэт өндөр температурт халаана. Урвалын үр дүнд магни ба түүний нэгдлүүдийг хлороор ууршуулдаг. Процессын төгсгөлд хөвөнтэй төстэй материалыг олж авдаг. Үүнийг хайлуулж, өндөр чанартай титан авдаг.
2. Кальцийн гидридийн арга. Хүдэр нь химийн урвалд орж титан гидрид үүсгэдэг. Дараагийн шат бол бодисыг түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваах явдал юм. Вакуум суурилуулалтанд халаах явцад титан ба устөрөгч ялгардаг. Процессын төгсгөлд кальцийн ислийг олж авдаг бөгөөд үүнийг сул хүчлээр угаана. Эхний хоёр арга нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлтэй холбоотой. Эдгээр нь хамгийн богино хугацаанд харьцангуй бага зардлаар цэвэр титан авах боломжийг олгодог.
3. Электролизийн арга. Титаны нэгдлүүд нь өндөр гүйдэлд өртдөг. Түүхий эдээс хамааран нэгдлүүдийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваадаг: хлор, хүчилтөрөгч, титан.
4. Иодидын арга буюу цэвэршүүлэх. Ашигт малтмалаас гаргаж авсан титаны давхар ислийг иодын уураар шингээдэг. Урвалын үр дүнд титан иодид үүсдэг бөгөөд энэ нь өндөр температурт - + 1300 ... + 1400 ° C хүртэл халааж, цахилгаан гүйдэлд өртдөг. Энэ тохиолдолд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг эхлэлийн материалаас тусгаарлана: иод ба титан. Энэ аргаар олж авсан металл нь ямар ч хольц, нэмэлт бодисгүй байдаг.

Ашиглалтын талбарууд

Титаныг ашиглах нь түүний хольцоос цэвэршүүлэх түвшингээс хамаарна. Титан хайлшийн найрлагад бага хэмжээний бусад химийн элементүүд байгаа нь түүний физик, механик шинж чанарыг эрс өөрчилдөг.

Тодорхой хэмжээний хольцтой титаныг техникийн титан гэж нэрлэдэг. Энэ нь зэврэлтэнд тэсвэртэй өндөр үзүүлэлттэй, хөнгөн, маш бат бөх материал юм. Түүний хэрэглээ нь эдгээр болон бусад үзүүлэлтүүдээс хамаарна.

• Химийн үйлдвэртЯнз бүрийн диаметртэй хоолой, холбох хэрэгсэл, яндан, янз бүрийн зориулалттай насосны эд ангиудыг титан ба түүний хайлшаар хийсэн. Өндөр хүч чадал, хүчилд тэсвэртэй байх шаардлагатай газруудад бодисыг орлуулшгүй.
• Тээвэрлэлт дээртитаныг унадаг дугуй, автомашин, төмөр замын машин, галт тэрэгний эд анги, угсралт үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Материалыг ашиглах нь хөдлөх бүрэлдэхүүн болон автомашины жинг бууруулж, унадаг дугуйн эд ангиудад хөнгөн, бат бөх байдлыг өгдөг.
• Титан бол маш чухал ач холбогдолтой юм тэнгисийн цэргийн хэлтэст... Үүнээс шумбагч онгоцны их бие, завь, нисдэг тэрэгний сэнс, эд анги, элементүүдийг хийдэг.
• Барилгын салбартцайр-титаны хайлшийг ашигладаг. Энэ нь фасад, дээврийн өнгөлгөөний материал болгон ашигладаг. Энэхүү маш хүчтэй хайлш нь чухал шинж чанартай байдаг: энэ нь хамгийн гайхалтай тохиргооны архитектурын хэсгүүдийг хийхэд ашиглаж болно. Тэр ямар ч хэлбэртэй байж болно.
• Сүүлийн арван жилд титан өргөн хэрэглэгдэж байна газрын тосны салбарт... Түүний хайлшийг хэт гүн өрөмдлөгийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ материалыг далайн эрэг дээр газрын тос, байгалийн хий үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Титан нь маш өргөн хүрээний хэрэглээтэй

Цэвэр титан нь өөрийн гэсэн хэрэглээтэй. Энэ нь өндөр температурт тэсвэртэй байх шаардлагатай бөгөөд үүний зэрэгцээ металлын бат бөх чанарыг хадгалах шаардлагатай.

Энэ нь хэрэглэгддэг :

• арьсны эд анги, их бие, бэхэлгээ, явах эд анги үйлдвэрлэх зориулалттай нисэх онгоцны барилга, сансрын үйлдвэр;
• протез хийх эм, зүрхний хавхлага болон бусад аппарат үйлдвэрлэх;
• криоген талбайд ажиллах төхөөрөмж (энд тэд титаны өмчийг ашигладаг - температур буурах тусам металлын бат бөх чанар нэмэгдэж, уян хатан чанар нь алдагдахгүй).

Төрөл бүрийн материал үйлдвэрлэхэд титан ашиглах нь хувь хэмжээгээр дараах байдалтай байна.

• 60% нь будаг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг;
• хуванцар 20% зарцуулдаг;
• 13% нь цаасны үйлдвэрлэлд ашиглагддаг;
• механик инженерчлэл үйлдвэрлэсэн титан болон түүний хайлшийн 7%-ийг хэрэглэдэг.

Түүхий эд, титан олж авах үйл явц нь үнэтэй бөгөөд үйлдвэрлэлийн зардлыг энэ бодисоор хийсэн бүтээгдэхүүний ашиглалтын хугацаа, ашиглалтын хугацаанд гадаад төрхийг нь өөрчлөхгүй байх чадвараар нөхөж, төлдөг.

Титан- шинжлэх ухаан, хүний ​​амьдралын нууцлаг, бага судлагдсан макро элементүүдийн нэг. Хэдийгээр энэ нь дэмий "сансар огторгуй" элемент гэж нэрлэгддэггүй Энэ нь шинжлэх ухаан, технологи, анагаах ухаан болон бусад олон зүйлд идэвхтэй ашиглагддаг - энэ нь ирээдүйн элемент юм.

Энэ металл нь мөнгөн саарал өнгөтэй (зураг харна уу), усанд уусдаггүй. Тэрээр химийн нягтрал багатай тул хөнгөн байдлаараа онцлогтой. Үүний зэрэгцээ энэ нь хайлуулах чадвар, уян хатан чанараараа маш бат бөх бөгөөд боловсруулахад хялбар байдаг. Гадаргуу дээр хамгаалалтын хальс байгаа тул элемент нь химийн хувьд идэвхгүй байдаг. Титан нь шатамхай биш боловч тоос нь тэсрэх аюултай.

Энэхүү химийн элементийг нээсэн нь ашигт малтмалын агуу дурлагч, англи хүн Уильям МакГрегорынх юм. Гэвч титан нь МакГрегороос хамааралгүйгээр үүнийг нээсэн химич Мартин Генрих Клапротын нэрээр нэрлэгдсэн юм.

Энэ металлыг "титан" гэж нэрлэсэн шалтгаануудын талаархи саналууд нь романтик юм. Нэг хувилбарын дагуу энэ нэр нь эртний Грекийн бурхад Титануудтай холбоотой бөгөөд тэдний эцэг эх нь Тэнгэрийн ван бурхан, Гайа бурхан байсан боловч хоёрдугаарт, энэ нь дагина Титаниа хэмээх хатан хааны нэрнээс гаралтай юм.

Гэсэн хэдий ч энэ макро шим тэжээл нь байгальд хамгийн олддог есдүгээрт ордог. Энэ нь ургамал, амьтны эд эсийн нэг хэсэг юм. Далайн усанд маш их (7% хүртэл) байдаг боловч хөрсөнд ердөө 0.57% байдаг. Титаны нөөцөөр Хятад улс тэргүүлж, ОХУ удаалж байна.

Титан үйлдэл

Макроэлементийн биед үзүүлэх нөлөө нь түүний физик-химийн шинж чанартай холбоотой юм. Түүний тоосонцор нь маш жижиг бөгөөд эсийн бүтцэд нэвтэрч, түүний ажилд нөлөөлдөг. Инерцийн улмаас макронутриент нь цочроох бодисуудтай химийн харилцан үйлчлэлцдэггүй, тиймээс хортой биш гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч бие махбодийн үйл ажиллагааны улмаас эд, эрхтэн, цус, лимфийн эсүүдтэй холбогддог бөгөөд энэ нь механик гэмтэлд хүргэдэг. Тиймээс элемент нь өөрийн үйлдлээр нэг ба хоёр судалтай ДНХ-ийг гэмтээж, хромосомыг гэмтээж, хорт хавдар үүсэх эрсдэлтэй, генетикийн кодыг доголдуулдаг.

Макронутриент тоосонцор арьсаар дамжих чадваргүй болох нь тогтоогдсон. Тиймээс тэд зөвхөн хоол хүнс, ус, агаараар хүний ​​дотор ордог.

Титан нь ходоод гэдэсний замд (1-3%) илүү сайн шингэдэг боловч зөвхөн 1% нь амьсгалын замаар шингэдэг боловч биед агуулагдах агууламж нь уушгинд (30%) төвлөрдөг.Үүний шалтгаан юу вэ? Дээрх бүх тоо баримтыг задлан шинжилсний дараа та хэд хэдэн дүгнэлтэд хүрч болно. Нэгдүгээрт, титан нь ерөнхийдөө биед муу шингэдэг. Хоёрдугаарт, титан нь ходоод гэдэсний замаар ялгадас (0.52 мг), шээсээр (0.33 мг) ялгардаг боловч уушгинд ийм механизм сул эсвэл огт байхгүй, учир нь энэ эрхтэн дэх титаны агууламж нас ахих тусам бараг нэмэгддэг. 100 дахин. . Ийм сул шингээлттэй ийм өндөр концентрацитай байх шалтгаан юу вэ? Энэ нь титаны бүрэлдэхүүн хэсэг нь үргэлж байдаг тоосны бидний биед байнга дайрдагтай холбоотой байх. Нэмж дурдахад энэ цацрагт манай экологи, суурин газрын ойролцоох үйлдвэрлэлийн байгууламж байгаа эсэхийг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Уушигтай харьцуулахад дэлүү, бөөрний дээд булчирхай, бамбай булчирхай зэрэг бусад эрхтнүүдэд макронутриентийн агууламж амьдралын туршид өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Мөн лимф, ихэс, тархи, хүний ​​хөхний сүү, яс, хумс, үс, нүдний линз, эпителийн эдэд элемент байгаа эсэх нь ажиглагддаг.

Титан нь ясанд байдаг тул хугарлын дараа тэдгээрийг нэгтгэхэд оролцдог. Мөн артрит, артрозын үед ясны эвдэрсэн хөдлөх үе мөчний нөхөн сэргээх үйл явцад эерэг нөлөө ажиглагдаж байна. Энэ металл нь хүчтэй антиоксидант юм. Арьс болон цусны эсүүдэд чөлөөт радикалуудын үйл ажиллагааг сулруулж, бүх биеийг эрт хөгшрөлт, элэгдэлд орохоос хамгаална.

Тархины хараа, сонсголыг хариуцдаг хэсгүүдэд төвлөрч, тэдний үйл ажиллагаанд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Бөөрний булчирхай, бамбай булчирхайд метал байгаа нь бодисын солилцоонд оролцдог дааврын үйлдвэрлэлд оролцдог гэсэн үг юм. Мөн гемоглобины үйлдвэрлэл, цусны улаан эсийн үйлдвэрлэлд оролцдог. Цусан дахь холестерин, мочевины агууламжийг бууруулснаар түүний хэвийн найрлагад хяналт тавьдаг.

Титаны биед үзүүлэх сөрөг нөлөө нь үүнтэй холбоотой юм хүнд металл юм... Бие махбодид нэг л удаа орж, задрахгүй, задрахгүй, харин хүний ​​эрхтэн, эд эсэд тогтож, түүнийг хордуулж, амин чухал үйл явцад саад учруулдаг. Энэ нь зэврдэггүй, шүлт ба хүчлийн нөлөөнд тэсвэртэй тул ходоодны шүүс үүн дээр ажиллах чадваргүй байдаг.

Титаны нэгдлүүд нь богино долгионы хэт ягаан туяаг хаах чадвартай бөгөөд арьсанд шингэдэггүй тул арьсыг хэт ягаан туяанаас хамгаалахад ашиглаж болно.

Тамхи татах нь агаараас уушгинд металлын нийлүүлэлтийг хэд дахин ихэсгэдэг нь батлагдсан. Энэ муу зуршлаас салах шалтгаан биш гэж үү!

Өдөр тутмын ханш - химийн элементийн хэрэгцээ юу вэ?

Макронутриентийн өдөр тутмын норм нь хүний ​​биед 20 мг орчим титан агуулагддаг бөгөөд үүний 2.4 мг нь уушгинд байдагтай холбоотой юм. Өдөр бүр хоол хүнсээр бие махбодид 0.85 мг бодис, усаар - 0.002 мг, агаарт - 0.0007 мг бодис авдаг. Титаны өдөр тутмын норм нь маш нөхцөлтэй байдаг, учир нь түүний эрхтэнд үзүүлэх нөлөөллийн үр дагавар нь бүрэн ойлгогдоогүй байна. Энэ нь өдөрт ойролцоогоор 300-600 мкг байна. Энэ нормоос хэтэрсэн үр дагаврын талаар эмнэлзүйн мэдээлэл байхгүй - бүх зүйл туршилтын судалгааны шатанд байна.

Титан дутагдалтай

Металл дутагдалтай байх мужууд тодорхойлогдоогүй тул эрдэмтэд байгальд байдаггүй гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Гэхдээ түүний дутагдал нь ихэнх ноцтой өвчний үед ажиглагддаг бөгөөд энэ нь өвчтөний нөхцөл байдлыг улам дордуулдаг. Энэ сул талыг титан агуулсан бэлдмэлээр арилгаж болно.

Илүүдэл титаны биед үзүүлэх нөлөө

Бие махбодид нэг удаагийн титан хэрэглэхэд макронутриент илүүдэл илрээгүй байна. Хэрэв хүн титан тээглүүр залгисан бол хордлогын талаар ярих шаардлагагүй бололтой. Магадгүй инерцийн улмаас элемент нь холбоо барихгүй, харин байгалийн жамаар татагдах болно.

Амьсгалын эрхтнүүдийн макронутриентийн концентраци тогтмол нэмэгдэж байгаа нь маш их аюул учруулдаг. Энэ нь амьсгалын замын болон тунгалгийн системд гэмтэл учруулдаг. Силикозын зэрэг болон амьсгалын эрхтний эрхтэн дэх элементийн агууламжийн хооронд шууд холбоо байдаг. Түүний агууламж их байх тусам өвчин улам хүндэрнэ.

Химийн болон металлургийн үйлдвэрт ажилладаг хүмүүст хүнд металлын илүүдэл ажиглагдаж байна. Хамгийн аюултай нь титан хлорид юм - ажлын 3 жилд хүнд хэлбэрийн архаг өвчний илрэл эхэлдэг.

Ийм өвчнийг тусгай эм, витаминаар эмчилдэг.

Эх сурвалжууд юу вэ?

Элемент хүний ​​биед голчлон хоол хүнс, усаар ордог. Ихэнх нь буурцагт ургамал (вандуй, буурцаг, сэвэг зарам, шош) болон үр тариа (хөх тариа, арвай, Сагаган, овъёос) байдаг. Энэ нь цагаан идээ, махан хоол, өндөгнөөс илэрсэн. Ургамал энэ элементийг амьтнаас илүү агуулдаг. Түүний агууламж нь ялангуяа замаг ихтэй байдаг - бутлаг кладофор.

E171 хүнсний будагч бодис агуулсан бүх хүнсний бүтээгдэхүүнд энэ металлын давхар исэл агуулагддаг. Энэ нь сүмс, амтлагч үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг. Титан исэл нь ус, ходоодны шүүсэнд бараг уусдаггүй тул энэ нэмэлтийн хор хөнөөл нь эргэлзээтэй юм.

Хэрэглэх заалт

Элементийг хэрэглэх заалтууд байдаг боловч энэ сансрын элементийг бага судалсан хэвээр байгаа ч анагаах ухааны бүх салбарт идэвхтэй ашиглагддаг. Хүч чадал, зэврэлтэнд тэсвэртэй, биологийн идэвхгүй байдлаас шалтгаалан имплант үйлдвэрлэхэд протез хийхэд өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь шүдний эмчилгээ, мэдрэлийн мэс засал, ортопедийн эмчилгээнд хэрэглэгддэг. Удаан эдэлгээтэй тул мэс заслын багаж хэрэгслийг эндээс хийдэг.

Энэ бодисын давхар ислийг cheilitis, герпес, батга, амны хөндийн салст бүрхэвчийн үрэвсэл зэрэг арьсны өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг. Тэд нүүрний гемангиомыг арилгадаг.

Металл никелид нь төвөнхийн хорт хавдрыг арилгахад оролцдог. Энэ нь мөгөөрсөн хоолой, гуурсан хоолойн эндопростетик эмчилгээнд ашиглагддаг. Мөн халдвартай шархыг антибиотикийн уусмалтай хослуулан эмчлэхэд хэрэглэдэг.

Aquacomplex глицеросольват макронутриент нь шархлаат шархыг эдгээхэд тусалдаг.

Физик-химийн шинж чанар нь өндөр, хүн төрөлхтөнд хязгааргүй ашиг тус авчирдаг тул дэлхийн эрдэмтэд ирээдүйн элементийг судлах олон боломж бий.