Metal Profil: Titanyum Özellikleri ve Özellikleri

Titanyum, dayanıklı ve hafif bir refrakter metaldir. Titanyum alaşımları, havacılık endüstrisi için kritik öneme sahip olmakla birlikte sayısız eşsiz özelliklerinden dolayı tıbbi, kimyasal ve askeri uygulamalarda olduğu gibi spor malzemeleri olarak da kullanılmaktadır.

Özellikleri:

• Atom Sembol: Ti
• Atom Numarası: 22
• Element Kategorisi: Geçiş Metali
• Yoğunluk: 4. 506 / cm3
• Erime Noktası: 3034 ° F (1668 ° C )
• Kaynama Noktası: 5949 ° F (3287 ° C)

Titanyum içeren alaşımlar, yüksek mukavemeti, hafifliği ve olağanüstü korozyon direnciyle tanınırlar.

• Titanyum çelik kadar güçlü olmasına rağmen, kavitasyona ve erozyona karşı direnciyle birlikte havacılık mühendisleri için temel bir yapısal metal haline getiren, ağırlık bakımından yaklaşık% 40 daha hafiftir.

Titanyum, su ve kimyasal ortamlardaki korozyona direnci açısından da çok zorlayıcıdır. Bunu, yüzeyinde titanyum dioksit (TiO2) ince bir tabaka oluşturarak bu materyallerin nüfuz etmesi son derece zor olur.

Düşük esneklik modülüne sahip olması, titanyumun da esnek olmadığı, ancak büküldükten sonra orijinal haline dönmesi ve bellek alaşımlarını şekillendirmeye önem vermesi anlamına geliyor.

Titanyum, manyetik ve biyolojik olarak uyumludur (toksik olmayan, alerjenik değildir) ve bu da tıbbi alanda kullanımının artmasına neden olmuştur.

Tarihçe:

Titanyum metalin herhangi bir biçimde kullanımı, yalnızca İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra gelişti.

Aslında, titanyum, Amerikan kimyager Matthew Hunter'ın 1910'da titanyum tetraklorürü (TiCl4) sodyum ile indirgeyene kadar metal olarak izole edilmedi; Artık Hunter süreci olarak bilinen bir yöntem.

Bununla birlikte, ticari üretim, William Justin Kroll'un 1930'larda titanyumun magnezyum kullanılarak klorürden indirgenebildiğini göstermesinin ardından ortaya çıkana kadar gelmedi.

Kroll süreci bugüne kadarki en önemli ticari üretim yöntemidir.

Maliyet etkin bir üretim yöntemi geliştirildikten sonra, titanyumun ilk büyük kullanımı askeri uçaklardı. 1950 ve 60'larda tasarlanan hem Sovyet hem de Amerikan askeri uçakları ve denizaltıları (örneğin, Sovyet Alfa ve Mike Sınıfı denizaltıları ve USAF F100 Super Sabre ve Lockheed A-12), titanyum alaşımlarını kullanmaya başladı. 1960'lı yılların başında, titanyum alaşımları ticari uçak üreticilerince de kullanılmaya başlandı.

İsveç doktoru Per-Ingvar Brånemark'ın 1950'lerden kalma çalışmaları, titanyumun insanlarda negatif bir bağışıklık tepkisi tetiklendikten sonra titanyumun kullanışlılığına uyan tıbbi alan, özellikle de diş implantları ve protezleri metalin vücudumuza entegre olmasına izin verdi. o

osseointegration

olarak adlandırdığı bir süreç.

Üretim: titanyum, yerkabuğunun (alüminyum, demir ve magnezyumun arkasında) en yaygın metal elementleri olmasına rağmen, titanyum metalinin üretimi, özellikle oksijenle kontaminasyona son derece duyarlıdır ve bu nispeten yeni kalkınma ve yüksek maliyet. Titanyumun birincil üretiminde kullanılan ana cevher ilmenittir ve bu üretimin yaklaşık% 90'ını oluşturur ve geri kalan% 10'u oluşturan rutil.

Titanyum metalinde her yıl üretilen titanyum konsantresinin yalnızca küçük bir fraksiyonu (yaklaşık% 5) sonunda sonuçta olmasına rağmen, titanyum mineral konsantresi yaklaşık 6.3 milyon ton titanyum mineral konsantresi üretildi. Bunun yerine, çoğu boya, gıdalar, ilaçlar ve kozmetiklerde kullanılan beyazlatıcı bir pigment olan titanyum dioksit (TiO2) üretiminde kullanılır.

Kroll prosesinin ilk aşamasında, titanyum cevheri öğütülür ve titanyum tetraklorür (TiCl4) üretmek için bir klor atmosferi içerisinde koklaşabilir taş kömürü ile ısıtılır. Daha sonra klorür yakalanır ve daha fazla% 99 saflıkta bir titanyum klorür sıvısı üreten bir kondenser yoluyla gönderilir.

Sonra titanyum tetraklorür doğrudan erimiş magnezyum içeren kaplara gönderilir. Oksijen bulaşmasından kaçınmak için, argon gazı ilavesiyle inert hale getirilir.

Birkaç gün sürebilecek olan damıtma işlemi sırasında gemi 1832 ° F'ye (1000 ° C) ısıtılır. Magnezyum, titanyum klorid ile reaksiyona girer, klorürü sıyırır ve elemental titanyum ve magnezyum klorür üretir.

Sonuç olarak üretilen elyaflı titanyuma titanyum sünger adı verilir. Titanyum alaşımları ve yüksek saflıkta titanyum külçeleri üretmek için, titanyum sünger, elektron ışını, plazma ark veya vakumlu ark eritme yöntemini kullanarak çeşitli alaşım elementleri ile eritilebilir.

Titanyumun ekstraksiyon giderlerini azaltma umuduyla titanyum metali üretmek için kullanılan elektrolitik ve diğer prosesler aktif olarak araştırılmaya devam etmektedir.

Titanyum metal üretimine yönelik stratejik nitelikleri nedeniyle istatistikler gelmek zor olabilir. Bununla birlikte, toplam dünya titanyum sünger üretiminin 2010 yılında yaklaşık 150, 000 ton olduğu tahmin edilmektedir. En çok üretilen ülkeler Çin, Japonya, Rusya, Kazakistan ve ABD'dir. Büyük titanyum sünger üreticileri arasında VSMPO (Rusya), Titanium Metals Corp. (ABD), RTI Intl. (ABD), Fushun Jinming Titanyum Sanayi (Çin), Luoyang Sunrui Wayi Titanyum A.Ş. (Çin) ve Osaka Titanyum Teknolojisi A.Ş. (Japonya).

Uygulamalar:

Titanyum metal alaşımları öncelikle aşağıdaki endüstrilerde kullanılmaktadır:

Havacılık & Uzay

Askeri

Tıbbi

• Kimyasal
• Spor malzemeleri
• Son on yılda uçaklar üreticiler gittikçe titanyuma anahtar bir yapısal bileşen olarak gittikçe artmaktadır. 1960'ların başında ilk kullanımlarından itibaren Boeing'in ticari havayollarındaki ortalama titanyum içeriği vücut ağırlığının yaklaşık% 2'sinden yaklaşık% 15'e yükseldi. Devamı …
• Kaynaklar:
• TIMET Video: Kroll Süreci.Uluslararası Titanyum Birliği web sitesinde mevcuttur: // www. titanyum. org

ABD Jeolojik Araştırması: Titanyum. // mineraller. usgs. gov / mineraller / barlar / emtia / titanyum /

Vulcan, Tom.

Titanyum: Tanrıların Metali
. Hardassetinvestor. com.
Google + 'da Terence izleyin