Masa atomike e titanit. Titani dhe lidhjet e titanit

Titanium– një nga makroelementët misterioz, pak të studiuar në shkencë dhe në jetën e njeriut. Edhe pse jo më kot quhet element “kozmik”, sepse... përdoret në mënyrë aktive në degët e avancuara të shkencës, teknologjisë, mjekësisë dhe shumë gjëra të tjera - është një element i së ardhmes.

Ky metal ka ngjyrë argjendi-gri (shih foton) dhe është i patretshëm në ujë. Ka një densitet të ulët kimik, kështu që karakterizohet nga lehtësia. Në të njëjtën kohë, është shumë i qëndrueshëm dhe i lehtë për t'u përpunuar për shkak të shkrirjes dhe duktilitetit të tij. Elementi është kimikisht inert për shkak të pranisë së një filmi mbrojtës në sipërfaqe. Titani nuk është i ndezshëm, por pluhuri i tij është shpërthyes.

Zbulimi i këtij elementi kimik i përket dashnorit të madh të mineraleve, anglezit William McGregor. Por titani i detyrohet ende emrin e tij kimistit Martin Heinrich Klaproth, i cili e zbuloi atë në mënyrë të pavarur nga McGregor.

Spekulimet për arsyet pse ky metal u quajt "titan" janë romantike. Sipas një versioni, emri lidhet me perënditë e lashta greke Titans, prindërit e të cilëve ishin perëndia Urani dhe perëndesha Gaia, por sipas të dytit, ai vjen nga emri i mbretëreshës së zanave, Titania.

Sido që të jetë, ky makronutrient është i nënti më i bollshëm në natyrë. Është pjesë e indeve të florës dhe faunës. Ka shumë në ujin e detit (deri në 7%), por në tokë përmban vetëm 0.57%. Kina është më e pasura me rezerva të titanit, e ndjekur nga Rusia.

Veprimi Titan

Efekti i një makroelementi në trup përcaktohet nga vetitë e tij fiziko-kimike. Grimcat e saj janë shumë të vogla, ato mund të depërtojnë në strukturën qelizore dhe të ndikojnë në funksionimin e saj. Besohet se për shkak të inertitetit të tij, makroelementi nuk reagon kimikisht me irritues dhe për këtë arsye nuk është toksik. Megjithatë, ai vjen në kontakt me qelizat e indeve, organeve, gjakut, limfës nëpërmjet veprimit fizik, gjë që çon në dëmtim mekanik. Kështu, elementi, me veprimin e tij, mund të çojë në dëmtimin e ADN-së me një dhe dyvargje, të dëmtojë kromozomet, gjë që mund të çojë në rrezikun e zhvillimit të kancerit dhe një mosfunksionim në kodin gjenetik.

Doli se grimcat makronutriente nuk janë në gjendje të kalojnë nëpër lëkurë. Prandaj, ato hyjnë te njerëzit vetëm me ushqim, ujë dhe ajër.

Titani absorbohet më mirë përmes traktit gastrointestinal (1-3%), por vetëm rreth 1% absorbohet përmes rrugëve të frymëmarrjes, por përmbajtja e tij në trup është e përqendruar si në mushkëri (30%). Me çfarë lidhet kjo? Pas analizimit të të gjitha shifrave të mësipërme, mund të arrijmë në disa përfundime. Së pari, titani në përgjithësi absorbohet dobët nga trupi. Së dyti, titani ekskretohet përmes traktit gastrointestinal përmes feces (0.52 mg) dhe urinës (0.33 mg), por në mushkëri një mekanizëm i tillë është i dobët ose mungon plotësisht, pasi me moshën tek një person përqendrimi i titanit në këtë organ praktikisht rritet. 100 herë. Cila është arsyeja për një përqendrim kaq të lartë me një përthithje kaq të dobët? Me shumë mundësi, kjo është për shkak të sulmit të vazhdueshëm ndaj trupit tonë të pluhurit, i cili gjithmonë përmban një përbërës titani. Përveç kësaj, në këtë rast është e nevojshme të merret parasysh ekologjia jonë dhe prania e objekteve industriale pranë zonave të populluara.

Krahasuar me mushkëritë, në organe të tjera, si shpretka, gjëndrat mbiveshkore dhe gjëndrën tiroide, përmbajtja e makronutrientëve mbetet e pandryshuar gjatë gjithë jetës. Prania e elementit vërehet edhe në limfë, placentë, tru, femër qumështi i gjirit, kockat, thonjtë, flokët, thjerrëzat e syrit, indet epiteliale.

Duke qenë në kocka, titani merr pjesë në shkrirjen e tyre pas frakturave. Gjithashtu, një efekt pozitiv vërehet në proceset e restaurimit që ndodhin në nyjet e lëvizshme të dëmtuara të kockave gjatë artritit dhe artrozës. Ky metal është një antioksidant i fortë. Duke dobësuar efektin e radikaleve të lira në lëkurë dhe qelizat e gjakut, mbron të gjithë trupin nga plakja dhe konsumimi i parakohshëm.

Duke u përqëndruar në pjesët e trurit përgjegjës për shikimin dhe dëgjimin, ndikon pozitivisht në funksionimin e tyre. Prania e metalit në gjëndrat mbiveshkore dhe gjëndrën tiroide nënkupton pjesëmarrjen e tij në prodhimin e hormoneve të përfshira në metabolizëm. Gjithashtu është i përfshirë në prodhimin e hemoglobinës dhe prodhimin e qelizave të kuqe të gjakut. Duke ulur përmbajtjen e kolesterolit dhe uresë në gjak, monitoron përbërjen e tij normale.

Efekti negativ i titanit në trup është për faktin se ai është një metal i rëndë. Pasi hyn në trup, ai nuk ndahet ose dekompozohet, por vendoset në organet dhe indet e një personi, duke e helmuar atë dhe duke ndërhyrë në proceset e jetës. Nuk është i ndjeshëm ndaj korrozionit dhe është rezistent ndaj alkaleve dhe acideve, kështu që lëngu i stomakut nuk është në gjendje ta ndikojë atë.

Përbërjet e titanit kanë aftësinë për të bllokuar rrezatimin me valë të shkurtër rrezatimi ultravjollcë dhe nuk përthithen nga lëkura, kështu që mund të përdoren për të mbrojtur lëkurën nga rrezatimi ultravjollcë.

Është vërtetuar se pirja e duhanit rrit shumëfish futjen e metalit në mushkëri nga ajri. A nuk është kjo një arsye për ta lënë këtë? zakon i keq!

Norma ditore - cila është nevoja për një element kimik?

Kërkesa ditore për makronutrient është për faktin se trupi i njeriut përmban afërsisht 20 mg titan, nga të cilat 2.4 mg janë në mushkëri. Çdo ditë, trupi merr 0,85 mg të substancës me ushqim, 0,002 mg me ujë dhe 0,0007 mg me ajër. Norma ditore për titanin është shumë arbitrare, pasi pasojat e ndikimit të tij në organe nuk janë studiuar plotësisht. Është afërsisht e barabartë me rreth 300-600 mcg në ditë. Nuk ka të dhëna klinike për pasojat e tejkalimit të kësaj norme - gjithçka është në fazën e studimeve eksperimentale.

Mungesa e titanit

Kushtet në të cilat do të vihej re mungesa e metalit nuk janë identifikuar, kështu që shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se ato nuk ekzistojnë në natyrë. Por mungesa e tij vërehet në shumicën e sëmundjeve të rënda, të cilat mund të përkeqësojnë gjendjen e pacientit. Ky disavantazh mund të eliminohet me përgatitjet që përmbajnë titan.

Efekti i titanit të tepërt në trup

Një tepricë e makroelementit të një marrjeje një herë të titanit në trup nuk është identifikuar. Nëse, supozoni, një person gëlltit një kunj titani, atëherë, me sa duket, nuk ka nevojë të flasim për helmim. Me shumë mundësi, për shkak të inertitetit të tij, elementi nuk do të vijë në kontakt, por do të hiqet natyrshëm.

Rreziku më i madh shkaktohet nga një rritje sistematike e përqendrimit të makroelementeve në organet e frymëmarrjes. Kjo çon në dëmtim të sistemit të frymëmarrjes dhe limfatike. Ekziston gjithashtu një lidhje e drejtpërdrejtë midis shkallës së silikozës dhe përmbajtjes së elementit në organet e frymëmarrjes. Sa më e lartë përmbajtja e saj, aq më e rëndë është sëmundja.

Teprica metal i rëndë vërehet te njerëzit që punojnë në uzina kimike dhe metalurgjike. Kloruri i titanit është më i rrezikshmi - brenda 3 viteve të punës fillon manifestimi i sëmundjeve të rënda kronike.

Sëmundje të tilla trajtohen me ilaçe dhe vitamina të veçanta.

Cilat janë burimet?

Elementi hyn në trupin e njeriut kryesisht përmes ushqimit dhe ujit. Pjesa më e madhe e tij gjendet në bishtajore (bizele, fasule, thjerrëza, fasule) dhe drithëra (thekër, elb, hikërror, tërshërë). Prania e tij në bulmet dhe enët me mish, dhe gjithashtu në vezë. Më shumë nga ky element është i përqendruar te bimët sesa te kafshët. Përmbajtja e tij është veçanërisht e lartë në algat - cladophora shkurre.

Të gjitha produktet ushqimore që përmbajnë ngjyrues ushqimor E171 përmbajnë dioksid të këtij metali. Përdoret në prodhimin e salcave dhe erëzave. Dëmi i këtij suplementi është i dyshimtë, pasi oksidi i titanit është praktikisht i patretshëm në ujë dhe lëngun e stomakut.

Indikacionet për përdorim

Ka indikacione për përdorimin e elementit, pavarësisht nga fakti se ky element kozmik është studiuar pak, ai përdoret në mënyrë aktive në të gjitha fushat e mjekësisë. Për shkak të forcës, rezistencës ndaj korrozionit dhe inertitetit biologjik, përdoret gjerësisht në fushën e protetikës për prodhimin e implanteve. Përdoret në stomatologji, neurokirurgji dhe ortopedi. Për shkak të qëndrueshmërisë së tij, është bërë nga instrumente kirurgjikale.

Dioksidi i kësaj substance përdoret në trajtimin e sëmundjeve të lëkurës si cheilitis, herpes, puçrra fytyre dhe inflamacion të mukozës së gojës. Ata heqin hemangiomën e fytyrës.

Nikelide metalike është i përfshirë në eliminimin e kancerit të avancuar lokalisht të laringut. Përdoret për zëvendësimin e endoprotezës së laringut dhe trakesë. Përdoret gjithashtu për trajtimin e plagëve të infektuara në kombinim me solucione antibiotike.

Kompleksi akua i makroelementit glicerosolvat promovon shërimin e plagëve ulceroze.

Ka shumë mundësi të hapura për shkencëtarët në mbarë botën për të studiuar elementin e së ardhmes, pasi vetitë e tij fizike dhe kimike janë të larta dhe mund të sjellin përfitime të pakufizuara për njerëzimin.

18,8 kJ/mol

422.6 kJ/mol

gjashtëkëndor
i mbushur ngushtë (α-Ti)

(300 K) 21,9 W/(m K)

Histori

Zbulimi i TiO 2 u bë pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri nga anglezi W. Gregor dhe kimisti gjerman M. G. Klaproth. W. Gregor, duke studiuar përbërjen e rërës me ngjyra magnetike (Creed, Cornwall, Angli), izoloi një "tokë" (oksid) të ri të një metali të panjohur, të cilin ai e quajti menaken. Në 1795, kimisti gjerman Klaproth zbuloi një element të ri në mineralin rutile dhe e quajti atë titan. Dy vjet më vonë, Klaproth vërtetoi se rutili dhe toka menaken janë okside të të njëjtit element, gjë që i dha emrin "titanium" të propozuar nga Klaproth. Dhjetë vjet më vonë, titani u zbulua për herë të tretë. Shkencëtari francez L. Vauquelin zbuloi titanin në anatase dhe vërtetoi se rutili dhe anataza janë okside identike të titanit.

Mostra e parë e metalit të titanit u mor në 1825 nga J. Ya. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të titanit dhe vështirësisë së pastrimit të tij, një kampion i pastër Ti u mor nga holandezët A. van Arkel dhe I. de Boer në vitin 1925 nga dekompozimi termik i avullit të jodurit të titanit TiI 4 .

Origjina e emrit

Metali mori emrin e tij për nder të titanëve, personazheve nga mitologjia e lashtë greke, fëmijëve të Gaias. Emri i elementit u dha nga Martin Klaproth në përputhje me pikëpamjet e tij mbi nomenklatura kimike në ndryshim nga shkolla franceze e kimisë, ku ata përpiqeshin të emërtonin një element me të vetitë kimike. Meqenëse vetë studiuesi gjerman vuri në dukje pamundësinë e përcaktimit të vetive të një elementi të ri vetëm nga oksidi i tij, ai zgjodhi një emër për të nga mitologjia, në analogji me uraniumin që kishte zbuluar më parë.

Megjithatë, sipas një versioni tjetër, të botuar në revistën "Technology-Youth" në fund të viteve 1980, metali i sapo zbuluar ia ka borxh emrin e tij jo titanëve të fuqishëm nga mitet e lashta greke, por Titania, mbretëresha e zanave në mitologjinë gjermanike. gruaja e Oberonit në "Ëndrra e një nate vere" të Shekspirit). Ky emër lidhet me "lehtësinë" e jashtëzakonshme (dendësia e ulët) e metalit.

Të qenit në natyrë

Titani është në vendin e 10-të për nga prevalenca në natyrë. Përmbajtja në koren e tokës është 0,57% ndaj peshës, në ujin e detit 0,001 mg/l. Në shkëmbinjtë ultrabazikë 300 g/t, në shkëmbinjtë bazë - 9 kg/t, në shkëmbinjtë acidikë 2,3 kg/t, në argjila dhe rreshpe 4,5 kg/t. Në koren e tokës, titani është pothuajse gjithmonë katërvalent dhe është i pranishëm vetëm në përbërjet e oksigjenit. Nuk gjendet në formë të lirë. Në kushtet e motit dhe reshjeve, titani ka një afinitet gjeokimik me Al 2 O 3 . Ai është i përqendruar në boksitet e kores së motit dhe në sedimentet argjilore detare. Titani transferohet në formën e fragmenteve mekanike të mineraleve dhe në formën e koloideve. Deri në 30% TiO 2 ndaj peshës grumbullohet në disa argjila. Mineralet e titanit janë rezistente ndaj motit dhe formojnë përqendrime të mëdha në vendosës. Janë të njohura më shumë se 100 minerale që përmbajnë titan. Më të rëndësishmit prej tyre janë: rutili TiO 2, ilmeniti FeTiO 3, titanomagnetiti FeTiO 3 + Fe 3 O 4, perovskiti CaTiO 3, titaniti CaTiSiO 5. Ekzistojnë xehe primare të titanit - ilmenit-titanomagnetit dhe xeherore placer - rutile-ilmenite-zirkon.

Depozitat

Depozitat e titanit ndodhen në Afrikën e Jugut, Rusi, Ukrainë, Kinë, Japoni, Australi, Indi, Ceilon, Brazil, Koreja e Jugut, Kazakistan.

Rezervat dhe prodhimi

Që nga viti 2002, 90% e titanit të minuar u përdor për të prodhuar dioksid titani TiO2. Prodhimi botëror i dioksidit të titanit ishte 4.5 milion ton në vit. Rezervat e konfirmuara të dioksidit të titanit (me përjashtim të Rusisë) janë rreth 800 milion ton, sipas Shërbimit Gjeologjik të SHBA-së, për sa i përket dioksidit të titanit dhe me përjashtim të Rusisë, rezervat e xeheve të ilmenitit arrijnë në 603-673 milion ton, dhe xeheroret rutil. - 49,7- 52,7 milion ton. Kështu, me ritmin aktual të prodhimit, rezervat e vërtetuara të titanit në botë (me përjashtim të Rusisë) do të zgjasin për më shumë se 150 vjet.

Rusia ka rezervat e dyta më të mëdha të titanit në botë, pas Kinës. Baza e burimeve minerale të titanit në Rusi përbëhet nga 20 depozita (nga të cilat 11 janë parësore dhe 9 aluviale), të shpërndara në mënyrë të barabartë në të gjithë vendin. Më i madhi nga depozitat e eksploruara (Yaregskoye) ndodhet 25 km nga qyteti i Ukhta (Republika Komi). Rezervat e depozitës vlerësohen në 2 miliardë tonë xehe me një përmbajtje mesatare të dioksidit të titanit prej rreth 10%.

Prodhuesi më i madh i titanit në botë - Kompani ruse"VSMPO-AVISMA".

Fatura

Si rregull, materiali fillestar për prodhimin e titanit dhe përbërjeve të tij është dioksidi i titanit me një sasi relativisht të vogël papastërtish. Në veçanti, mund të jetë një koncentrat rutil i marrë nga pasurimi i xeheve të titanit. Sidoqoftë, rezervat e rutilit në botë janë shumë të kufizuara, dhe më shpesh përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titanium, e marrë nga përpunimi i koncentrateve të ilmenitit. Për të marrë skorje titani, koncentrati i ilmenitit zvogëlohet në një furrë me hark elektrik, ndërsa hekuri ndahet në fazën metalike (gize), dhe oksidet dhe papastërtitë e pa-reduktuara të titanit formojnë fazën e skorjes. Skorja e pasur përpunohet duke përdorur metodën e klorurit ose acidit sulfurik.

Koncentrati i mineralit të titanit i nënshtrohet acidit sulfurik ose përpunimit pirometalurgjik. Produkti i trajtimit me acid sulfurik është pluhuri i dioksidit të titanit TiO 2. Duke përdorur metodën pirometalurgjike, minerali shkrihet me koks dhe trajtohet me klor, duke prodhuar avull tetraklorur titani TiCl 4:

Avujt që rezultojnë TiCl 4 reduktohen me magnez në 850 °C:

"Sfungjeri" i titanit që rezulton shkrihet dhe pastrohet. Titani rafinohet duke përdorur metodën e jodurit ose elektrolizën, duke ndarë Ti nga TiCl4. Për të marrë shufra titani, përdoret përpunimi i harkut, rrezeve elektronike ose plazmës.

Vetitë fizike

Titani është një metal i lehtë argjendi-bardhë. Ekziston në dy modifikime kristalore: α-Ti me një rrjetë gjashtëkëndore të mbushur ngushtë (a=2.951 Å; c=4.679 Å; z=2; grup hapësinor C6 mmc), β-Ti me paketim kub në qendër të trupit (a=3,269 Å; z=2; grup hapësinor im 3m), temperatura e tranzicionit α↔β është 883 °C, ΔH e tranzicionit është 3,8 kJ/mol. Pika e shkrirjes 1660±20 °C, pika e vlimit 3260 °C, dendësia e α-Ti dhe β-Ti, përkatësisht, e barabartë me 4.505 (20 °C) dhe 4.32 (900 °C) g/cm³, dendësia atomike 5.71 10 22 në/cm³. Plastike, e saldueshme në një atmosferë inerte. Rezistenca 0.42 µOhm m në 20 °C

Ka viskozitet të lartë, me përpunimit i prirur për t'u ngjitur në mjetin prerës, dhe për këtë arsye kërkon aplikimin e veshjeve speciale në mjet dhe lubrifikantëve të ndryshëm.

Në temperatura të zakonshme mbulohet me një shtresë mbrojtëse pasivizuese të oksidit TiO 2, duke e bërë atë rezistent ndaj korrozionit në shumicën e mjediseve (përveç alkalinit).

Pluhuri i titanit tenton të shpërthejë. Pika e ndezjes 400 °C. Gërshetat e titanit janë të rrezikshme nga zjarri.

Vetitë kimike

Titani është rezistent ndaj tretësirave të holluara të shumë acideve dhe alkaleve (përveç H 3 PO 4 dhe H 2 SO 4 të koncentruar).

Ai reagon lehtësisht edhe me acide të dobëta në prani të agjentëve kompleksues, për shembull, ai ndërvepron me acidin hidrofluorik për shkak të formimit të një anioni kompleks 2-.

Kur nxehet në ajër në 1200 °C, Ti ndizet me formimin e fazave okside me përbërje të ndryshueshme TiOx. Hidroksidi TiO(OH) 2 xH 2 O precipitohet nga tretësirat e kripërave të titanit, dhe kalcinimi i kujdesshëm i të cilit prodhon oksid TiO2. Hidroksidi TiO(OH) 2 xH 2 O dhe dioksidi TiO 2 janë amfoterikë.

Aplikimi

Orë aliazh titani

Në formë të pastër dhe në formë aliazhesh

Monument titani për Gagarin në Leninsky Prospekt në Moskë

Në formën e lidhjeve

• Dioksidi i bardhë i titanit (TiO2) përdoret në bojëra (p.sh. titan i bardhë) dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Aditiv ushqimor E171.
• Komponimet organo-titanium (p.sh. tetrabutoksititani) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe të bojës dhe llakut.
• Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike të elektronikës dhe tekstil me fije qelqi si aditivë ose veshje.
• Karbidi i titanit, diboridi i titanit, karbonitridi i titanit janë përbërës të rëndësishëm të materialeve super të forta për përpunimin e metaleve.
• Nitridi i titanit përdoret për veshjen e instrumenteve, kupolave ​​të kishave dhe në prodhimin e bizhuterive të kostumeve, sepse... ka një ngjyrë të ngjashme me arin.
• Titanati i bariumit BaTiO 3, titanati i plumbit PbTiO 3 dhe një numër titanatesh të tjerë janë ferroelektrikë.

Ka shumë lidhje titani me metale të ndryshme. Elementet aliazh ndahen në tre grupe, në varësi të efektit të tyre në temperaturën e transformimit polimorfik: stabilizues beta, stabilizues alfa dhe forcues neutralë. Të parat ulin temperaturën e transformimit, të dytat e rrisin atë, të tretat nuk ndikojnë në të, por çojnë në forcimin e tretësirës së matricës. Shembuj të stabilizuesve alfa: alumini, oksigjeni, karboni, azoti. Stabilizues beta: molibden, vanadium, hekur, krom, nikel. Ngurtësuesit neutralë: zirkon, kallaj, silikon. Stabilizuesit beta, nga ana tjetër, ndahen në beta-izomorfikë dhe beta-eutektoid-formues. Lidhja më e zakonshme e titanit është aliazh Ti-6Al-4V (në klasifikimin rus - VT6).

Analiza e tregjeve të konsumit

• 60% - bojë;
• 20% - plastike;
• 13% - letër;
• 7% - inxhinieri mekanike.

Çmimet

15-25 dollarë për kilogram, në varësi të pastërtisë.

Pastërtia dhe shkalla e titanit të ashpër (sfungjeri i titanit) zakonisht përcaktohet nga ngurtësia e tij, e cila varet nga përmbajtja e papastërtive. Markat më të zakonshme janë TG100 dhe TG110.

Çmimi i ferrotitaniumit (minimumi 70% titan) që nga 22 dhjetori 2010 është 6,82 dollarë për kilogram. Që nga 1 janari 2010, çmimi ishte 5,00 dollarë për kilogram.

Në Rusi, çmimet për titanin në fillim të vitit 2012 ishin 1200-1500 rubla/kg.

Veprim fiziologjik

Shënime

Lidhjet

• Nxjerrja e titanit dhe zirkonit në Tsentralny në rajonin e Tambovit premton të jetë një nga më të lirat në botë

Gjithçka që duhet të dini për titanin, plus kromin dhe tungstenin

Shumë njerëz janë të interesuar në pyetjen: cili është metali më i fortë në botë? Ky është titan. Kjo të ngurta dhe do të jetë fokusi i artikullit. Le të njihemi pak edhe me metale të tilla të forta si kromi dhe tungsteni.

9 fakte interesante rreth titanit

1. Ekzistojnë disa versione se pse metali mori emrin e tij. Një teori është se ai u emërua sipas Titanëve, krijesave të patrembura të mbinatyrshme. Sipas një versioni tjetër, emri vjen nga Titania, mbretëresha e zanave.
2. Titani u zbulua në fund të shekullit të 18-të nga një kimist gjerman dhe anglez.
3. Titani nuk është përdorur në industri për një kohë të gjatë për shkak të brishtësisë së tij natyrore.
4. Në fillim të vitit 1925, pas një sërë eksperimentesh, kimistët morën titanin në formën e tij të pastër.
5. Ashklat e titanit janë shumë të ndezshme.
6. Është një nga metalet më të lehta.
7. Titani mund të shkrihet vetëm në temperatura mbi 3200 gradë.
8. Vlon në temperaturë 3300 gradë.
9. Titani ka një ngjyrë argjendi.

Historia e zbulimit të titanit

Metali, i cili më vonë u quajt titan, u zbulua nga dy shkencëtarë - anglezi William Gregor dhe gjermani Martin Gregor Klaproth. Shkencëtarët punuan paralelisht dhe nuk kryqëzoheshin me njëri-tjetrin. Diferenca midis zbulimeve është 6 vjet.

William Gregor i dha zbulimit të tij një emër: manakin.

Më shumë se 30 vjet më vonë, u mor aliazhi i parë i titanit, i cili doli të ishte jashtëzakonisht i brishtë dhe nuk mund të përdorej askund. Besohet se vetëm në vitin 1925 titani u izolua në formën e tij të pastër, i cili u bë një nga metalet më të njohura në industri.

Është vërtetuar se shkencëtari rus Kirillov arriti të nxjerrë titan të pastër në 1875. Ai botoi një broshurë që detajon punën e tij. Sidoqoftë, hulumtimi i një rus pak të njohur kaloi pa u vënë re.

Informacione të përgjithshme rreth titanit

Lidhjet e titanit janë një shpëtim për mekanikët dhe inxhinierët. Për shembull, trupi i një aeroplani është prej titani. Gjatë fluturimit, ai arrin shpejtësi disa herë më të mëdha se shpejtësia e zërit. Kutia e titanit nxehet në temperatura mbi 300 gradë dhe nuk shkrihet.

Metali mbyll dhjetëshen e parë të "Metaleve më të zakonshme në natyrë". Depozita të mëdha janë zbuluar në Afrikën e Jugut, Kinë dhe shumë titani në Japoni, Indi dhe Ukrainë.

Sasia totale e rezervave të titanit në botë është më shumë se 700 milion ton. Nëse nivelet e prodhimit mbeten të njëjta, do të ketë mjaftueshëm titan për 150-160 vjet të tjera.

Prodhuesi më i madh i metalit më të fortë në botë - Ndërmarrja ruse“VSMPO-Avisma”, e cila plotëson një të tretën e nevojave të botës.

Karakteristikat e titanit

1. Rezistenca ndaj korrozionit.
2. Forca e lartë mekanike.
3. Dendësi e ulët.

Pesha atomike e titanit është 47,88 amu, numri i serisë në tabelën periodike kimike është 22. Nga pamja e jashtme, është shumë i ngjashëm me çelikun.

Dendësia mekanike e metalit është 6 herë më e madhe se ajo e aluminit, 2 herë më e madhe se ajo e hekurit. Mund të kombinohet me oksigjen, hidrogjen, azot. Kur çiftëzohet me karbon, metali formon karbide tepër të forta.

Përçueshmëria termike e titanit është 4 herë më e vogël se ajo e hekurit dhe 13 herë më e vogël se ajo e aluminit.

Procesi i nxjerrjes së titanit

Në tokën e titanit numër i madh Megjithatë, nxjerrja e tij nga thellësia kushton shumë para. Për prodhim përdoret metoda e jodit, autor i së cilës konsiderohet Van Arkel de Boer.

Metoda bazohet në aftësinë e metalit për t'u kombinuar me jodin pas dekompozimit të këtij përbërësi, mund të merret titan i pastër, pa papastërti të huaja.

Gjërat më interesante të bëra nga titan:

• proteza në mjekësi;
• tabela të pajisjeve mobile;
• sisteme raketore për eksplorimin e hapësirës;
• tubacione, pompa;
• tenda, korniza, veshja e jashtme ndërtesa;
• shumica e pjesëve (shasia, zbukurimi).

Fushat e aplikimit të titanit

Titani përdoret në mënyrë aktive në sferën ushtarake, mjekësi dhe bizhuteri. Atij iu dha emri jozyrtar "metali i së ardhmes". Shumë thonë se ndihmon në shndërrimin e ëndrrave në realitet.

Metali më i fortë në botë fillimisht u përdor në sferën ushtarake dhe të mbrojtjes. Sot, konsumatori kryesor i produkteve të titanit është industria e avionëve.

Titani është një material ndërtimor universal. Për shumë vite u përdor për të krijuar turbina avionësh. Në motorët e avionëve, elementët e ventilatorit, kompresorët dhe disqet janë bërë nga titani.

Dizajn modern avion mund të përmbajë deri në 20 ton aliazh titani.

Fushat kryesore të aplikimit të titanit në ndërtimin e avionëve:

• produkteve formë hapësinore(skajet e dyerve, kapakëve, veshjeve, dyshemeve);
• njësitë dhe komponentët që i nënshtrohen ngarkesave të rënda (kllapa krahësh, pajisje uljeje, cilindra hidraulikë);
• pjesë të motorit (strehë, tehe kompresori).

Falë titanit, njeriu ishte në gjendje të kalonte përmes barrierës së zërit dhe të depërtonte në hapësirë. Ajo u përdor për të krijuar sisteme raketore të drejtuar. Titani mund të përballojë rrezatimin kozmik, ndryshimet e temperaturës dhe shpejtësinë e lëvizjes.

Ky metal ka një densitet të ulët, i cili është i rëndësishëm në industrinë e ndërtimit të anijeve. Produktet e prodhuara nga titan janë të lehta, që do të thotë se pesha zvogëlohet dhe manovrimi, shpejtësia dhe diapazoni i tij janë rritur. Nëse byku i një anijeje është i veshur me titan, nuk do të ketë nevojë të lyhet për shumë vite - titani nuk ndryshket në ujin e detit (rezistenca ndaj korrozionit).

Më shpesh, ky metal përdoret në ndërtimin e anijeve për prodhimin e motorëve të turbinave, kaldajave me avull dhe tubave të kondensatorit.

Industria e naftës dhe titanit

Shpimi ultra i thellë konsiderohet një zonë premtuese për përdorimin e lidhjeve të titanit. Për të studiuar dhe nxjerrë burimet nëntokësore, është e nevojshme të depërtoni thellë nën tokë - mbi 15 mijë metra. Tubat e shpimit të aluminit, për shembull, do të çahen për shkak të gravitetit të tyre dhe vetëm lidhjet e titanit mund të arrijnë thellësi vërtet të mëdha.

Jo shumë kohë më parë, titani filloi të përdoret në mënyrë aktive për të krijuar puse në raftet e detit. Specialistët përdorin lidhjet e titanit si pajisje:

• instalimet e prodhimit të naftës;
• enë me presion të lartë;
• pompa në det të thellë, tubacione.

Titani në sport, mjekësi

Titani është jashtëzakonisht i popullarizuar në fushën sportive për shkak të forcës dhe lehtësisë së tij. Disa dekada më parë, një biçikletë u bë nga lidhjet e titanit, pajisjet e para sportive u bënë nga material i fortë në botë. Një biçikletë moderne përbëhet nga një trup titani, të njëjtat susta të frenave dhe sediljeve.

Klubet e golfit të titanit janë krijuar në Japoni. Këto pajisje janë të lehta dhe të qëndrueshme, por jashtëzakonisht të shtrenjta.

Shumica e artikujve që janë në çantën e shpinës së alpinistëve dhe udhëtarëve janë bërë nga titani - enë tavoline, komplete gatimi, rafte për forcimin e tendave. Sëpatat e akullit të titanit janë pajisje sportive shumë të njohura.

Ky metal është në kërkesë të madhe në industrinë mjekësore. Shumica e instrumenteve kirurgjikale janë bërë nga titani - i lehtë dhe i përshtatshëm.

Një fushë tjetër e aplikimit të metalit të së ardhmes është krijimi i protetikës. Titani "kombinohet" në mënyrë të përkryer me trupin e njeriut. Mjekët e quajtën këtë proces "farefisni të vërtetë". Strukturat e titanit janë të sigurta për muskujt dhe kockat, rrallë shkaktojnë një reaksion alergjik dhe nuk shkatërrohen nga lëngjet në trup. Protezat e titanit janë të qëndrueshme dhe mund të përballojnë ngarkesa të mëdha fizike.

Titani është një metal i mahnitshëm. Ndihmon një person të arrijë lartësi të paparë në fusha të ndryshme të jetës. Ai është i dashur dhe i nderuar për forcën, butësinë dhe për shumë vite shërbimet.

Kromi është një nga metalet më të forta

Fakte interesante rreth kromit

1. Emri i metalit vjen nga fjala greke “chroma”, që do të thotë bojë.
2. Në mjedisin natyror, kromi nuk gjendet në formën e tij të pastër, por vetëm në formën e mineralit të hekurit të kromit, oksidit të dyfishtë.
3. Depozitat më të mëdha të metalit ndodhen në Afrikën e Jugut, Rusi, Kazakistan dhe Zimbabve.
4. Dendësia e metaleve – 7200 kg/m3.
5. Kromi shkrihet në një temperaturë prej 1907 gradë.
6. Vlon në temperaturën 2671 gradë.
7. Kromi absolutisht i pastër pa papastërti karakterizohet nga duktiliteti dhe viskoziteti. Kur kombinohet me oksigjen, azot ose hidrogjen, metali bëhet i brishtë dhe shumë i fortë.
8. Ky metal me ngjyrë të bardhë argjendi u zbulua nga francezi Louis Nicolas Vauquelin në fund të shekullit të 18-të.

Vetitë e metalit të kromit

Kromi ka fortësi shumë të lartë dhe mund të presë xhamin. Nuk oksidohet nga ajri apo lagështia. Nëse metali nxehet, oksidimi do të ndodhë vetëm në sipërfaqe.

Më shumë se 15,000 ton krom të pastër konsumohen në vit. Kompania angleze Bell Metals konsiderohet lider në prodhimin e kromit të pastër.

Shtetet e Bashkuara konsumojnë më shumë krom vendet perëndimore Evropë dhe Japoni. Tregu i kromit është i paqëndrueshëm dhe çmimet përfshijnë një gamë të gjerë.

Fushat e përdorimit të kromit

Më shpesh përdoret për të krijuar lidhje dhe veshje galvanike (kromuar për transport).

Kromi i shtohet çelikut, gjë që përmirësohet vetitë fizike metalike Këto lidhje janë më të kërkuarat në metalurgjinë e zezë.

Klasa më e njohur e çelikut përbëhet nga kromi (18%) dhe nikeli (8%). Lidhjet e tilla kanë rezistencë të shkëlqyer ndaj oksidimit dhe korrozionit, dhe janë të qëndrueshme edhe në temperatura të larta.

Furrat e ngrohjes janë bërë prej çeliku, i cili përmban një të tretën e kromit.

Çfarë tjetër është bërë nga kromi?

1. Fuçitë e armëve të zjarrit.
2. Trupi i nëndetëses.
3. Tullat, të cilat përdoren në metalurgji.

Një tjetër metal jashtëzakonisht i fortë është tungsteni.

Fakte interesante rreth tungstenit

1. Emri i metalit i përkthyer nga gjermanishtja ("Wolf Rahm") do të thotë "shkumë ujku".
2. Është metali më zjarrdurues në botë.
3. Tungsteni ka një nuancë gri të lehtë.
4. Metali u zbulua në fund të shekullit të 18-të (1781) nga suedezi Karl Scheele.
5. Tungsteni shkrihet në temperaturën 3422 gradë, vlon në 5900.
6. Metali ka një dendësi prej 19.3 g/cm³.
7. Masa atomike– 183.85, element i grupit VI në sistemin periodik të Mendelejevit (numri rendor – 74).

Procesi i nxjerrjes së tungstenit

Tungsteni i përket një grupi të madh metalesh të rralla. Ai gjithashtu përfshin rubidium dhe molibden. Ky grup karakterizohet nga një prevalencë e ulët e metaleve në natyrë dhe një shkallë e vogël konsumi.

Prodhimi i tungstenit përbëhet nga 3 faza:

• ndarja e metalit nga xeherori, akumulimi i tij në tretësirë;
• izolimi i përbërjes, pastrimi i tij;
• ndarja e metalit të pastër nga një përbërje kimike e përfunduar.
• Materialet fillestare për prodhimin e tungstenit janë skeeliti dhe volframiti.

Aplikimet e tungstenit

Tungsteni është baza e lidhjeve më të forta. Përdoret për të bërë motorë avionësh, pjesë të pajisjeve elektrike me vakum dhe filamente inkandeshente.
Dendësia e lartë e metalit bën të mundur përdorimin e tungstenit për të krijuar raketa balistike, plumba, kundërpesha dhe predha artilerie.

Përbërjet me bazë tungsteni përdoren për përpunimin e metaleve të tjera, duke përfshirë industria minerare(shpim pusi), bojë dhe llak, industri tekstile (si katalizator për sintezën organike).

Nga komponimet komplekse të tungstenit ata bëjnë:

• tela - përdoren në furrat e ngrohjes;
• kaseta, fletë metalike, pllaka, fletë - për petëzimin dhe falsifikimin e sheshtë.

Titani, kromi dhe tungsteni kryesojnë listën e "Metaleve më të forta në botë". Ato përdoren në shumë fusha të veprimtarisë njerëzore - aviacioni dhe raketa, ushtarake, ndërtimi, dhe në të njëjtën kohë, kjo nuk është gama e plotë e aplikimeve të metaleve.

Titani dhe lidhjet e tij përdoren më së shumti zona të ndryshme. Para së gjithash, lidhjet e titanit përdoren gjerësisht në ndërtim pajisje të ndryshme për shkak të rezistencës së lartë ndaj korrozionit, forcës mekanike, densitetit të ulët, rezistencës ndaj nxehtësisë dhe shumë karakteristikave të tjera. Duke marrë parasysh vetitë dhe aplikimet e titanit, nuk mund të mos vihet re kostoja e tij mjaft e lartë. Megjithatë, ajo kompensohet plotësisht nga karakteristikat dhe qëndrueshmëria e materialit.

Titani ka forcë të lartë dhe pikë shkrirjeje, dhe ndryshon nga metalet e tjera në qëndrueshmëri.

Karakteristikat themelore të titanit

Titani është në grupin IV të periudhës së katërt të tabelës periodike të elementeve kimike. Në përbërjet më të qëndrueshme dhe më të rëndësishme elementi është katërvalent. Nga jashtë, titani i ngjan çelikut. Është një element kalimtar. Pika e shkrirjes arrin pothuajse 1700 °, dhe pika e vlimit - 3300 °. Sa i përket vetive të tilla si nxehtësia latente e shkrirjes dhe avullimit, për titanin është pothuajse 2 herë më i lartë se për hekurin.

Ka 2 modifikime alotropike:

1. Temperatura e ulët, e cila mund të ekzistojë deri në një temperaturë prej 882.5°.
2. Temperatura e lartë, e qëndrueshme nga një temperaturë prej 882.5° deri në pikën e shkrirjes.

Veti të tilla si kapaciteti specifik i nxehtësisë dhe dendësia e vendosin titanin midis dy materialeve me përdorimin më të gjerë strukturor: hekurit dhe aluminit. Forca mekanike e titanit është pothuajse 2 herë më e lartë se ajo e hekur i pastër dhe pothuajse 6 herë për aluminin. Sidoqoftë, vetitë e titanit janë të tilla që ai është në gjendje të thithë sasi të mëdha hidrogjeni, oksigjeni dhe azoti, gjë që ndikon negativisht në karakteristikat plastike të materialit.

Materiali karakterizohet nga përçueshmëri shumë e ulët termike. Për krahasim, për hekurin është 4 herë më i lartë, dhe për aluminin është 12 herë më i lartë Sa i përket një vetie të tillë si koeficienti i zgjerimit termik, në temperaturën e dhomës ai ka një vlerë relativisht të ulët dhe rritet me rritjen e temperaturës.

Titani ka moduli të ulët elastik. Kur temperatura rritet në 350°, ato fillojnë të ulen pothuajse në mënyrë lineare. Është kjo pikë që është një pengesë e rëndësishme e materialit.

Titani karakterizohet nga një vlerë mjaft e lartë e rezistencës elektrike. Mund të luhatet brenda kufijve mjaft të gjerë dhe varet nga përmbajtja e papastërtive.

Titani është një material paramagnetik. Substancat e tilla karakterizohen nga një ulje e ndjeshmërisë magnetike gjatë ngrohjes. Sidoqoftë, titani është një përjashtim - me rritjen e temperaturës, ndjeshmëria e tij magnetike rritet ndjeshëm.

Fushat e aplikimit të titanit

Instrumentet mjekësore të bëra nga aliazh titani karakterizohen nga rezistencë e lartë ndaj korrozionit, rezistencë biologjike dhe duktilitet.

Karakteristikat e materialit ofrojnë një gamë mjaft të gjerë fushash për aplikimin e tij. Pra, në vëllime të mëdha Lidhjet e titanit përdoren në ndërtimin e anijeve dhe pajisjeve të ndryshme. Përdorimi i materialit si një aditiv aliazh për çeliqet është vendosur cilësi të lartë dhe si agjent deoksidues. Lidhjet me nikel kanë gjetur aplikim në teknologji dhe mjekësi. Komponime të tilla kanë veti unike, në veçanti, ato kanë kujtesë të formës.

Është vendosur përdorimi i titanit kompakt në prodhimin e pjesëve për pajisjet elektrike me vakum të përdorura në temperatura të larta. Karakteristikat e titanit teknik bëjnë të mundur përdorimin e tij në prodhimin e valvulave, tubacioneve, pompave, pajisjeve dhe produkteve të tjera të krijuara për përdorim në kushte agresive.

Lidhjet karakterizohen nga një forcë termike e pamjaftueshme, por kanë rezistencë të lartë korrozioni. Kjo lejon përdorimin e lidhjeve të ndryshme me bazë titani në fushën kimike. Për shembull, materiali përdoret në prodhimin e pompave për pompimin e acidit sulfurik dhe klorhidrik. Sot, vetëm lidhjet e bazuara në këtë material mund të përdoren në prodhimin e llojeve të ndryshme të pajisjeve për industrinë e klorit.

Përdorimi i titanit në industrinë e transportit

Lidhjet e bazuara në këtë material përdoren në prodhimin e automjeteve të blinduara. Dhe zëvendësimi i një sërë elementësh strukturorë të përdorur në industrinë e transportit mund të zvogëlojë konsumin e karburantit, të rrisë kapacitetin e ngarkesës, të rrisë kufirin e lodhjes së produkteve dhe të përmirësojë shumë karakteristika të tjera.

Kur prodhoni pajisje për industrinë kimike nga titani, prona më e rëndësishme është rezistenca ndaj korrozionit të metalit.

Materiali është i përshtatshëm për t'u përdorur në ndërtimin e transportit hekurudhor. Një nga problemet kryesore që duhet zgjidhur në hekurudhat, shoqërohet me ulje të peshës së vdekur. Përdorimi i shufrave dhe fletëve të bëra nga titani mund të zvogëlojë ndjeshëm masën totale të përbërjes, të zvogëlojë madhësinë e kutive dhe ditarëve të boshtit dhe të kursejë tërheqjen.

Pesha është gjithashtu mjaft e rëndësishme për automjetet rimorkio. Përdorimi i titanit në vend të çelikut në prodhimin e rrotave dhe boshteve gjithashtu rrit ndjeshëm kapacitetin e ngarkesës.

Vetitë e materialit bëjnë të mundur përdorimin e tij në industrinë e automobilave. Materiali karakterizohet nga një kombinim optimal i vetive të forcës dhe peshës për sistemet e heqjes së gazit të shkarkimit dhe burimet spirale. Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij mund të zvogëlojë ndjeshëm vëllimin e gazrave të shkarkimit, të zvogëlojë kostot e karburantit dhe të zgjerojë përdorimin e skrapit dhe mbetjeve industriale duke i shkrirë ato. Materiali dhe lidhjet që e përmbajnë kanë shumë përparësi në krahasim me solucionet e tjera të përdorura.

Detyra kryesore e zhvillimit të pjesëve dhe strukturave të reja është zvogëlimi i masës së tyre, nga e cila varet lëvizja e vetë automjetit në një shkallë ose në një tjetër. Reduktimi i peshës së komponentëve dhe pjesëve lëvizëse bën të mundur uljen potenciale të kostove të karburantit. Pjesët e titanit kanë provuar vazhdimisht besueshmërinë e tyre. Ato përdoren gjerësisht në industrinë e hapësirës ajrore dhe në modelet e makinave të garave.

Përdorimi i këtij materiali lejon jo vetëm uljen e peshës së pjesëve, por edhe zgjidhjen e çështjes së zvogëlimit të vëllimit të gazrave të shkarkimit.

Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij në ndërtim

Një aliazh i titanit dhe zinkut përdoret gjerësisht në ndërtim. Kjo aliazh karakterizohet nga veti të larta mekanike dhe rezistencë ndaj korrozionit, dhe karakterizohet nga ngurtësi dhe duktilitet i lartë. Lidhja përmban deri në 0.2% aditivë aliazh që veprojnë si modifikues të strukturës. Falë aluminit dhe bakrit, sigurohet duktiliteti i kërkuar. Përveç kësaj, përdorimi i bakrit bën të mundur rritjen e rezistencës përfundimtare në tërheqje të materialit, dhe kombinimi i elementeve kimike ndihmon në uljen e koeficientit të zgjerimit. Lidhja përdoret gjithashtu për prodhimin e shiritave dhe fletëve të gjata me karakteristika të mira estetike.

Titani përdoret shpesh në teknologjinë hapësinore për shkak të butësisë, forcës dhe rezistencës së tij.

Ndër cilësitë kryesore të një lidhjeje titan-zink që janë të rëndësishme veçanërisht për ndërtim janë vetitë kimike dhe fizike si rezistenca e lartë ndaj korrozionit, pamja e mirë dhe siguria për shëndetin e njeriut dhe mjedisin.

Materiali ka duktilitet të mirë dhe mund të tërhiqet thellë pa probleme, gjë që lejon përdorimin e tij punime mbulimi. Aliazhi nuk ka probleme me bashkimin. Kjo është arsyeja pse struktura të ndryshme vëllimore dhe elemente arkitekturore jo standarde si kupolat dhe kunjat janë bërë nga zink-titani, në vend të bakrit ose çelikut të galvanizuar. Në zgjidhjen e problemeve të tilla, kjo aliazh është i domosdoshëm.

Shtrirja e përdorimit të aliazhit është shumë e gjerë. Përdoret në punimet e fasadave dhe çatisë, prej tij bëhen produkte të konfigurimeve të ndryshme dhe pothuajse çdo kompleksitet, përdoret gjerësisht në prodhimin e produkteve të ndryshme dekorative si ulluqe, vezullime, kreshta çati etj.

Kjo aliazh ka një jetë shumë të gjatë shërbimi. Për më shumë se një shekull nuk do të kërkojë lyerje apo mirëmbajtje të shpeshtë. punë riparimi. Gjithashtu ndër avantazhet e rëndësishme të materialit, duhet theksuar aftësia e tij për t'u rikuperuar. Dëmtime të vogla në formën e gërvishtjeve nga degët, zogjtë, etj. Pas ca kohësh ato zhduken vetë.

Kërkesat për materialet e ndërtimit po bëhen më serioze dhe të rrepta. Kompanitë kërkimore në një numër vendesh kanë studiuar dheun rreth ndërtesave të ndërtuara duke përdorur një lidhje zinku dhe titaniumi. Rezultatet e hulumtimit konfirmuan se materiali është plotësisht i sigurt. Nuk ka veti kancerogjene dhe nuk dëmton shëndetin e njeriut. Zink-titani është një material ndërtimi jo i ndezshëm, i cili rrit më tej sigurinë.

Duke marrë parasysh të gjitha karakteristikat pozitive të listuara, si p.sh material ndërtimi në funksionim afërsisht 2 herë më lirë se bakri i çatisë.

Aliazhi ka dy gjendje oksidimi. Me kalimin e kohës, ajo ndryshon ngjyrën dhe humbet shkëlqimin e saj metalik. Në fillim, zinku-titani bëhet gri i lehtë, dhe pas ca kohësh fiton një nuancë fisnike gri të errët. Aktualisht, materiali është i vjetëruar qëllimisht kimikisht.

Përdorimi i titanit dhe lidhjeve të tij në mjekësi

Titani është shumë i pajtueshëm me indet e njeriut, për këtë arsye përdoret në mënyrë aktive në fushën e endoprostetikës.

Titani ka gjetur aplikim të gjerë edhe në fushën mjekësore. Ndër avantazhet që e lejuan atë të bëhej kaq popullor janë forca e lartë dhe rezistenca ndaj korrozionit. Përveç kësaj, asnjë nga pacientët nuk ishte alergjik ndaj titanit.

Titani i pastër tregtar dhe aliazh Ti6-4Eli përdoren në mjekësi. Përdoret për të bërë instrumente kirurgjikale, një sërë protezash të jashtme dhe të brendshme, duke përfshirë valvulat e zemrës. Karriget me rrota, paterica dhe pajisje të tjera janë bërë nga titani.

Një numër studimesh dhe eksperimentesh konfirmojnë përputhshmërinë e shkëlqyer biologjike të materialit dhe lidhjeve të tij me indet e gjalla të njeriut. Indet e buta dhe kockore rriten së bashku me këto materiale pa probleme. Dhe moduli i ulët i elasticitetit dhe forca e lartë specifike e bëjnë titanin shumë material i mirë për endoprostetikë. Është dukshëm më i lehtë se kallaji, çeliku dhe lidhjet me bazë kobalti.

Kështu, vetitë e titanit bëjnë të mundur përdorimin aktiv të tij në një gamë të gjerë fushash - nga prodhimi i tubave dhe çatisë deri te protezat mjekësore dhe ndërtimi i anijeve kozmike.

Titanium. Element kimik, simbol Ti (lat. Titanium, i zbuluar në 1795 vit dhe emërtuar sipas heroit të eposit grek Titan) . Ka një numër serial 22, pesha atomike 47,90, dendësia 4,5 g/cm3, pika e shkrirjes 1668° C, pika e vlimit 3300°C.

Titani është pjesë e më shumë se 70 mineraleve dhe është një nga elementët më të zakonshëm - përmbajtja e tij në koren e tokës është afërsisht 0.6%. Nga pamjen titani është i ngjashëm me çelikun. Metali i pastër është duktil dhe mund të përpunohet lehtësisht me presion.

Titani ekziston në dy modifikime: deri në 882°C si modifikimα me një rrjetë kristalore gjashtëkëndore të mbushur dendur dhe mbi 882°C modifikimi është i qëndrueshëmβ me një rrjetë kub me qendër trupin.

Titani kombinon forcë të madhe me densitet të ulët dhe rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Për shkak të kësaj, në shumë raste ai ka përparësi të konsiderueshme ndaj materialeve të tilla strukturore bazë si çeliku dhe alumini . Një numër i lidhjeve të titanit kanë dyfishin e forcës së çelikut me densitet dukshëm më të ulët dhe rezistencë më të mirë ndaj korrozionit. Sidoqoftë, për shkak të përçueshmërisë së ulët termike, përdorimi i tij për strukturat dhe pjesët që funksionojnë në kushte të ndryshimeve të mëdha të temperaturës dhe kur funksionojnë nën lodhje termike është i vështirë. Disavantazhet e titanit si material strukturor përfshijnë gjithashtu modulin e tij relativisht të ulët të elasticitetit normal.

Mekanike vetitë varen fuqishëm nga pastërtia e metalit dhe nga trajtimi i mëparshëm mekanik dhe termik. Titanium me pastërti të lartë ka veti të mira plastike.

Një pronë karakteristike e titanit është aftësia për të thithur në mënyrë aktive gazrat - oksigjen, azot dhe hidrogjen. Këto gazra treten në titan në një masë të caktuar. Edhe papastërtitë e vogla të oksigjenit dhe azotit zvogëlojnë vetitë plastike të titanit. Një përzierje e lehtë e hidrogjenit (0,01-0,005%) rrit ndjeshëm brishtësinë e titanit.

Titani është i qëndrueshëm në ajër në temperatura të zakonshme. Kur nxehet në 400-550° Metali është i mbuluar me një film oksid-nitrid, i cili mbahet fort në metal dhe e mbron atë nga oksidimi i mëtejshëm. Në temperatura më të larta, shkalla e oksidimit dhe shpërbërjes së oksigjenit në titan rritet.

Titani reagon me azotin në temperatura mbi 600° C me formimin e një filmi nitridi ( TiN) dhe tretësirat e ngurta të azotit në titan. Nitridi i titanit ka fortësi të lartë dhe shkrihet në 2950° C.

Titani thith hidrogjenin për të formuar solucione të ngurta dhe hibride(TiH dhe TiH 2) . Ndryshe nga oksigjeni dhe azoti, pothuajse i gjithë hidrogjeni i përthithur mund të hiqet nga titani duke e ngrohur atë në vakum në 1000-1200° C.

Karboni dhe gazrat që përmbajnë karbon ( CO,CH4) reagojnë me titan në temperatura të larta (më shumë se 1000° C) me formimin e karbitit të titanit të fortë dhe refraktar TiC (pika e shkrirjes 3140°C ). Përzierja e karbonit ndikon ndjeshëm në vetitë mekanike të titanit.

Fluori, klori, bromi dhe jodi ndërveprojnë me titanin në temperatura relativisht të ulëta (100-200° ME). Në këtë rast, formohen halogjene titani shumë të paqëndrueshme.

Vetitë mekanike titani në një masë shumë më të madhe se metalet e tjera varet nga shpejtësia e aplikimit të ngarkesës. Prandaj, testimi mekanik i titanit duhet të kryhet në kushte më rreptësisht të rregulluara dhe fikse sesa testimi i materialeve të tjera strukturore.

Forca e goditjes së titanit rritet ndjeshëm pas pjekjes në intervalin 200-300° C, nuk vërehen ndryshime të dukshme në vetitë e tjera. Rritja më e madhe e duktilitetit të titanit arrihet pas shuarjes në temperatura mbi temperaturën e transformimit polimorfik dhe kalitjes pasuese.

Titani i pastër nuk është një material rezistent ndaj nxehtësisë, pasi forca e tij zvogëlohet ndjeshëm me rritjen e temperaturës.

Karakteristikë e rëndësishme Titani është aftësia e tij për të formuar tretësira të ngurta me gazrat atmosferikë dhe hidrogjenin. Kur titani nxehet në ajër, në sipërfaqen e tij, përveç shkallës së zakonshme, formohet një shtresë e përbërë nga një zgjidhje e ngurtë e bazuar nëα - Ti (shtresa alfa), e stabilizuar me oksigjen, trashësia e së cilës varet nga temperatura dhe kohëzgjatja e ngrohjes. Kjo shtresë ka një temperaturë transformimi më të lartë se shtresa e metalit bazë, dhe formimi i saj në sipërfaqen e pjesëve ose produkteve gjysëm të gatshme mund të shkaktojë thyerje të brishtë.

Titani dhe lidhjet me bazë titani karakterizohen nga rezistencë e lartë ndaj korrozionit në ajër, në ujë të freskët natyror të ftohtë dhe të nxehtë, në ujin e detit (asnjë gjurmë ndryshku nuk u shfaq në një pjatë titani pas 10 vjetësh në ujin e detit), si dhe në alkali tretësirat, kripërat inorganike, acidet organike dhe komponimet edhe kur zihen. Për sa i përket rezistencës ndaj korrozionit, titani është i ngjashëm me çelik inox krom-nikel. Nuk gërryhet në ujin e detit kur është në kontakt me çelik inox dhe lidhjet bakër-nikel. Rezistenca e lartë ndaj korrozionit të titanit shpjegohet me formimin e një filmi të dendur dhe uniform në sipërfaqen e tij, i cili mbron metalin nga ndërveprimi i mëtejshëm me mjedisi. Po, në një holluar acid sulfurik (deri në 5%) titani është rezistent në temperaturën e dhomës. Shkalla e korrozionit rritet me rritjen e përqendrimit të acidit, duke arritur një maksimum në 40%, pastaj zvogëlohet në minimum në 60%, arrin një maksimum të dytë në 80% dhe më pas zvogëlohet përsëri.

Në acid klorhidrik të holluar (5-10%) në temperaturën e dhomës, titani është mjaft rezistent. Me rritjen e përqendrimit të acidit dhe temperaturës, shkalla e korrozionit të titanit rritet me shpejtësi. Korrozioni i titanit në acid klorhidrik mund të reduktohet shumë duke shtuar sasi të vogla të agjentëve oksidues.(HNO 3, KMnO 4, K 2 CrO 4, kripërat e bakrit, hekurit). Titani tretet mirë në acid hidrofluorik. Në tretësirat alkaline (përqendrimet deri në 20%), titani është rezistent në të ftohtë dhe kur nxehet.

Si një material strukturor, titani përdoret më gjerësisht në aviacion, raketa, në ndërtimin e anijeve detare, në prodhimin e instrumenteve dhe inxhinierinë mekanike. Titani dhe lidhjet e tij ruajnë karakteristika të forta të larta në temperatura të larta dhe për këtë arsye mund të përdoren me sukses për prodhimin e pjesëve të ekspozuara ndaj ngrohjes në temperaturë të lartë. Kështu, pjesët e jashtme të aeroplanit (karkat e motorit, hekurat, timonat) dhe shumë përbërës dhe pjesë të tjera janë bërë nga lidhjet e tij - nga motori te bulonat dhe dadot. Për shembull, nëse bulonat e çelikut zëvendësohen me ato prej titani në një nga motorët, pesha e motorit do të ulet me pothuajse 100 kg.

Oksidi i titanit përdoret për të përgatitur titan të bardhë. Me një të bardhë të tillë, mund të lyeni sipërfaqe disa herë më të mëdha sesa me të njëjtën sasi plumbi ose zinku të bardhë. Përveç kësaj, titan i bardhë nuk është helmues. Titani përdoret gjerësisht në metalurgji, duke përfshirë si një element aliazh në çeliqet inox dhe rezistente ndaj nxehtësisë. Shtesat e titanit në lidhjet e aluminit, nikelit dhe bakrit rrisin forcën e tyre. Ai është pjesë përbërëse aliazhet karabit për instrumentet prerëse janë gjithashtu të njohura; Dioksidi i titanit përdoret për veshjen e elektrodave të saldimit. Tetrakloridi i titanit (tetrakloridi) përdoret në luftë për të krijuar ekrane tymi dhe në kohë paqeje për tymosjen e bimëve gjatë ngricave të pranverës.

Në inxhinierinë elektrike dhe radio-inxhinierinë, titani pluhur përdoret si absorbues gazi - kur nxehet në 500°C, titani thith energjikisht gazrat dhe në këtë mënyrë siguron një vakum të lartë në një vëllim të mbyllur.

Titani në disa raste është një material i pazëvendësueshëm në industrinë kimike dhe ndërtimin e anijeve. Përdoret për të bërë pjesë të destinuara për pompimin e lëngjeve agresive, shkëmbyesit e nxehtësisë që funksionojnë në mjedise gërryese dhe pajisje varëse që përdoren për anodizimin e pjesëve të ndryshme. Titani është inert në elektrolitet dhe lëngjet e tjera të përdorura në pllakëzim dhe për këtë arsye është i përshtatshëm për prodhimin e pjesëve të ndryshme të banjove të pllakëzimit. Përdoret gjerësisht në prodhimin e pajisjeve hidrometalurgjike për impiantet e nikel-kobaltit, pasi është shumë rezistent ndaj korrozionit dhe erozionit në kontakt me llumrat e nikelit dhe kobaltit në temperatura dhe presione të larta.

Titani është më rezistenti në mjediset oksiduese. Në mjediset reduktuese, titani korrodohet mjaft shpejt për shkak të shkatërrimit të filmit mbrojtës të oksidit.

Titan teknik dhe lidhjet e tij janë të përshtatshme për të gjitha metodat e njohura të formimit. Ato mund të rrotullohen në gjendje të ftohtë dhe të nxehtë, të stampohen, të shtrëngohen, të vizatohen thellë dhe të ndezen. Titani dhe lidhjet e tij përdoren për të prodhuar shufra, shufra, shirita, profile të ndryshme të mbështjellë, tuba pa tela, tela dhe fletë metalike.

Rezistenca e titanit ndaj deformimit është më e lartë se ajo e çeliqeve strukturorë ose lidhjeve të bakrit dhe aluminit. Titani dhe lidhjet e tij përpunohen me presion në të njëjtën mënyrë si çeliqet inox austenitikë. Më shpesh, titani farkëtohet në 800-1000 ° C. Për të mbrojtur titanin nga ndotja e gazit, trajtimi me ngrohje dhe presion kryhet sa më shpejt që të jetë e mundur. kohë të shkurtër. Për shkak të faktit se në temperatura >500°C hidrogjeni shpërndahet në titan dhe lidhjet e tij me shpejtësi të mëdha, ngrohja kryhet në një atmosferë oksiduese.

Titani dhe lidhjet e tij kanë përpunueshmëri të reduktuar, të ngjashme me çeliqet inox austenitikë. Për të gjitha llojet e prerjeve, rezultatet më të suksesshme arrihen me shpejtësi të ulët dhe thellësi të mëdha prerjeje, si dhe gjatë përdorimit mjet prerës nga çeliqet me shpejtësi të lartë ose lidhjet e forta. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të titanit në temperatura të larta, saldimi kryhet në një atmosferë të gazrave inerte (helium, argon). Në të njëjtën kohë, është e nevojshme të mbroni jo vetëm metalin e shkrirë të saldimit, por të gjitha pjesët shumë të nxehta të produkteve të salduara nga ndërveprimi me atmosferën dhe gazrat.

Disa vështirësi teknologjike lindin në prodhimin e derdhjeve nga titani dhe lidhjet e tij.