Titán. Vegyi elem, szimbólum Ti (lat. Titán, 1795-ben fedezték fel évben, és a Titán című görög eposz hőséről kapta a nevét) . Sorozatszámmal rendelkezik 22, atomtömeg 47,90, sűrűség 4,5 g/cm3, olvadáspont 1668° C, forráspont 3300 °C.

A titán több mint 70 ásvány része, és az egyik legelterjedtebb elem - a földkéregben körülbelül 0,6%. Által kinézet a titán hasonló az acélhoz. A tiszta fém képlékeny, és nyomással könnyen megmunkálható.

A titán két változatban létezik: 882°C-ig módosításkéntα hatszögletű, sűrűn tömörített kristályrácstal és 882 °C felett a módosítás stabilβ testközpontú köbös ráccsal.

A titán a nagy szilárdságot az alacsony sűrűséggel és a magas korrózióállósággal ötvözi. Ennek köszönhetően sok esetben jelentős előnyökkel rendelkezik az olyan alapvető szerkezeti anyagokkal szemben, mint az acél.és alumínium . Számos titánötvözet kétszer olyan erős, mint az acél, sokkal kisebb a sűrűsége és jobb a korrózióállósága. Alacsony hővezető képessége miatt azonban nehezen használható szerkezetekhez és alkatrészekhez, amelyek nagy hőmérséklet-különbség mellett, illetve hőfáradáson dolgoznak. A titán, mint szerkezeti anyag hátrányai közé tartozik a viszonylag alacsony normál rugalmassági modulus.

Mechanikai tulajdonságai nagymértékben függnek a fém tisztaságától és az előző mechanikai és hőkezeléstől. A nagy tisztaságú titán jó műanyag tulajdonságokkal rendelkezik.

A titán jellegzetes tulajdonsága, hogy képes aktívan felszívni a gázokat - oxigént, nitrogént és hidrogént. Ezek a gázok a titánban az ismert határokig oldódnak. Már az oxigén és a nitrogén kis szennyeződései is csökkentik a titán képlékeny tulajdonságait. A hidrogén enyhe hozzákeverése (0,01-0,005%) jelentősen növeli a titán ridegségét.

A titán normál hőmérsékleten levegőben stabil. 400-550 fokra melegítve° A fém oxid-nitrid fóliával van borítva, amely szilárdan a fémen tartja, és megvédi a további oxidációtól. Magasabb hőmérsékleten az oxigén oxidációja és oldódása a titánban megnő.

A titán kölcsönhatásba lép a nitrogénnel 600 °C feletti hőmérsékleten° C nitridfilm képződésével (Ón) és szilárd nitrogénoldatok titánban. A titán-nitrid keménysége nagy, és 2950 °C-on olvad°C.

A titán elnyeli a hidrogént, így szilárd oldatokat és hibrideket képez(TiH és TiH 2 ) . Az oxigéntől és a nitrogéntől eltérően a titánból szinte az összes elnyelt hidrogén eltávolítható vákuumban 1000-1200 °C-on történő hevítéssel.°C.

Szén és széntartalmú gázok ( CO, CH 4 ) reagál a titánnal magas hőmérsékleten (több mint 1000° C) kemény és tűzálló titán-karbid képződésével TiC (olvadáspont: 3140°C ). A szén szennyeződése jelentősen befolyásolja a titán mechanikai tulajdonságait.

A fluor, klór, bróm és jód viszonylagosan kölcsönhatásba lép a titánnal alacsony hőmérsékletek (100-200 ° VAL VEL). Ebben az esetben illékony titán-halogenidek képződnek.

A titán mechanikai tulajdonságai jelentősek több más fémeknél a terhelés mértékétől függ. Ezért a titán mechanikai vizsgálatát szigorúbban szabályozott és rögzített feltételek mellett kell elvégezni, mint más szerkezeti anyagok vizsgálatát.

A titán ütőszilárdsága jelentősen megnövekszik izzításkor 200-300 tartományban° C, más tulajdonságokban nem figyelhető meg észrevehető változás. A titán plaszticitásának legnagyobb növekedését a polimorf átalakulás hőmérsékletét meghaladó hőmérsékletű kioltás és ezt követő temperálás után érjük el.

A tiszta titán nem tartozik a hőálló anyagok közé, mivel szilárdsága meredeken csökken a hőmérséklet emelkedésével.

A titán fontos tulajdonsága, hogy szilárd oldatokat képes képezni légköri gázokkal és hidrogénnel. Amikor a titánt levegőn hevítjük, a felületén a szokásos léptéken kívül egy réteg képződik, amely szilárd oldatból áll.α-Ti (alfitréteg), oxigénnel stabilizálva, melynek vastagsága a hőmérséklettől és a hevítés időtartamától függ. Ennek a rétegnek az átalakulási hőmérséklete magasabb, mint a fő fémrétegé, és az alkatrészek vagy félkész termékek felületén kialakulása rideg törést okozhat.

A titán és a titán alapú ötvözetek magas korrózióállósággal rendelkeznek levegőben, természetes hidegben és melegben friss víz, tengervízben (titánlemezen 10 év tengervízben való tartózkodás után a rozsda nyoma sem jelent meg), valamint lúgok, szervetlen sók, szerves savak és vegyületek oldataiban, még forralva is. A titán korrózióállósága hasonló a króm-nikkel rozsdamentes acélhoz. Nem korrodálódik a tengervízben, ha rozsdamentes acéllal és réz-nikkel ötvözetekkel érintkezik. A titán magas korrózióállósága azzal magyarázható, hogy a felületén sűrű homogén film képződik, amely megvédi a fémet a környezettel való további kölcsönhatástól. Tehát hígítva kénsav (legfeljebb 5%) a titán szobahőmérsékleten stabil. A korróziós sebesség a savkoncentráció növekedésével növekszik, 40%-nál eléri a maximumot, majd 60%-nál minimálisra csökken, 80%-nál eléri a második maximumot, majd ismét csökken.

Híg sósavban (5-10%) szobahőmérsékleten, a titán meglehetősen stabil. A savkoncentráció és a hőmérséklet növekedésével a titán korróziós sebessége gyorsan növekszik. A titán korróziója sósav kis mennyiségű oxidálószer hozzáadásával nagymértékben csökkenthető(HNO 3, KMnO 4, K 2 CrO 4, réz-, vassók). A titán jól oldódik hidrogén-fluoridban. Lúgos oldatokban (legfeljebb 20%-os koncentrációban) hidegen és hevítve a titán stabil.

Szerkezeti anyagként a titánt legszélesebb körben a repülésben, rakétatechnikában, hajóépítésben, műszergyártásban és gépgyártásban használják. A titán és ötvözetei megőrzik nagy szilárdsági jellemzőit magas hőmérsékleten, ezért sikeresen felhasználhatók magas hőmérsékletű hevítésnek kitett alkatrészek gyártására. Tehát a repülőgépek külső részei (motorgondolatok, csűrők, kormányok) és sok más alkatrész és alkatrész az ötvözeteiből készülnek - a motortól a csavarokig és anyákig. Például, ha az acélcsavarokat titánra cserélik az egyik motorban, akkor a motor tömege csaknem 100 kg-mal csökken.

A titán-oxidot a titánfehér előállításához használják. Az ilyen meszeléssel többször nagyobb felületet lehet festeni, mint ugyanannyi ólom vagy cink meszelés. Ezenkívül a titánfehér nem mérgező. A titánt széles körben használják a kohászatban, beleértve a rozsdamentes és hőálló acélok ötvözőelemét. Az alumínium-, nikkel- és rézötvözetekhez hozzáadott titán növeli szilárdságukat. A forgácsoló műszerekhez készült keményötvözetek szerves része, és sikeresek a titánötvözetből készült sebészeti műszerek is. A titán-dioxidot hegesztőelektródák bevonására használják. A titán-tetrakloridot (tetrakloridot) a katonaságban füstszűrők készítésére használják, és külföldön is Békés idő növények füstölésére a tavaszi fagyok idején.

Az elektro- és rádiótechnikában a porított titánt gázelnyelőként használják - 500 ° C-ra melegítve a titán erőteljesen elnyeli a gázokat, és ezáltal nagy vákuumot biztosít zárt térfogatban.

A titán bizonyos esetekben nélkülözhetetlen anyag vegyiparés a hajóépítésben. Ebből készülnek agresszív folyadékok szivattyúzására szolgáló alkatrészek, korrozív környezetben működő hőcserélők, különböző alkatrészek eloxálására használt felfüggesztő szerkezetek. A titán közömbös az elektrolitokban és más galvanizálási folyadékokban, ezért alkalmas galvanizáló fürdők különböző részeinek gyártására. Széles körben használják nikkel-kobalt üzemek hidrometallurgiai berendezéseinek gyártásában, mivel magas hőmérsékleten és nyomáson nagy a korrózióval és erózióval szembeni ellenálló képessége a nikkel- és kobalt-iszapokkal.

A titán a legstabilabb oxidáló környezetben. A redukáló közegekben a titán meglehetősen gyorsan korrodál a védő oxidfilm tönkremenetele miatt.

A műszaki titán és ötvözetei alkalmasak minden ismert nyomáskezelési módszerre. Hideg és meleg állapotban hengerelhetők, bélyegezhetők, préselhetők, mélyhúzhatók, kiszélesíthetők. A titánból és ötvözeteiből rudakat, rudakat, szalagokat, különféle hengerelt profilokat, varrat nélküli csöveket, huzalt és fóliát nyernek.

A titán deformációs ellenállása nagyobb, mint a szerkezeti acéloké vagy a réz- és alumíniumötvözeteké. A titánt és ötvözeteit az ausztenites rozsdamentes acélokhoz hasonlóan nyomással dolgozzák fel. A titánt leggyakrabban 800-1000 °C-on kovácsolják. A titán gázszennyeződéstől való védelme érdekében a lehető leghamarabb hevítési és nyomáskezelést kell végezni. egy kis idő. Tekintettel arra, hogy 500 °C feletti hőmérsékleten a hidrogén nagy sebességgel diffundál a titánba és ötvözeteibe, a melegítést oxidáló atmoszférában végzik.

A titán és ötvözetei az ausztenites minőségű rozsdamentes acélokhoz hasonlóan csökkentett megmunkálhatósággal rendelkeznek. Minden típusú vágásnál a legsikeresebb eredményeket alacsony sebességnél és nagy mélység vágásnál, valamint gyorsacélból vagy keményötvözetekből készült vágószerszám használatakor. A titán magas kémiai aktivitása miatt magas hőmérsékleten inert gázok (hélium, argon) atmoszférájában hegesztik. Ugyanakkor nemcsak az olvadt hegesztési fémet kell megvédeni a légkörrel és a gázokkal való kölcsönhatástól, hanem a hegesztendő termékek minden erősen melegített részét.

A titánból és ötvözeteiből készült öntvények előállítása során technológiai nehézségek merülnek fel.

Az űrhódítók tiszteletére készült emlékművet 1964-ben állították fel Moszkvában. Közel hét évbe telt (1958-1964) ennek az obeliszknek a megtervezése és megépítése. A szerzőknek nem csak építészeti és művészeti, hanem azt is meg kellett oldaniuk műszaki feladatokat. Az első ezek közül az anyagok kiválasztása volt, beleértve a burkolatot is. Hosszas kísérletezés után fényesre csiszolt titánlapokra telepedtek.

Valójában a titán számos tulajdonságában, és mindenekelőtt korrózióállóságában felülmúlja a fémek és ötvözetek túlnyomó részét. Néha (főleg a népszerű irodalomban) a titánt örök fémnek nevezik. De először beszéljünk ennek az elemnek a történetéről.

Oxidált vagy nem oxidált?

1795-ig a 22. számú elemet "menakin"-nak hívták. Így nevezte el 1791-ben William Gregor angol kémikus és mineralógus, aki új elemet fedezett fel a menakanit ásványban (ne keresse ezt a nevet a modern ásványtani kézikönyvekben - a menakanitot is átnevezték, most ilmenitnek hívják).

Négy évvel Gregor felfedezése után Martin Klaproth német kémikus egy másik ásványban – a rutilban – új kémiai elemet fedezett fel, és Titánia elf királynő tiszteletére titánnak nevezte el (germán mitológia).

Egy másik változat szerint az elem neve a titánoktól, a föld istennőjének - Gaia (görög mitológia) - hatalmas fiaitól származik.

1797-ben kiderült, hogy Gregor és Klaproth ugyanazt az elemet fedezte fel, és bár Gregor ezt korábban is megtette, az új elemre a Klaproth által neki adott nevet hozták létre.

De sem Gregornak, sem Klaprothnak nem sikerült megszereznie az elementált titán. Az általuk izolált fehér kristályos por titán-dioxid TiO 2 volt. Helyezze vissza ezt az oxidot, izoláljon belőle tiszta fémet hosszú ideje egyik vegyésznek sem sikerült.

1823-ban W. Wollaston angol tudós arról számolt be, hogy a Merthyr Tydville-i üzem kohászati ​​salakjaiban felfedezett kristályok nem más, mint tiszta titán. 33 évvel később pedig a híres német kémikus, F. Wöhler bebizonyította, hogy ezek a kristályok ismét titánvegyületek, ezúttal fémszerű karbonitridek.

Sok éven át azt hitték, hogy a fém A titánt először Berzelius szerezte 1825-ben. a kálium-fluorotitanát redukciója fémnátriummal. Ma azonban a titán és a Berzelius által nyert termék tulajdonságait összehasonlítva kijelenthető, hogy a Svéd Tudományos Akadémia elnöke tévedett, mert a tiszta titabnum gyorsan oldódik a hidrogén-fluoridban (ellentétben sok más savval), és Berzelius fémes titán sikeresen ellenállt a hatásának.

Valójában a Ti-t először csak 1875-ben szerezte meg D. K. Kirillov orosz tudós. Ennek a munkának az eredményeit a Titán kutatása című brosúrája tette közzé. De egy kevéssé ismert orosz tudós munkája észrevétlen maradt. További 12 év elteltével egy meglehetősen tiszta terméket - körülbelül 95% titánt - szereztek Berzelius honfitársai, a híres vegyészek, L. Nilsson és O. Peterson, akik a titán-tetrakloridot nátrium-fémmel redukálták egy acél hermetikus bombában.

1895-ben A. Moissan francia kémikus ívkemencében szénnel redukálta a titán-dioxidot, és a kapott anyagot kétszeres finomításnak vetette alá, és csak 2% szennyeződést, főleg szenet tartalmazó titánt kapott. Végül 1910-ben M. Hunter amerikai kémikus Nilsson és Peterson módszerét továbbfejlesztve több gramm titánt tudott előállítani, körülbelül 99%-os tisztasággal. Ezért a legtöbb könyvben a fémes titán megszerzésének elsőbbségét Hunternek tulajdonítják, nem pedig Kirillovnak, Nilsonnak vagy Moissannak.

Azonban sem Hunter, sem kortársai nem jósoltak nagy jövőt a titánnak. Csak néhány tized százaléknyi szennyeződést tartalmazott a fém, de ezek a szennyeződések törékennyé, törékennyé, megmunkálásra alkalmatlanná tették a titánt. Ezért néhány titánvegyület korábban talált alkalmazást, mint maga a fém. A titán-tetrakloridot például széles körben használták az elsőben világháború füstszűrők létrehozásához.

22. sz. az orvostudományban

1908-ban az USA-ban és Norvégiában a fehéret nem ólom- és cinkvegyületekből kezdték előállítani, mint korábban, hanem titán-dioxidból. Az ilyen meszeléssel többször nagyobb felületet lehet festeni, mint ugyanannyi ólom vagy cink meszelés. Ezenkívül a titánfehérnek nagyobb a visszaverő képessége, nem mérgezőek és nem sötétednek el hidrogén-szulfid hatására. Az orvosi szakirodalomban olyan esetet írnak le, amikor egy ember egyszerre 460 g titán-dioxidot „bevett”! (Kíváncsi vagyok, mivel keverte össze?) A titán-dioxid "szerelmese" nem tapasztalt fájdalmas érzéseket. A TiO 2 egyes gyógyszerek, különösen a bőrbetegségek elleni kenőcsök része.

Azonban nem az orvostudomány, hanem a festék- és lakkipar fogyaszt legnagyobb mennyiségben TiO 2. Ennek a vegyületnek a világtermelése messze meghaladta az évi félmillió tonnát. A titán-dioxid alapú zománcokat széles körben használják fém és fa védő- és dekorációs bevonataiként a hajógyártásban, az építőiparban és a gépészetben. Ugyanakkor jelentősen megnő a szerkezetek és alkatrészek élettartama. A titánfehéret szövetek, bőr és egyéb anyagok festésére használják.

Ti az iparban

A titán-dioxid porcelánmasszák, tűzálló üvegek, kerámia anyagok nagy dielektromos állandóval. Szilárdságot és hőállóságot növelő töltőanyagként a gumikeverékekbe kerül. A háttérben azonban a titánvegyületek összes előnye jelentéktelennek tűnik egyedi tulajdonságok tiszta fém titán.

elemi titán

1925-ben a holland tudósok van Arkel és de Boer nagy tisztaságú - 99,9%-os - titánt nyertek jodid módszerrel (erről bővebben lentebb). A Hunter által beszerzett titántól eltérően plaszticitása volt: hidegen kovácsolható, lapokká, szalagokká, drótokká tekerhető, sőt a legvékonyabb fólia is. De még csak nem is ez a fő. A fémes titán fizikai-kémiai tulajdonságainak tanulmányozása szinte fantasztikus eredményekhez vezetett. Kiderült például, hogy a titán, amely majdnem kétszer olyan könnyű, mint a vas (a titán sűrűsége 4,5 g/cm3), szilárdságában sok acélt felülmúl. Az alumíniummal való összehasonlítás is a titán javára alakult: a titán mindössze másfélszer nehezebb, mint az alumínium, de hatszor erősebb, és ami a legfontosabb, 500 ° C-ig megőrzi szilárdságát (és hozzáadásával). ötvözőelemek - 650 °C-ig), míg az alumínium- és magnéziumötvözetek szilárdsága már 300 °C-on meredeken csökken.

A titán keménysége is jelentős: 12-szer keményebb, mint az alumínium, 4-szer keményebb, mint a vas és a réz. A fém másik fontos jellemzője a folyáshatár. Minél magasabb, annál jobban ellenállnak ennek a fémnek a részei az üzemi terhelésnek, annál tovább megtartják alakjukat és méretüket. A titán folyáshatára közel 18-szor nagyobb, mint az alumíniumé.

A legtöbb fémtől eltérően a titánnak jelentős elektromos ellenállása van: ha az ezüst elektromos vezetőképességét 100-nak vesszük, akkor a réz elektromos vezetőképessége 94, az alumíniumé 60, a vasé és a platinaé 15, a titáné pedig csak 3,8. Aligha kell magyarázni, hogy ez a tulajdonság, akárcsak a titán nem mágneses természete, a rádióelektronika és az elektrotechnika számára érdekes.

A titán figyelemre méltó korrózióállósága. Az ebből a fémből készült lemezen 10 évig a tengervízben nem voltak korróziós nyomok. Titán ötvözetekből készült rotorok modern nehézhelikopterek. A szuperszonikus repülőgépek kormányai, csűrői és néhány más kritikus alkatrésze is ezekből az ötvözetekből készül. Manapság számos vegyiparban titánból készült teljes készülékek és oszlopok találhatók.

Hogyan nyerik a titánt?

Ár - ez az, ami még lassítja a titán termelését és fogyasztását. Valójában a magas költség nem a titán veleszületett hibája. Nagyon sok van belőle a földkéregben - 0,63%. A titán még mindig magas ára annak a következménye, hogy nehéz kivonni az ércekből. Ennek magyarázata a titán sok elemhez való nagy affinitása és a természetes vegyületeiben lévő kémiai kötések erőssége. Ebből adódik a technológia összetettsége. Így néz ki a titángyártás magnézium-termikus módszere, amelyet V. Kroll amerikai tudós dolgozott ki 1940-ben.

A titán-dioxidot klórral (szén jelenlétében) titán-tetrakloriddá alakítják:

HO 2 + C + 2CI 2 → HCI 4 + CO 2.

A folyamat aknás elektromos kemencékben zajlik 800-1250°C-on. Egy másik lehetőség a klórozás az alkálifém-sók NaCl és KCl olvadékában Következő művelet(ugyanúgy fontos és időigényes) - a TiCl 4 tisztítása a szennyeződésektől - történik különböző utakés anyagok. Titán-tetraklorid benne normál körülmények között 136°C forráspontú folyadék.

Könnyebb megszakítani a titán kötését klórral, mint oxigénnel. Ezt magnéziummal a reakcióval meg lehet tenni

TiCl 4 + 2Mg → T + 2MgCl 2.

Ez a reakció acélreaktorokban megy végbe 900 °C-on. Az eredmény egy úgynevezett titán szivacs, amelyet magnéziummal és magnézium-kloriddal impregnáltak. Zárt vákuumkészülékben 950 °C-on elpárologtatják, majd a titánszivacsot szinterezik vagy tömör fémmé olvasztják.

A fémes titán előállítására szolgáló nátrium-termikus módszer elvileg nem sokban különbözik a magnézium-termikus módszertől. Ez a két módszer a legelterjedtebb az iparban. A tisztább titán előállításához továbbra is a van Arkel és de Boer által javasolt jodid módszert alkalmazzák. A metalloterm titán szivacsot TiI 4 jodiddá alakítják, amelyet ezután vákuumban szublimálnak. Útközben a titap-jodid gőze 1400 °C-ra melegített titánhuzallal találkozik. Ebben az esetben a jodid lebomlik, és egy tiszta titán réteg nő a huzalon. Ez a titángyártási módszer nem hatékony és költséges, ezért az iparban nagyon korlátozott mértékben alkalmazzák.

A titángyártás munka- és energiaintenzitása ellenére mára az egyik legjelentősebb színesfém-kohászati ​​alágazattá vált. A világ titántermelése nagyon gyors ütemben fejlődik. Ezt akár a nyomtatásba kerülő töredékes információk alapján is meg lehet ítélni.

Ismeretes, hogy 1948-ban még csak 2 tonna titánt olvasztottak ki a világon, 9 év múlva pedig már 20 ezer tonnát.Ez azt jelenti, hogy 1957-ben 20 ezer tonna titánt tett ki az összes ország, 1980-ban pedig csak az USA fogyasztott. 24,4 ezer tonna titán... Újabban úgy tűnik, a titánt ritka fémnek nevezték - ma a legfontosabb szerkezeti anyag. Ezt egyetlen dolog magyarázza: egy ritka kombináció hasznos tulajdonságait 22. számú elem. És természetesen a technológia igényei.

A titán, mint szerkezeti anyag szerepe, amely a nagy szilárdságú ötvözetek alapja a légi közlekedésben, a hajógyártásban és a rakétagyártásban, gyorsan növekszik. A világon megolvasztott titán nagy része ötvözetekbe kerül. A repülési iparban széles körben ismert ötvözet, amely 90% titánból, 6% alumíniumból és 4% vanádiumból áll. 1976-ban az amerikai sajtó egy új, ugyanerre a célra szolgáló ötvözetről számolt be: 85% titán, 10% vanádium, 3% alumínium és 2% vas. Azt állítják, hogy ez az ötvözet nemcsak jobb, hanem gazdaságosabb is.

Általában a titánötvözetek sok elemet tartalmaznak, egészen a platináig és a palládiumig. Ez utóbbiak (0,1-0,2%-os mennyiségben) növelik a titánötvözetek amúgy is magas vegyszerállóságát.

A titán szilárdságát olyan "ötvöző adalékok" is növelik, mint a nitrogén és az oxigén. De az erővel együtt növelik a titán keménységét, és ami a legfontosabb, ridegségét, ezért tartalmuk szigorúan szabályozott: az ötvözetben legfeljebb 0,15% oxigén és 0,05% nitrogén megengedett.

Annak ellenére, hogy a titán drága, olcsóbb anyagokkal való helyettesítése sok esetben gazdaságilag életképesnek bizonyul. Íme egy tipikus példa. A rozsdamentes acélból készült vegyi készülék háza 150 rubel, a titánötvözeté pedig 600 rubel. Ugyanakkor egy acélreaktor csak 6 hónapig szolgál, a titán reaktor pedig 10 évig. Ha hozzáadjuk az acélreaktorok cseréjének költségeit, a berendezések kényszerleállását – nyilvánvalóvá válik, hogy a drága titán használata jövedelmezőbb lehet, mint az acél.

A kohászatban jelentős mennyiségű titánt használnak fel. Acélok és egyéb ötvözetek százai vannak, amelyek ötvöző adalékként titánt tartalmaznak. Bevezetik a fémek szerkezetének javítására, a szilárdság és a korrózióállóság növelésére.

Egyes nukleáris reakcióknak szinte abszolút űrben kell végbemenniük. A higanyszivattyúkkal a ritkulás akár a légkör több milliárdod részét is előidézheti. De ez nem elég, és a higanyszivattyúk nem képesek többre. A levegő további szivattyúzását speciális titánszivattyúk végzik. Sőt, annak elérése érdekében nagyobb vákuum finoman diszpergált titánt permeteznek a kamra belső felületére, ahol a reakciók végbemennek.

A titánt gyakran a jövő fémének nevezik. A tények, amelyekkel a tudomány és a technológia már rendelkezésükre áll, meggyőznek bennünket arról, hogy ez nem teljesen igaz – a titán már a jelen fémjévé vált.

Perovskit és szfén. Ilmenit - vas-metatitanát FeTiO 3 - 52,65% TiO 2 -t tartalmaz. Ennek az ásványnak a neve annak a ténynek köszönhető, hogy az Urálban, az Ilmensky-hegységben találták. Az ilmenit homok legnagyobb lerakódásai Indiában találhatók. Egy másik fontos ásvány, a rutil, a titán-dioxid. A titanomagnetitok ipari jelentőségűek is - az ilmenit és a vas ásványi anyagok természetes keveréke. A Szovjetunióban, az USA-ban, Indiában, Norvégiában, Kanadában, Ausztráliában és más országokban gazdag titánérc-lelőhelyek találhatók. Nem is olyan régen a geológusok új titántartalmú ásványt fedeztek fel a Bajkál északi régiójában, amelyet L. D. Landau szovjet fizikus akadémikus tiszteletére landauite-nak neveztek el. Összesen a földgömb több mint 150 jelentős titánérc- és titánlelőhely ismeretes.

- az időszak 4. csoportjának 4. eleme. Az átmenetifém bázikus és savas tulajdonságokat is mutat, meglehetősen elterjedt a természetben - 10. hely. A nemzetgazdaság szempontjából legérdekesebb a nagy fémkeménység és a könnyűség kombinációja, amely nélkülözhetetlen eleme a repülőgépiparnak. Ez a cikk elmondja Önnek a titán fém jelölését, ötvözését és egyéb tulajdonságait, általános leírást és Érdekes tények róla.

Megjelenésében a fém leginkább az acélra hasonlít, de mechanikai tulajdonságai magasabbak. Ugyanakkor a titánt kis tömege jellemzi - 22 molekulatömeg. Az elem fizikai tulajdonságait meglehetősen jól tanulmányozták, de ezek erősen függnek a fém tisztaságától, ami jelentős eltérésekhez vezet.

Ráadásul a sajátos Kémiai tulajdonságok. A titán ellenáll a lúgoknak, salétromsavnak, ugyanakkor heves kölcsönhatásba lép száraz halogénekkel, magasabb hőmérsékleten pedig oxigénnel és nitrogénnel. Még rosszabb, hogy még szobahőmérsékleten is elkezdi felszívni a hidrogént, ha van aktív felület. Az olvadékban pedig olyan intenzíven szívja fel az oxigént és a hidrogént, hogy az olvasztást vákuumban kell végrehajtani.

A fizikai jellemzőket meghatározó másik fontos jellemző az állapot 2 fázisának megléte.

• Alacsony hőmérséklet- Az α-Ti hatszögletű, szorosan tömörített ráccsal rendelkezik, az anyag sűrűsége 4,55 g / cu. cm (20 C-on).
• magas hőmérsékletű- A β-Ti-t testközpontú köbös rács jellemzi, a fázissűrűség rendre kisebb - 4,32 g / cu. lásd (900 C-on).

Fázisátmeneti hőmérséklet - 883 C.

Normál körülmények között a fémet védő oxidfilm borítja. Ennek hiányában a titán nagy veszélyt jelent. Tehát a titánpor felrobbanhat, egy ilyen villanás hőmérséklete 400 C. A titánforgács tűzveszélyes anyag, és különleges környezetben tárolják.

Az alábbi videó a titán szerkezetéről és tulajdonságairól szól:

A titán tulajdonságai és jellemzői

A titán ma a legtartósabb az összes létező műszaki anyag közül, ezért a beszerzési nehézségek és a magas biztonsági követelmények ellenére meglehetősen széles körben használják. Az elem fizikai jellemzői meglehetősen szokatlanok, de nagymértékben függnek a tisztaságtól. Így a tiszta titánt és ötvözeteit aktívan használják a rakéta- és repülőgépiparban, míg a műszaki titán alkalmatlan, mert a szennyeződések miatt veszít szilárdságából magas hőmérsékleten.

fém sűrűsége

Az anyag sűrűsége a hőmérséklet és a fázis függvényében változik.

• 0 és olvadáspont közötti hőmérsékleten 4,51-ről 4,26 g / cu-ra csökken. cm, és a fázisátalakulás során 0,15%-kal növeled, majd ismét csökkented.
• A folyékony fém sűrűsége 4,12 g/cu. cm, majd a hőmérséklet emelkedésével csökken.

Olvadáspont és forráspont

A fázisátalakulás a fém összes tulajdonságát olyan tulajdonságokra választja szét, amelyeket az α- és β-fázisok mutathatnak. Tehát a 883 C-ig terjedő sűrűség az α-fázis tulajdonságaira, az olvadáspont és a forráspont a β-fázis paramétereire utal.

• A titán olvadáspontja (fokban) 1668+/-5 C;
• A forráspont eléri a 3227 C-ot.

A titán égését ez a videó tárgyalja:

Mechanikai jellemzők

A titán körülbelül 2-szer erősebb, mint a vas és 6-szor erősebb, mint az alumínium, ezért olyan értékes szerkezeti anyag. A kitevők az α-fázis tulajdonságaira vonatkoznak.

• Az anyag szakítószilárdsága 300-450 MPa. A mutató 2000 MPa-ra növelhető néhány elem hozzáadásával, valamint igénybevételével különleges bánásmód- keményedés és öregedés.

Érdekes módon a titán még a legalacsonyabb hőmérsékleten is megőrzi nagy fajlagos szilárdságát. Ezenkívül a hőmérséklet csökkenésével a hajlítószilárdság nő: +20 C-on a mutató 700 MPa, és -196 - 1100 MPa.

• A fém rugalmassága viszonylag alacsony, ami az anyag jelentős hátránya. Rugalmassági modulus at normál körülmények között 110,25 GPa. Ezenkívül a titánt anizotrópia jellemzi: a rugalmasság különböző irányokban eltérő értéket ér el.
• Az anyag keménysége a HB skálán 103. Ráadásul ezt a mutatót átlagolják. A fém tisztaságától és a szennyeződések természetétől függően a keménység nagyobb is lehet.
• A feltételes folyáshatár 250-380 MPa. Minél magasabb ez a mutató, az anyag termékei annál jobban ellenállnak a terhelésnek, és annál jobban ellenállnak a kopásnak. A titán indexe 18-szor haladja meg az alumíniumét.

Más, azonos rácsos fémekkel összehasonlítva a fém nagyon megfelelő hajlékonysággal és alakíthatósággal rendelkezik.

Hőkapacitás

A fémet alacsony hővezető képesség jellemzi, ezért az érintett területeken - például termoelektródák gyártását nem használják.

• Hővezető képessége 16,76 l, W / (m × fok). Ez 4-szer kevesebb, mint a vas és 12-szer kevesebb, mint a vas.
• De a titán hőtágulási együtthatója normál hőmérsékleten elhanyagolható, és a hőmérséklet emelkedésével növekszik.
• A fém hőkapacitása 0,523 kJ/(kg K).

Elektromos jellemzők

Ahogy az lenni szokott, az alacsony hővezetőképesség alacsony elektromos vezetőképességhez vezet.

• A fém elektromos ellenállása nagyon magas - normál körülmények között 42,1·10 -6 ohm·cm. Ha az ezüst vezetőképességét 100%-nak tekintjük, akkor a titán vezetőképessége 3,8% lesz.
• A titán egy paramágnes, vagyis nem mágnesezhető a mezőben, mint a vas, hanem ki is tolható a mezőből, mivel nem. Ez a tulajdonság lineárisan csökken a hőmérséklet csökkenésével, de a minimum átlépése után valamelyest nő. A fajlagos mágneses szuszceptibilitás 3,2 10 -6 G -1. Meg kell jegyezni, hogy a szuszceptibilitás, valamint a rugalmasság anizotrópiát képez, és az iránytól függően változik.

3,8 K hőmérsékleten a titán szupravezetővé válik.

Korrozióállóság

Normál körülmények között a titán nagyon magas korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik. Levegőben 5-15 mikron vastagságú titán-oxid réteg borítja, amely kiváló kémiai tehetetlenséget biztosít. A fém nem korrodálódik levegőben, tengeri levegőben, tengervízben, nedves klórban, klóros vízben és számos más technológiai megoldásban és reagensben, ami nélkülözhetetlenné teszi az anyagot a vegyiparban, papír-, olajiparban.

A hőmérséklet emelkedésével vagy a fém erős csiszolásával a kép drámaian megváltozik. A fém szinte az összes légkört alkotó gázzal reakcióba lép, és folyékony halmazállapotban el is nyeli azokat.

Biztonság

A titán az egyik biológiailag leginertebb fém. Az orvostudományban protézisek gyártására használják, mivel ellenáll a korróziónak, könnyű és tartós.

A titán-dioxid nem olyan biztonságos, bár sokkal gyakrabban használják - például a kozmetikai és élelmiszeriparban. Egyes jelentések szerint – UCLA, Robert Shistle patológiaprofesszor kutatása – a titán-dioxid nanorészecskék hatással vannak a genetikai apparátusra, és hozzájárulhatnak a rák kialakulásához. Sőt, az anyag nem hatol be a bőrön, így a dioxidot tartalmazó fényvédő krémek használata nem jelent veszélyt, de a szervezetbe - ételfestékekkel, biológiai kiegészítőkkel - kerülő anyag veszélyes lehet.

A titán egyedülállóan erős, kemény és könnyű fém, nagyon érdekes kémiai és fizikai tulajdonságokkal. Ez a kombináció olyan értékes, hogy még a titán olvasztásával és finomításával kapcsolatos nehézségek sem állítják meg a gyártókat.

Ez a videó megmutatja, hogyan lehet megkülönböztetni a titánt az acéltól:

Titán - fém tündérek. Az elemet legalábbis ezek királynőjéről nevezték el mítikus teremtmények. Titania, mint minden rokona, légiességgel tűnt ki.

A tündérek nem csak szárnyakkal tudnak repülni, hanem kis súllyal is. A titán is könnyű. Az elem sűrűsége a legkisebb a fémek között. Itt ér véget a tündérekhez való hasonlóság, és kezdődik a tiszta tudomány.

Vegyi és fizikai tulajdonságok titán

A titán egy elem ezüstös-fehér színű, kifejezett csillogással. A fém fénypontjaiban rózsaszín, kék és piros látható. A szivárvány összes színében csillogó, a 22. elem jellegzetessége.

Kisugárzása mindig fényes, mert titán ellenálló a korrózióhoz. Az anyagot oxidfilm védi tőle. Normál hőmérsékleten képződik a felületen.

Ennek eredményeként a fémkorrózió nem szörnyű sem levegőben, sem vízben, sem például a legtöbb agresszív környezetben. Így nevezték a kémikusok a koncentrált és savak keverékét.

A 22. elem 1660 Celsius fokon olvad. Kiderül, titán - színesfém tűzálló csoport. Az anyag égni kezd, mielőtt megpuhulna.

1200 fokon fehér láng jelenik meg. Az anyag forráspontja 3260 Celsius. Egy elem megolvadása viszkózussá teszi. Speciális reagenseket kell használni, amelyek megakadályozzák a ragadást.

Ha a fém folyékony tömege viszkózus és ragadós, akkor a por alakú titán robbanásveszélyes. Ahhoz, hogy a "bomba" működjön, elegendő 400 Celsius-fokra melegíteni. Fogadás hőenergia, az elem rosszul közvetíti.

A titánt szintén nem használják elektromos vezetőként. Az anyagot azonban erőssége miatt értékelik. Alacsony sűrűségével és súlyával együtt számos iparágban hasznos.

Kémiailag a titán meglehetősen aktív. Így vagy úgy, a fém kölcsönhatásba lép a legtöbb elemmel. Kivételek: - inert gázok, , nátrium, kálium, , kalcium és .

A titánnal szemben közömbös anyagok ilyen kis mennyisége megnehezíti a tiszta elem megszerzésének folyamatát. Nem könnyű előállítani és titán fémötvözetek. Az iparosok azonban megtanulták ezt. A 22. anyagon alapuló keverékek gyakorlati felhasználása túl magas.

Titán alkalmazása

Repülőgépek és rakéták összeszerelése – itt jön először jól titán. Vásároljon fémet szükséges a hajótest hőállóságának és hőállóságának növeléséhez. Hőállóság - ellenáll a magas hőmérsékletnek.

Ezek például elkerülhetetlenek egy rakéta légkörben történő gyorsításakor. A hőállóság az ötvözet mechanikai tulajdonságainak többségének megőrzése „tüzes” körülmények között. Vagyis a titánnál az alkatrészek teljesítményjellemzői nem változnak a környezeti feltételektől függően.

A 22. fém korrózióállósága is jól jön. Ez a tulajdonság nem csak a gépgyártásban fontos. Az elem lombikokba és egyéb kémiai laboratóriumok edényeibe kerül, ékszerek alapanyagává válik.

Az alapanyagok nem olcsók. A költségeket azonban minden iparágban megtérül a titántermékek élettartama, eredeti megjelenésük megőrzése.

Szóval, egy sor étel a szentpétervári cégtől "Neva" "Metal Titan A PK" lehetővé teszi fémkanalak használatát sütéskor. Elpusztítanák a teflont, megkarcolnák. A titán bevonatot nem érintik az acél és az alumínium támadásai.

Ez egyébként az ékszerekre is vonatkozik. Az aranyból készült gyűrű könnyen megkarcolható. A titán modellek évtizedekig simák maradnak. Ezért a 22. elemet a jegygyűrűk alapanyagaként kezdték tekinteni.

Pan "Titan Metal" könnyű, mint az edények teflonnal. A 22. elem csak valamivel nehezebb az alumíniumnál. Ez nem csak a könnyűipar képviselőit, hanem az autóipari szakembereket is megihlette. Nem titok, hogy az autók rengeteg alumínium alkatrészt tartalmaznak.

Szükségesek a szállítás tömegének csökkentése érdekében. De a titán erősebb. A reprezentatív autók tekintetében az autóipar szinte teljesen átállt a 22. fém használatára.

A titánból és ötvözeteiből készült alkatrészek 30%-kal csökkentik a belső égésű motor tömegét. A tok is enyhült, azonban az ár nő. Az alumínium még mindig olcsóbb.

Cég "Neva Metal Titan", vélemények amelyről általában pluszjel marad, edényeket gyárt. Az autóipari márkák titánt használnak az autókhoz. gyűrűk, fülbevalók és karkötők formáját adja az elemnek. Ebben az átutalássorozatban nincs elég egészségügyi cég.

A 22. fém a protézisek és sebészeti műszerek alapanyaga. A termékeknek szinte nincsenek pórusai, így könnyen sterilizálhatók. Ezenkívül a titán könnyű lévén hatalmas terhelésnek is ellenáll. Mi kell még, ha például a térdszalagok helyett idegen részt helyeznek el?

A pórusok hiányát az anyagban a sikeres vendéglátósok értékelik. Fontos a sebész szikék tisztasága. De fontos a szakácsok munkafelületének tisztasága is. Az élelmiszerek biztonsága érdekében titán asztalokon vágják és párolják.

Nem karcolódnak és könnyen tisztíthatók. A középszintű létesítmények általában acél edényeket használnak, de minőségükben gyengébbek. Ezért a Michelin-csillagos éttermekben a berendezés titán.

Titán bányászat

Az elem a 20 leggyakoribb elem közé tartozik a Földön, és pontosan a rangsor közepén található. A bolygókéreg tömege szerint a titántartalom 0,57%. Egy liter tengervízben 0,001 milligramm 24. fém található. Az elem palák és agyagok tonnánként 4,5 kilogrammot tartalmaznak.

A savas, azaz szilícium-dioxidban gazdag kőzetekben a titán 2,3 kilogramm ezreléket tesz ki. A magmából képződött főbb lerakódásokban a 22. fém körülbelül 9 kiló/tonna. A legkevesebb titán a 30%-os szilícium-dioxid tartalmú ultrabázikus kőzetekben van elrejtve – 1000 kilogramm alapanyagonként 300 gramm.

A természetben való elterjedtsége ellenére tiszta titán nem található benne. A 100%-os fém előállításához annak joditja volt az anyag. Az anyag hőbontását Arkel és De Boer végezte. Ezek holland vegyészek. A kísérlet 1925-ben sikeres volt. Az 1950-es években megkezdődött a tömeggyártás.

A kortársak általában a titánt a dioxidból vonják ki. Ez egy rutil nevű ásvány. Ebben van a legkevesebb idegen szennyeződés. Úgy néznek ki, mint a titanit és.

Az ilmenit ércek feldolgozásakor salak marad. Ő az, aki anyagul szolgál a 22. elem megszerzéséhez. A kijáratnál porózus. Vákuumos kemencékben másodlagos újraolvasztást kell végeznünk, hozzáadásával.

Titán-dioxiddal végzett munka során magnéziumot és klórt adnak hozzá. A keveréket vákuumkemencében melegítjük. A hőmérsékletet addig emeljük, amíg az összes felesleges elem el nem párolog. A tartályok alján marad tiszta titán. A módszert magnézium termikusnak nevezik.

Kidolgozásra került a hidrid-kalcium módszer is. Elektrolízisen alapul. Jelenlegi nagy szilárdságú lehetővé teszi a fém-hidrid titánra és hidrogénre történő szétválasztását. Továbbra is alkalmazzák az elem kivonására szolgáló, 1925-ben kifejlesztett joditos módszert. A 21. században azonban ez a legidőigényesebb és legdrágább, ezért kezd feledésbe merülni.

Titán ára

Tovább fém titán ára kilogrammonként beállított. 2016 elején ez körülbelül 18 amerikai dollár. Világpiac a 22. elem számára Tavaly elérte a 7 000 000 tonnát. A legnagyobb beszállítók Oroszország és Kína.

Ez a bennük feltárt és fejlesztésre alkalmas tartalékoknak köszönhető. 2015 második felében a titán és a lemezek iránti kereslet hanyatlásnak indult.

A fémet huzal, különféle alkatrészek, például csövek formájában is értékesítik. Sokkal olcsóbbak, mint a részvényárak. De mérlegelnie kell, mi van a veretlenben tiszta titán, és az ezen alapuló ötvözetek a termékekben használatosak.

A periódusos rendszerben a titán kémiai elemet Ti (Titanium) néven jelölik, és a IV. csoport oldalsó alcsoportjában, a 4. periódusban, a 22-es rendszám alatt található. Ez egy ezüstös-fehér szilárd fém, amely a egy nagy számásványok. Titánt vásárolhat weboldalunkon.

A titánt a 18. század végén fedezték fel angliai és német vegyészek, William Gregor és Martin Klaproth, egymástól függetlenül, hat év különbséggel. Martin Klaproth volt az, aki a titánok (hatalmas, erős, halhatatlan lények) ókori görög karaktereinek tiszteletére adta az elem nevét. Mint kiderült, a név prófétikussá vált, de az emberiségnek még több mint 150 évbe telt, hogy megismerje a titán összes tulajdonságát. Csak három évtizeddel később sikerült megszerezni az első fém titánmintát. Akkoriban törékenysége miatt gyakorlatilag nem használták. 1925-ben egy sor kísérlet után Van Arkel és De Boer vegyészek tiszta titánt nyertek jód módszerrel.

A fém értékes tulajdonságai miatt a mérnökök és a tervezők azonnal felhívták rá a figyelmet. Igazi áttörés volt. 1940-ben Kroll kifejlesztett egy magnézium-termikus módszert titán ércből történő előállítására. Ez a módszer ma is aktuális.

Fizikai és mechanikai tulajdonságok

A titán meglehetősen tűzálló fém. Olvadáspontja 1668±3°C. E mutató szerint rosszabb az olyan fémeknél, mint a tantál, volfrám, rénium, nióbium, molibdén, tantál, cirkónium. A titán egy paramágneses fém. Mágneses térben nincs mágnesezve, de nem is nyomják ki belőle. 2. kép
A titán alacsony sűrűségű (4,5 g/cm³) és nagy szilárdságú (akár 140 kg/mm²). Ezek a tulajdonságok gyakorlatilag nem változnak magas hőmérsékleten. Több mint 1,5-szer nehezebb, mint az alumínium (2,7 g/cm³), de 1,5-szer könnyebb a vasnál (7,8 g/cm³). Által mechanikai tulajdonságok a titán sokkal jobb, mint ezek a fémek. Szilárdság tekintetében a titán és ötvözetei egyenrangúak számos ötvözött acél minőségével.

A korrózióállóság szempontjából a titán nem rosszabb, mint a platina. A fém kiválóan ellenáll a kavitációs körülményeknek. A titán alkatrész aktív mozgása során folyékony közegben keletkező légbuborékok gyakorlatilag nem pusztítják el.

Ez egy tartós fém, amely ellenáll a törésnek és a képlékeny deformációnak. 12-szer keményebb, mint az alumínium, és 4-szer keményebb, mint a réz és a vas. Egy másik fontos mutató a hozampont. Ennek a mutatónak a növekedésével javul a titán alkatrészek ellenállása az üzemi terhelésekkel szemben.

Bizonyos fémekkel (különösen nikkellel és hidrogénnel) készült ötvözetekben a titán képes "emlékezni" a termék bizonyos hőmérsékleten keletkezett alakjára. Az ilyen termék ezután deformálódhat, és hosszú ideig megtartja ezt a pozíciót. Ha a terméket arra a hőmérsékletre melegítik, amelyen készült, akkor a termék felveszi eredeti alakját. Ezt a tulajdonságot "memória"-nak nevezik.

A titán hővezető képessége viszonylag alacsony, és a lineáris tágulási együtthatója is. Ebből az következik, hogy a fém rossz elektromos és hővezető. De alacsony hőmérsékleten az elektromosság szupravezetője, amely lehetővé teszi az energia jelentős távolságokra történő továbbítását. A titánnak nagy elektromos ellenállása is van.
A tiszta titán fémre vonatkozik különféle típusok hideg és meleg feldolgozás. Húzható és huzalozható, kovácsolható, akár 0,01 mm vastagságú szalagra, lapra, fóliára tekerhető. A következő típusú hengerelt termékek készülnek titánból: titán szalag, titán huzal, titán csövek, titán perselyek, titán kör, titán rúd.

Kémiai tulajdonságok

A tiszta titán reaktív elem. Mivel a felületén sűrű védőfólia képződik, a fém nagyon ellenáll a korróziónak. Levegőn, sós tengervízben nem oxidálódik, nem változik sok agresszív kémiai környezetben (például: híg és tömény salétromsav, aqua regia). Magas hőmérsékleten a titán sokkal aktívabban lép kölcsönhatásba a reagensekkel. Levegőben 1200°C hőmérsékleten meggyullad. Meggyújtáskor a fém fényes fényt ad. A nitrogénnel is aktív reakció megy végbe, a titán felületén sárgásbarna nitridfilm képződik.

A sósavval és kénsavval szobahőmérsékleten gyengék a reakciók, de hevítéskor a fém erősen oldódik. A reakció eredményeként rövid szénláncú kloridok és monoszulfát keletkeznek. Gyenge kölcsönhatások foszforsavval és salétromsavval is előfordulnak. A fém reakcióba lép halogénekkel. A klórral való reakció 300 °C-on megy végbe.
A hidrogénnel való aktív reakció valamivel szobahőmérséklet felett megy végbe. A titán aktívan elnyeli a hidrogént. 1 g titán akár 400 cm³ hidrogént is képes elnyelni. A felmelegített fém lebontja a szén-dioxidot és a vízgőzt. A vízgőzzel való kölcsönhatás 800°C feletti hőmérsékleten lép fel. A reakció eredményeként fém-oxid képződik, és a hidrogén távozik. Magasabb hőmérsékleten a forró titán elnyeli a szén-dioxidot, és karbidot és oxidot képez.

Hogyan lehet eljutni

A titán az egyik leggyakoribb elem a Földön. A bolygó belében lévő tartalma tömeg szerint 0,57%. A fém legmagasabb koncentrációja a "bazalthéjban" (0,9%), a gránitkőzetekben (0,23%) és az ultrabázisos kőzetekben (0,03%) figyelhető meg. Körülbelül 70 titánásvány létezik, amelyek titánsav vagy -dioxid formájában tartalmazzák. A titánércek fő ásványai: ilmenit, anatáz, rutil, brookit, loparit, leukoxén, perovszkit és szfén. A világ fő titántermelői Nagy-Britannia, az USA, Franciaország, Japán, Kanada, Olaszország, Spanyolország és Belgium.
A titán beszerzésének többféle módja van. Mindegyiket a gyakorlatban alkalmazzák, és meglehetősen hatékonyak.

1. Magnézium termikus eljárás.

A titántartalmú ércet bányászják és dioxiddá dolgozzák fel, amelyet lassan és nagyon magas hőmérsékleten klóroznak. A klórozást szén-környezetben végzik. A reakció eredményeként képződött titán-kloridot ezután magnéziummal redukáljuk. A kapott fémet vákuumberendezésben magas hőmérsékleten hevítik. Ennek eredményeként a magnézium és a magnézium-klorid elpárolog, így a titánban sok pórus és üreg marad. A titán szivacsot újraolvasztják, hogy kiváló minőségű fémet állítsanak elő.

2. Hidrid-kalcium módszer.

Először titán-hidridet kapnak, majd komponensekre osztják: titánra és hidrogénre. A folyamat levegőtlen térben, magas hőmérsékleten zajlik. Kalcium-oxid képződik, amelyet gyenge savakkal mosnak.
A kalcium-hidrid és a magnézium termikus módszereit általában ipari méretekben alkalmazzák. Ezek a módszerek lehetővé teszik jelentős mennyiségű titán előállítását rövid idő alatt, minimális pénzköltséggel.

3. Elektrolízis módszer.

A titán-klorid vagy -dioxid nagy áramerősségnek van kitéve. Ennek eredményeként a vegyületek lebomlanak.

4. Jodid módszer.

A titán-dioxid kölcsönhatásba lép a jódgőzzel. Ezután a titán-jodid érintett magas hőmérsékletű titánt eredményezve. Ez a módszer a leghatékonyabb, de egyben a legdrágább is. A titán nagyon nagy tisztaságú, szennyeződések és adalékanyagok nélkül.

Titán alkalmazása

A titánt jó korróziógátló tulajdonságai miatt vegyi berendezések gyártásához használják. A fém és ötvözeteinek nagy hőállósága hozzájárul a használathoz modern technológia. A titánötvözetek kiváló anyagok repülőgép-, rakéta- és hajógyártáshoz.

Az emlékművek titánból készülnek. Az ebből a fémből készült harangok pedig rendkívüli és nagyon szép hangzásukról ismertek. A titán-dioxid egyes összetevők gyógyszerek, például: bőrbetegségek elleni kenőcsök. A nikkel-, alumínium- és széntartalmú fémvegyületekre is nagy a kereslet.

A titán és ötvözetei alkalmazásra találtak a kémiai és élelmiszeripar, színesfémkohászat, elektronika, nukleáris technológia, energetika, galvanizálás. Titánból és ötvözeteiből fegyverek, páncéllemezek, sebészeti műszerek és implantátumok, öntözőrendszerek, sportfelszerelések, sőt ékszerek is készülnek. A nitridálás során a fém felületén aranyszínű film képződik, amely szépségében még az igazi aranynál sem alacsonyabb.