Tha titanium na mheatailt. Feartan titanium. Iarrtas titanium. Brandan agus sgrìobhadh ceimigeach de thitanium

Eternal, mysterious, cosmic, material of the future - tha iad sin uile agus mòran de na h-iomairtean eile air an cur an sàs ann an diofar stòran don titan. Cha robh eachdraidh a bhith a 'lorg a' mheatailt seo trioblaideach: bha grunn luchd-saidheans aig an aon àm ag obair air iomallachd an eileamaid ann an cruth fìor. Tha am pròiseas a 'dèanamh an corporra agus ceimigeach feartan agus definition den iarrtas aca nach eil deiseil an-diugh. Titanium - meatailt an ama ri teachd, chan eil a àite ann am beatha an duine fhathast air a dhearbhadh gu deimhinneach, a tha a 'toirt cothrom mòr dha luchd-rannsachaidh ùr airson cruthachalachd agus rannsachadh saidheansail.

Feart

Tha an eileamaid cheimigeach titanium (Titanium) air a chomharrachadh ann an clàr ràitheil DI Mendeleyev leis an t-samhla Ti. Suidhichte ann an taobh fo-bhuidhinn IV buidheann a 'cheathramh ùine, agus tha àireamh-sreatha 22. A sìmplidh stuthan de TITANIUM - meatailt geal agus airgid, ro throm agus maireannach. Tha an dealanach rèiteachaidh an dadam a tha an structair a leanas: +22) 2) 8) 10) 2 , 1s 2s ^{2 2} 3 ^{2 6} 2P 3P 3d ^{6 2 2} 4s. Mar sin, tha grunnan dòrtadh ann aig titanium: 2, 3, 4, anns na co-chompanaidhean as seasmhaiche tha e tetravalent.

A bheil titanium co-ionnan no meatailt?

Tha ùidh mhòr aig a 'cheist seo. Ann an 1910, fhuair an cungadair à Ameireagaidh Hunter a 'chiad titanium puridh. Cha robh anns a 'mheatailt ach 1% de neo-dhìomhaireachd, ach cha robh an t-suim gu math beag agus cha do leig e tuilleadh sgrùdaidh air na feartan aige. Cha robh plastalachd an stuth a chaidh fhaighinn ach fo bhuaidh teothachd àrd, fo chumhachan àbhaisteach (teòthachd an t-seòmair) bha an sampall ro chugallach. Gu dearbh, cha robh ùidh aig luchd-saidheans air an eileamaid seo, seach gu robh e coltach gun robh e coltach gun robh e coltach gu robh e ro mhì-chothromach. Tha iom-fhillteachd faighinn agus rannsachadh air lùghdachadh a dhèanamh air a 'chomas airson an tagradh. Cha robh ach ann an 1925 bha ceimigean bhon Ìsealainn I. de Boer agus A. Van Arkel a 'faighinn meatailt titanium, agus thug na feartan aca aire luchd-einnseanairean agus dealbhadairean air feadh an t-saoghail. Tha eachdraidh rannsachaidh an eileamaid seo a 'tòiseachadh ann an 1790, aig an àm seo ann an co-shìneadh, gu neo-eisimeileach bho chèile, bidh dithis eòlaichean saidheans a' faighinn titanium mar eileamaid cheimigeach. Bidh gach aon dhiubh a 'faighinn an togalaich (ocsaideach) den stuth, a' fàilligeadh a 'mheatailt a thionndadh sa chruth ghlan. Is e a 'chiad neach-lorg titanium am fear-mèinnear Sasannach Uilleam Gregor. Air fearann a pharraist, suidhichte ann an ceann an iar-dheas Shasainn, thòisich neach-saidheans òg a 'sgrùdadh gainmheach dubh Gleann Mhinneacain. B 'e toradh nan deuchainnean leis an t-sreang sgaradh ghràinean sùgharach, a bha nan togte de thitanium. Aig an aon àm anns a 'Ghearmailt, mhìnich an ceimigear Martin Heinrich Klaproth stuth ùr bho mhèinnireachd an rutile. Ann an 1797, dhearbh e cuideachd gu bheil na h-eileamaidean a tha fosgailte ann an co-shìnte co-ionann. Bha dioxide de thitanium airson còrr is ceud bliadhna na dhìomhaireachd do mhòran cheimigearan, cha robh eadhon Berzelius nach b 'urrainn dha meatailt fìor-ghlan fhaighinn. Bha na teicneòlasan as ùire san 20mh linn a 'luathachadh gu mòr air a' phròiseas a bhith a 'sgrùdadh na h-eileamaid agus a' socrachadh na stiùiridhean tùsail a bu chòir a chleachdadh. Aig an aon àm tha farsaingeachd an tagraidh a 'sìor leudachadh. Chan eil uiread de chomas ann ach cho iom-fhillte 'sa tha am pròiseas a bhith a' faighinn a leithid de stuth mar thitanium fìor-ghlan. Tha prìs alloidhean agus meatailt àrd gu leòr, mar sin chan urrainn dha iarann traidiseanta agus alùmanum a thoirt air falbh.

Tùs an ainm

Is e Menakin a 'chiad ainm titanium, a chaidh a chleachdadh gu 1795. Is e sin dìreach, a rèir ceangal sgìreil, ris an canar an eileamaid ùr de U. Gregor. Tha Martin Klaprot a 'sònrachadh an eileamaid ann an 1797 an t-ainm "titanium". Aig an àm seo, mhol a cho-obraichean Frangach, le ceannard ceimigeachd ùghdarrasach LA Lavoisier, gum bu chòir dhaibh a bhith air an ainmeachadh mar stuthan ùra a chaidh a lorg a rèir an cuid thogalaichean bunaiteach. Cha do dh'aontaich neach-saidheans na Gearmailt leis an dòigh-obrach seo, chreid e gu reusanta gun robh e duilich a bhith a 'dearbhadh a h-uile feart a tha air a bhith aig an stuth agus a' nochdadh anns an ainm. Ach, bu chòir a bhith mothachail gu bheil an teacsa Klaprot a thaghadh gu h-inntinneach a 'co-fhreagairt gu h-iomlan ris a' mheatailt - tha seo air a bhith air a chuingealachadh le luchd-saidheans an latha an-diugh. Tha dà theòiridh bunaiteach ann mu thùs an titanium ainm. Dh'fhaodadh miotal a bhith air ainmeachadh mar urram do Bhanrigh na h-elbhe Titania (caractar beul-aithris Gearmailteach). Tha an t-ainm seo a 'samhlachadh solas agus neart an stuth. Tha a 'mhòr-chuid de sgoilearan a' cleachdadh an dreach de mhiotas-eòlas àrsaidh na Grèige, ris an canadh na Titanan mac treuna bana-dia fearann Ghaia. A thaobh na dreach seo, tha ainm an eileamaid a lorgadh roimhe - uranium.

A bhith nad nàdar

De mheatailtean a tha luachmhor gu teicneòlas do dhaoine, tha titanium a 'comharrachadh ceathramh a thaobh a bhith a' nochdadh ann an crust na talmhainn. Tha susbaint mòr sa cheud ann an nàdar air a chomharrachadh ach le iarann, magnesium agus aluminium. Tha an susbaint as motha de thitanium ri fhaighinn anns an t-slige basaltic, beagan nas lugha anns an t-slige clach-ghràin. Ann an uisge mara tha susbaint na susbaint seo ìosal - mu 0,001 mg / l. Tha an eileamaid cheimigeach de titanium gu math gnìomhach, mar sin chan eil e comasach a choinneachadh anns a 'chruth fhìor-ghlan. Is trice gu bheil e an làthair ann an coimeas ri oxygen, ged a tha cothromachd co-ionnan ri ceithir. Tha an tomhas de mhèinnirean a tha a 'gabhail a-steach titanium eadar 63 is 75 (ann an diofar àiteachan), agus aig an ìre rannsachaidh den latha an-diugh, tha luchd-saidheans a' leantainn air adhart a 'lorg riochdan ùra de na coimeasan. Airson cleachdadh practaigeach, tha na mèinnearan a leanas as cudromaiche:

1. Ilmenite (FeTiO _3).
2. Rutile (TiO _2).
3. Titanite (CaTiSiO _5).
4. Perovskite (CaTiO _3).
5. Titanomagnetite (FeTiO ₃ + Fe ₃ O ₄₎ agus t. D.

Tha na seòmraichean-titanium a th 'ann an-dràsta air an roinn gu bhith dèidheil agus bunaiteach. Tha an eileamaid seo na neach-imrich lag, chan urrainn dha siubhal a-mhàin ann an cruth briseadh cloiche no gluasad chreagan còmhnard eabarach. Anns a 'bhiosphere, tha an titanium as motha ann an algaich. Ann an riochdairean de dh 'ainmhidhean talmhainn, bidh an eileamaid a' cruinneachadh ann am fighean adharcach, falt. Airson a 'chorp daonna tha e air a chomharrachadh le titanium a bhith anns a' dhleas, glands adrenal, placenta, gland thyroid.

Feartan corporra

Titanium - tha meatailt neo-fhiarach, le dath airgid-geal, coltach ri stàilinn. Aig teòthachd 0 ⁰ C a dùmhlachd 4,517 g / cm ^3. Tha gainnead sònraichte ìosal aig an stuth, rud a tha na charactar de mheatalan alcaileach (cadmium, sodium, lithium, cesium). A thaobh dùmhlachd, tha titanium a 'fuireach ann an suidheachadh eadar-mheadhanach eadar iarainn agus alùmanum, agus tha a coileanadh nas àirde na an dà chuid. Tha na prìomh feartan de mheatailtean, a tha a 'beachdachadh ann an dearbhadh air a' chomas a tha tagradh an toradh a neart agus cruas. Tha titanium nas làidire na aluminium 12 uair, iarann agus copar - 4 tursan, fhad 'sa tha e nas laige. Tha plastadh stuth fìor-ghlan agus an toradh a 'ciallachadh gu bheil e comasach pròiseasachadh aig luachan teòthachd ìseal agus àrd, mar a tha a' chùis leis a 'chòrr de na meatailtean, me, a' sgoltadh, a 'leaghadh, a' feitheamh, agus a 'gluasad. Tha eadar-dhealachadh feart TITANIUM - a ìosal teas conductivity agus, mar sin, na lotaichean sin air an gleidheadh aig àrd teòthachd suas ri 500 ⁰ C. Ann làrach magnat tha paramagnetic TITANIUM eileamaid, chan eil e a 'tàladh mar iarann, agus nach eil e' fheudar dha fàgail mar umha. Tha coileanadh anticorrosive fìor àrd ann an àrainnean ionnsaigheach agus le buaidh meacanaigeach air leth. Cha do rinn còrr is 10 bliadhna de dh'fhuirich ann an uisge mara atharrachadh agus coltas a 'chlàir air a dhèanamh le titanium. Bhiodh iarann sa chùis seo air a sgrios le creachadh gu tur.

Feartan teirmodynamic titanium

1. Dùmhlachd (aig a h-àbhaisteach) tha 4,54 g / cm ^3.
2. Tha an àireamh atamach 22.
3. Buidheann mheatailtean - teasachadh, aotrom.
4. Is e am mòr-thalamh de thitanium 47.0.
5. Goil a 'phuing ⁽⁰ C) - 3260.
6. Molar leabhar cm ³ / Mol - 10.6.
7. Tha leaghadh phuing TITANIUM ⁽⁰ C) - 1668.
8. Is e teas sònraichte teothachd (kJ / mol) 422.6.
9. Tha resistivity (aig 20 ⁰ C) ohms cm * * ^-6 10 - 45.

Feartan ceimigeach

Tha meudachadh de thionndadh cruth na h-eileamaid mar thoradh air a bhith a 'cruthachadh film beag ocsaid air an uachdar. Tha e a 'cur casg (fo h-àbhaisteach) ceimigeach-bhualadh le gasaichean (ocsaidean, haidridean) suidhichte ann an àile mun cuairt an eileamaid mar an meatailt TITANIUM. Bidh na feartan aige ag atharrachadh fo bhuaidh teothachd. Nuair a tha e air a thogail gu 600 C ^0, an reaction eadar an ocsaidean, a 'toradh ann an cruthachadh TITANIUM ogsaid (TiO _2). Ann a bhith a 'gabhail a-steach gasaichean àileil, tha companaidhean cugallach air an cruthachadh aig nach eil tagradh prataigeach, is e sin as coireach gu bheil teasachadh agus leaghadh titanium air an dèanamh fo chumhachan falamh. 'S e thionndadh reaction pròiseas sgaoileadh haidridean ann an meatailt, tha e a' tachairt tuilleadh gnìomhach aig àrd-ìre teòthachd (400 ⁰ C agus àrd). Titanium, gu h-àraidh na mìrean grinn (plàt tana no uèir), losgadh ann an àile nitrogen. Tha ceimigeach reaction eadar-mhàin ghabhas aig teodhachd 700 ⁰ C, mar sin a 'dèanamh nitride staoin. Le mòran mheatalan a 'cruthachadh ail-dhealanach àrd-chruaidh, gu tric bidh e na phàirt dhroma. Ann an ath-fhreagairt le halogens (chromium, bromine, iodine) a 'tighinn a-steach a-mhàin ann an làthaireachd catalyst (teòthachd àrd) agus fo chumhachadh eadar-obrachadh le gnothach tioram. Anns a 'chùis seo, thèid dearlan cruaidh teasairginn a chruthachadh. Le fuasglaidhean air a 'chuid as motha de alcalàidean agus aigéid, chan eil titanium gnìomhach ceimigeach, ach a-mhàin àlach searbhach cuimseach (le boil fada), uisge-fhuaras, organach teann (foirmeil, oxalic).

Tobhtaichean

Bidh na seòrsachan as cumanta ann an nàdar - thathar a 'meas gu bheil na stòrasan aca aig 800 millean tunna. Tha tasgaidhean de thasgaidhean rutile mòran nas cothromaiche, ach bu chòir an toirt iomlan - fhad 'sa tha iad a' cumail fàs cinneasach - a 'toirt daonnachd dha na 120 bliadhna a tha romhainn le meatailt leithid titanium. Bidh prìs an toraidh chrìochnaichte an crochadh air an iarrtas agus an àrdachadh ann an ìre an toraidh, ach tha e eadar-dhealaichte eadar 1200 agus 1800 rublan gach cileagram. Anns na cumhaichean a thaobh leasachadh teicnigeach cunbhalach, tha cosgais gach pròiseas toraidh air a lùghdachadh gu mòr leis an ùrachadh aca gu àm. Tha na tasgaidhean as motha de TITANIUM iarann tha Sìona agus an Ruis, agus mèinnearach bunait stòrais a tha Iapan, Afraga a Deas, Astràilia, Kazakhstan, India, Coirea a Deas, Ukraine, Ceylon. Tha na tasgaidhean air an comharrachadh le na h-àireamhan togail agus an àireamh de thitanium anns a 'mhèinn, tha an sgrùdadh geòlasach a' cumail a 'dol fad na h-ùine, a tha a' ciallachadh gun gabh crìonadh air luach margaidh a 'mheatailt agus a chleachdadh nas fharsainge. Is e an Ruis an riochdaire titanium as motha a th 'ann.

A 'faighinn

Airson a bhith a 'dèanamh titanium air a chleachdadh gu tric tha a dhà-ogsaid, anns a bheil uiread de neo-dhìomhaireachd. Gheibhear e le bhith a 'beairteachadh cuibhreannan ilmenite no cuibhlichean rutile. Anns an fhùirneis arc dealain, tha an teas air a làimhseachadh le teas, a tha a 'toirt a-steach sgaradh iarann agus cruthachadh titanium oxide anns a bheil slaig. Tha an dòigh searbhag no clorid air a chleachdadh airson dèiligeadh ri bloigh saor-iarainn. TITANIUM ogsaid 'S e pùdar de glas (fhaicinn. Tha an dealbh). Gheibhear titanium meatailte le bhith a 'giullachd ìre-le-ìre.

Is e a 'chiad ìre a' phròiseas a bhith a 'sìolachadh slag le cooca agus a' toirt a-steach clorine vapor. TiCl ₄ a lùghdachadh mar thoradh magnesium no sodium nuair a smachdachadh gu teòthachd 850 ⁰ C. TITANIUM sponge (tiuchanach suaineadh mass) fhaighinn le ceimigeach reaction, no ghlanadh leagh-steach ingots. A rèir a 'toirt barrachd feum de cinn-uidhe, no meatailt alloy a chruthachadh ann an riochd fìor-ghlan (truailleadh a thoirt air falbh le teas ⁰ gu 1000 C). Tha an dòigh iodide air a chleachdadh airson stuth a dhèanamh le bloigh mì-laghail 0.01%. Tha e stèidhichte air a 'phròiseas gluasaid bho spong titanium, air a dhèanamh suas le halogen, a steam.

Iarrtasan

Tha an titanium a 'leaghadh gu leòr àrd gu bheil e na bhuannachd ionmholta a bhith ga chleachdadh mar stuth structarail, le cuideam a' mheatailt. Mar sin, gheibh e an t-iarrtas as motha ann an togail bhàtaichean, gnìomhachas an itealain, dèanamh innealan-teine, gnìomhachasan ceimigeach. Tha titanium air a chleachdadh gu tric mar chur-a-steach iomadachaidh ann an caochladh alloidhean, a tha air feartan àrdachadh cruaidh agus strì teas a mheudachadh. Tha togalaichean àrd an-creachaidh agus an comas a bhith a 'seasamh suas a' chuid as motha de na meadhanan ionnsaigheach ag adhbhrachadh a 'mheatailt seo gun ghnìomhachas ceimigeach. Bidh titanium (na h-eileamaidean) a 'dèanamh pìoban, tancaichean, luibhean stad, criathragan a thèid a chleachdadh airson a bhith a' tarraing agus a 'giùlan acidean agus stuthan reactive eile. Tha feum air nuair a bhios tu a 'cruthachadh innealan a bhios ag obair ann an cumhachan suaicheantais àrd teòthachd. Tha companaidhean titanium air an cleachdadh airson innealan gearraidh seasmhach, peant, plastaig agus pàipear, ionnsramaidean ceàird, implantan, jewelry, stuthan crìochnachaidh, a tha air an cleachdadh ann an gnìomhachas a 'bhidhe. Tha e furasta do gach stiùireadh innse. Bidh leigheas an latha an-diugh air sgàth sàbhailteachd bith-eòlasach gu tric a 'cleachdadh meatailt titanium. Prìs - is e seo an aon fhactar a tha gu ruige seo a 'toirt buaidh air farsaingeachd tagradh an eileamaid seo. Tha e fìor gur e Titanium an stuth a tha san àm ri teachd, a 'sgrùdadh dè a bhios daonnachd a' dol gu ìre leasachaidh ùr.