Titan fiyatları, oluşumu, çıkarılması ve kullanılması

Titanyum, element sembolü Ti ve atom numarası 22 olan kimyasal bir elementtir. Geçiş metallerine aittir ve periyodik tablodaki 4. alt grup (grup 4) veya titanyum grubundadır. Metal parlak, beyaz ve metalik, hafif, güçlü, esnek, korozyona ve sıcaklığa dayanıklıdır. Bu nedenle özellikle yüksek korozyon direnci, dayanıklılık ve düşük ağırlık gerektiren uygulamalar için uygundur. Karmaşık üretim süreci nedeniyle titanyum, geleneksel çelikten on kat daha pahalıdır.

Titanyum, 1791'de İngiltere'de din adamı ve amatör kimyager William Gregor tarafından titanyum demirde keşfedildi. 1795'te Alman kimyager Heinrich Klaproth da onu rutil cevherinde keşfetti ve elemente Yunan titan tanrılarına dayanan mevcut adını verdi.

Bununla birlikte, Justus von Liebig 1831'e kadar cevherden metalik titanyum çıkarmayı başardı. Saf titanyum metali (% 99,9) ilk olarak Matthew A. Hunter tarafından 1910 yılında titanyum tetraklorürü sodyum ile bir çelik bombada 700 ila 800 ° C'ye ısıtarak üretildi.

William Justin Kroll, 1940'lara kadar, titanyum tetraklorürün magnezyum ile büyük ölçekli indirgenmesini sunarak ticari uygulamalar için titanyum geliştirmek için Kroll sürecini kullanmayı başardı.

Bulunduğu

Titanyum, yer kabuğunda yalnızca bir oksit olarak oksijenle bağlantılı olarak oluşur. Hiçbir şekilde nadir değildir,% 0,565 içeriği ile kıta kabuğundaki element bolluğunda 9. sıradadır. Genellikle sadece düşük konsantrasyonlarda bulunur.

Önemli mineraller:

• İlmenit (Titanyum Demir Cevheri), FeTiO3
• Düşük demirli bir ilmenit olan Leukoxen
• Perovskite, CaTiO3
• Rutil, TiO2
• Titanit (Sfen), CaTi [SiO4] O
• Baryum titanat gibi titanatlar (BaTiO3)
• Demir cevherlerinde eşlik etme.

Ana yataklar Avustralya, İskandinavya, Kuzey Amerika, Urallar ve Malezya'dadır. Mevduatlar 2010 yılında Paraguay'da keşfedildi, ancak bunların sömürülmesi sadece bugüne kadar planlandı.

Göktaşları titanyum içerebilir. Titanyum ayrıca güneşte ve spektral sınıf M yıldızlarında da tespit edilmiştir. Dünya'nın ayında da tortular var. Apollo 17 ay görevindeki kaya örnekleri% 12,1'e kadar TiO içeriyordu₂. Asteroit madenciliği için dikkate alınması gereken noktalar var.

Aynı zamanda kömür külü, bitkiler ve insan vücudunda bulunur.

Bin ton olarak titanyum üretimi

Rang	arazi	2003	2004	2005
1	Avustralya	1 300	2 110	2 230
2	Güney Afrika	1 070	1 130	1 130
3	Kanada	810	870	870
4	Çin	400	840	820
5	Norveç	380	370	420

kurtarma 

Saf titanyum yeryüzünde neredeyse hiç oluşmaz. Titanyum ilmenit veya rutilden çıkarılır. Kullanılan üretim süreci çok karmaşıktır ve bu da yüksek titanyum fiyatına yansır. 2008 yılında bir ton titanyum sünger ortalama 12.000 Euro'ya mal oldu.

Kroll süreci keşfedildiğinden bu yana üretim süreci neredeyse hiç değişmedi. Genellikle ilmenit veya rutilden başlayarak zenginleştirilmiş titanyum dioksit, ısıda klor ve karbon ile titanyum (IV) klorür ve karbon monoksite dönüştürülür. Daha sonra sıvı magnezyum kullanılarak titanyuma indirgeme gerçekleştirilir. İşlenebilir alaşımlar üretmek için, elde edilen titanyum süngerin bir vakumlu ark fırınında yeniden eritilmesi gerekir.

En büyük titanyum ve titanyum alaşım üreticisi VSMPO-AVISMA, genel merkezi Urallar'da Verkhnyaya Salda veya Yekaterinburg'da bulunan ve Rosoboronexport aracılığıyla 12 Eylül 2006'dan beri dolaylı olarak Rus devletine aittir.

En saf titanyum, Van Arkel de Boer işlemi kullanılarak elde edilir.

özellikleri 

Havada titanyum, birçok ortamda korozyona dirençli hale getiren son derece dirençli, oksidik bir koruyucu tabaka oluşturur. Nispeten düşük yoğunluklu yüksek mukavemet dikkat çekicidir. 400 ° C'nin üzerinde, dayanıklılık özellikleri hızla azalır. Ultra saf titanyum sünektir. Daha yüksek sıcaklıklarda oksijen, nitrojen ve hidrojenin emilmesi nedeniyle çok çabuk kırılgan hale gelir. Pasif katman kimyasal saldırı ile baş edemiyorsa, titanyumun birçok ortam ile yüksek sıcaklıklarda veya yüksek basınçta yüksek reaktivitesi de dikkate alınmalıdır. Burada reaksiyon hızı patlama noktasına kadar artabilir. 25 ° C ve 25 barda saf oksijende titanyum, titanyum dioksit oluşturmak için yeni kesilmiş bir kenardan tamamen yanar. Pasivasyon tabakasına rağmen 880 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oksijenle, 550 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda klor ile reaksiyona girer. Titanyum aynı zamanda saf nitrojen ile reaksiyona girer ("yanar"), bu da örneğin işleme sırasında üretilen ısı nedeniyle dikkate alınması gerekir.

Titanyum, seyreltik sülfürik asit, hidroklorik asit, klorür, soğuk nitrik asit içeren çözeltiler ve sodyum hidroksit gibi çoğu organik asit ve bazlara dirençlidir. Aksine, konsantre sülfürik asitte mor titanyum sülfat oluşumu ile yavaşça çözünür. Patlama riskinden dolayı, klor gazı kullanılırken çalışma koşullarına kesinlikle uyulmalıdır.

Mekanik özellikler ve aşındırıcı davranış, çoğunlukla küçük alaşımlar olan alüminyum, vanadyum, manganez, molibden, paladyum, bakır, zirkonyum ve kalay eklenerek önemli ölçüde iyileştirilebilir.

Titanyum, 0,4 K sıcaklığın altında süper iletken hale gelir.

880 ° C'nin altında, titanyum en yakın altıgen küre paketinde bulunur. Vücut merkezli bir kübik kafes yapısı 880 ° C'nin üzerinde oluşur.

titanyum alaşımları 

Titanyum alaşımları genellikle ABD standardı ASTM'ye göre kullanılır sınıf 1 ile 35 arasındaki karakteristikler. sınıf 1 ila 4, çeşitli saflık derecelerine sahip saf titanyumu ifade eder.

Saf titanyum 3.7034 malzeme numarasına sahiptir; kullanılan ekonomik açıdan en önemli malzeme (ayrıca turboşarj kanatları için) Ti-6Al-4V (% 6 alüminyum,% 4 vanadyum, ASTM:sınıf 5), 3.7165 (endüstriyel uygulama) ve 3.7164 (havacılık uygulamaları) sayılarına sahiptir.

Temel olarak havacılık endüstrisinde kullanılan diğer önemli titanyum alaşımları:

Nitinol (nikel-titanyum), şekil hafızalı bir alaşımdır.

Kullanım 

Titanyum esas olarak çelik için mikro alaşımlı bir bileşen olarak kullanılır. Ağırlıkça yüzde 0,01-0,1 konsantrasyonlarda bile çeliğe yüksek tokluk, mukavemet ve süneklik verir. Paslanmaz çeliklerde titanyum, taneler arası korozyonu önler.

Titanyum bazlı alaşımlar, yaklaşık 45 € / kg ile süper alaşımlardan önemli ölçüde daha pahalıdır. Bu nedenle yalnızca en yüksek gereksinimler için kullanılırlar:

Deniz suyu ve klorür içeren ortamlardaki uygulamalar

• Denizcilik uygulamaları için şaftlar ve destekler gibi gemi pervane parçaları
• Deniz suyu tuzdan arındırma tesislerinde yerleşik parçalar
• Potasyum klorür çözeltilerinin buharlaştırılması için bileşenler
• HVDC denizaltı kablo iletimlerinin anotları
• Klor kimya tesislerinde aparat

Açık ve spor malzemeleri

• çerçeve malzemesi olarak alüminyum ve vanadyumla bağlantılı yüksek kaliteli bisikletler için
• (Dalış) titanyum veya titanyum alaşımlı bıçaklara sahip bıçaklar ve çatal bıçak takımı
• çadır mandalları olarak (düşük ağırlığa rağmen yüksek dayanım)
• golf sopaları için kulüp başkanı olarak
• çerçevede tenis raketleri ile
• sopa atışında, buz çubuğu ile son derece dengeli bir çubuk olarak
• dağcılık için özellikle hafif bir buz vidası olarak
• daha fazla güç ve daha düşük ağırlık için bir lakros şaftı olarak
• keskin dişli yırtıcı balık avlarken sağlam bir lider olarak

Bileşikler şeklinde kullanın

• Nispeten yumuşak yapay değerli taşların imalatı
• Titanyum katkılı safir tekli kristaller, femtosaniye aralığında ultra kısa darbeler için titanyum-safir lazerde aktif ortam görevi görür.
• cam aynalar ve suni sis üretimi için titanyum tetraklorür olarak
• İntermetalik fazların oluşumu (Ni₃Ti) yüksek sıcaklıkta nikel alaşımlarında
• süper iletken niyobyum-titanyum alaşımları (örneğin, DESY'deki HERA'dan elektromıknatıslarda süper iletken kablolar olarak)
• piroteknikte
• Titanyum cevheri üretiminin% 90'ından fazlası esas olarak klorür ve daha az ölçüde sülfat işlemi kullanılarak titanyum dioksite işlenir.
• üretim teknolojisindeki endekslenebilir kesici uçların ve frezelemelerin kaplamaları için titanyum titreleri olarak

Titanyum'un bağlantıları

sert malzemeler olarak bor, karbon veya nitrojen kullanılmaktadır. Titanyum bileşikleri ayrıca sermetler, seramik ve metalden yapılmış kompozit malzemeler üretmek için de kullanılır.

inşaat parçaları

• Lehimleme sistemlerindeki aşınma parçaları, 500 ° C'ye kadar elektrikli lehimle doğrudan temas
• Araç şasisindeki yaylar
• Hala hafif olması gereken özellikle gerilmiş parçalar için uçak ve uzay gemilerinde (süpersonik hızlarda dış yüzey, kompresör kanatları ve diğer motor parçaları)
• düşük basınçlı parçanın en ağır yüklü kanatları için buhar türbinlerinde
• zırh: Eski Sovyetler Birliği'nin bazı denizaltı türlerinin titanyum alaşımından yapılmış basınçlı gövdeleri vardı (örneğin, Mike sınıfı, Alfa sınıfı, Papa sınıfı veya Sierra sınıfı). Ek olarak, titanyum askeri havacılıkta sivil havacılığa göre daha sık kullanılmaktadır. Sonuç olarak, Sovyet silah üretiminin zirvesinde, dünya çapında çıkarılan titanyumun büyük bir kısmı hem Rusya'da üretildi hem de yeniden inşa edildi.
• seviye göstergelerinin ve değişkenlerin üretiminde düşük yoğunluğundan dolayı

Tıp

• Tıp teknolojisi ve diş hekimliğinde implantlar için biyomateryal olarak (diş implantları, yalnızca Almanya'da yılda yaklaşık 200.000 parça), diğer metallerin aksine çok iyi korozyon direnci nedeniyle. İmmünolojik ret reaksiyonu (implant alerjisi) yoktur. Altın alaşımlarına göre çok daha düşük maliyeti nedeniyle diş kronları ve diş köprüleri için de kullanılır. Metalik bacak protezleri (kalça eklemi protezleri) ve femur başı protezleri için cerrahi ortopedide, osteoartrit sonrası diz eklemi protezlerinde toplu halde kullanılır. Titanyum oksit tabakası, kemiklerin implant üzerinde sıkıca büyümesini (osseointegrasyon) ve böylece yapay implantın insan vücuduna kalıcı olarak yerleştirilmesini sağlar.
• Orta kulak cerrahisinde, işitsel kemik protezi ve timpanostomi tüpleri için tercih edilen malzeme titanyumdur.
• Nöroşirürjide titanyum klipsler (anevrizma operasyonları için), daha olumlu NMR özellikleri nedeniyle büyük ölçüde paslanmaz çelikten yapılmış klipslerin yerini almıştır.

elektronik

• 2002 yılında Nokia 8910 cep telefonunu ve bir yıl sonra da titanyum kasaya sahip 8910i cep telefonunu piyasaya sürdü.
• Nisan 2002'de Apple Inc., "PowerBook G4 Titanium" dizüstü bilgisayarı piyasaya sürdü. Kasanın büyük parçaları titanyumdan yapılmıştı ve 15,2 ″ kalınlığındaki 1 ″ ekranlı versiyonu sadece 2,4 kg ağırlığındaydı.
• Lenovo'nun ThinkPad serisinin (eski adıyla IBM) bazı dizüstü bilgisayarlarında titanyum takviyeli plastik bir muhafaza veya titanyum-magnezyum kompozitten yapılmış bir muhafaza çerçevesi bulunur.

Diğer uygulamalar

• Titanyumdan yapılmış takılar, saatler ve gözlük çerçeveleri
• Titanyum çekirdekli madeni paralar (örneğin, Avusturya 200 Şilin paraları)
• Ultra yüksek vakum oluşturmak için titanyum süblimasyon pompası
• Alüminyumun anodik oksidasyonu için destek çerçevesi olarak elektro kaplama (ELOXAL)
• CRISAT'a göre standardize edilmiş kurşuna dayanıklı yeleklerin bir parçası olarak

kanıt 

TiO²⁺ Fotospektrometrik tespit için de uygun olan hidrojen peroksit (triaquohydroxooksotitan (IV) kompleksi) ile karakteristik bir sarı-turuncu kompleks oluşturur.

Standartlaştırmak

Titanyum ve titanyum alaşımları standardize edilmiştir:

• DIN 17850, Baskı: 1990-11 Titanyum; kimyasal bileşim
• ASTM B 348: Titanyum ve Titanyum Alaşımı, Çubuklar ve Kütükler için Standart Şartname
• ASTM B 265: Titanyum ve Titanyum Alaşımı, Levhalar ve Tabaklar için Standart Şartname
• ASTM F 67: Cerrahi İmplant Uygulamaları için Alaşımsız Titanyum için Standart Şartname
• ASTM F 136: Cerrahi İmplant Uygulamaları için Dövme Titanyum-6Alüminyum-4Vanadium ELI (Ekstra Düşük Interstitial) Alaşım için Standart Şartname
• ASTM B 338: Kondenserler ve Eşanjörler için Dikişsiz ve Kaynaklı Titanyum ve Titanyum Alaşımlı Tüpler için Standart Şartname
• ASTM B 337: Dikişsiz ve Kaynaklı Titanyum ve Titanyum Alaşımlı Boru Özellikleri

emniyet

Titanyum bir toz olarak yanıcıdır ve kompakt olarak zararsızdır. Çoğu titanyum tuzunun zararsız olduğu kabul edilir. Titanyum triklorür gibi tutarsız bileşikler, eser miktarda su ile hidroklorik asit oluşturdukları için oldukça aşındırıcıdır.

Titanyum tetraklorür, duman mumlarında ve duman bombalarında kullanılır; nem ile reaksiyona girer ve hidroklorik asit sisinin yanı sıra titanyum dioksitten beyaz bir duman oluşturur.

İnsan vücudundaki titanyumun biyolojik dezavantajları şu anda bilinmemektedir. Bu nedenle, titanyumdan yapılan kalça eklemleri veya çene implantları, nikelin aksine, alerjiye neden olmaz.

Bağlantıları

Metalik titanyum, yüksek üretim maliyetleri nedeniyle yalnızca zorlu teknik uygulamalar için ayrılmış olsa da, nispeten ucuz ve toksik olmayan renk pigmenti titanyum dioksit günlük yaşamda bir arkadaş haline geldi. Günümüzde neredeyse tüm beyaz plastikler ve boyalar, gıda boyaları da dahil olmak üzere titanyum dioksit içerir (gıdalarda E 171 olarak bulunabilir). Ancak titanyum bileşikleri aynı zamanda elektrik mühendisliği ve malzeme teknolojisinde ve son zamanlarda araç tahrikine yönelik yüksek performanslı pillerin (lityum titanat piller) üretiminde de kullanılmaktadır.

• Baryum titanat, BaTiO₃
• lityum titanat
• Titanyum (III) klorür, TiCl₃
• Titanyum borit, TiB
• Titanyum karbür, TiC
• Titanyum nitrür, TiN
• Titanyum (IV) klorür, TiCl₄
• Titanyum (II) oksit TiO
• Titanyum (III) oksit Ti₂O₃
• Titanyum (IV) oksit (titanyum beyazı), TiO₂
• TiO'dan Ti'ye bir bileşime sahip titanyum alt oksitler₂O
• Titanyum (IV) oksit sülfat (titanil sülfat), TiOSO₄
• ferrotitanium
• Nitinol, bir hafıza metali
• Titanyum hidrit, TiH₂

Allgemein
İsim, sembol, atom numarası	Titanyum, Ti, 22
dizi	Geçiş metalleri
Grup, dönem, blok	4, 4, d
Görünüş	gümüş metalik
CAS numarası	7440-32-6
Yer kabuğunun kütle kesri	% 0,41
nükleer
atomik kütle	47,867 u
Atom yarıçapı (hesaplanmış)	140 (176) pm
Kovalent yarıçapı	160 pm
elektron konfigürasyonu	[Ar] 3d2 4s2
iş fonksiyonu	4,33 eV
1. iyonlaşma	658,8 kJ / mol
2. iyonlaşma	1309,8 kJ / mol
3. iyonlaşma	2652,5 kJ / mol
4. iyonlaşma	4174,6 kJ / mol
fiziksel olarak
Fiziksel durum	fest
kristal yapı	altıgen (882 ° C'ye kadar, kısa üstü)
yoğunluk	4,50 g / cm3 (25 ° C)
Mohs sertliği	6
manyetizma	paramanyetik ( = 1,8 10-4)
ergime noktası	1941 K (1668 ° C)
kaynama noktası	3560 K (3287 ° C)
Molar hacmi	10,64 · 10-6 m3/ mol
buharlaşma ısısı	425 kJ / mol
kaynaşma ısısı	18,7 kJ / mol
sesin hızı	4140 K'de 293,15 m / s
Özgül ısı kapasitesi	523 J / (kg K)
Elektriksel iletkenlik	2,5 · 106 A / (V · m)
ısı iletkenliği	22 W / (m K)
mekanik olarak
modül	105 GPa (= 105 kN / mm2)
Poisson	0,34
kimyasal
oksidasyon durumları	+ 2, + 3, +4
Oksitler (bazlık)	TiO2 (Amfoterik)
Normal potansiyel	−0,86 V (TiO2+ + 2 H.+ + 4 e- → Ti + H2O)
elektronegatiflik	1,54 (Pauling ölçeği)
izotop
izotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 44Ti {Syn.} 49 bir ε 0,268 44Sc 45Ti {Syn.} 184,8 dk. ε 2,062 45Sc 46Ti % 8,0 kararlı 47Ti % 7,3 kararlı 48Ti 73,8 % kararlı 49Ti % 5,5 kararlı 50Ti % 5,4 kararlı 51Ti {Syn.} 5,76 dk. β- 2,471 51V 52Ti {Syn.} 1,7 dk. β- 1,973 52V
NMR özellikleri
Dönme γ içinde rad * T-1· s-1 Er(1H) fL at W = 4,7 T MHz cinsinden 47Ti -5 / 2 1,508 · 107 0,00209 11,3 49Ti -7 / 2 1,508 · 107 0,00376 11,3
emniyet
GHS tehlikeli maddeler etiketleme toz

Tehlike H ve P ibareleri H: 250EUH: EUH oranı yokP: 222-231- 422 Tehlikeli madde etiketlemesi (toz)Toz

hafif yanıcı	güzel
(F)	(Xi)

R- und S-SätzeR: 17-36/37/38S: 26 (Pulver)

Titan fiyatları

Titan fiyatı -> stratejik metal fiyatları