Titan je otkrio engleski mineralog William Gregor 1791. godine. Gregor je analizirao magnetične rudačne pješčane naslage u Cornwalu, Engleska, i izdvojio ilmenit.
Četiri godine kasnije, 1795. godine, njemački kemičar Martin Heinri Klaproth iz rutila proizvedenog u Mađarskoj izdvojio je titanijev oksid i nazvao ovaj novi element Titan.
Metalni titan prvi je pripremio Matthew A. Hunter 1910. godine na Politehničkom institutu Rensselaer zagrijavanjem TiCl4 s natrijem.
Godine 1932., luksemburški kemičar Wilhelm Justin Kroll upotrijebio je TiCl4 i Na za proizvodnju velike količine titanija. Na početku Drugog svjetskog rata dokazao je u Američkom zavodu za rudarstvo da se titanij može komercijalno dobiti uporabom Ca umjesto Mg kao reducensa za redukciju TiCl4, postupak je poznat kao „Kroll proces“, i široko se koristi sve do današnjih dana. Titanijev metal prvi je komercijalno proizveo DuPont u Sjedinjenim Američkim Državama 1948. godine.
Do danas, Kina, Sjedinjene Američke Države, Rusija i Japan su glavni proizvođači titanijevih proizvoda, a njihov ukupni izlaz čini više od 90% svjetske proizvodnje titanija.
1. Osnovna svojstva titanija i njegovih legura
Iskreno govoreći, titanij nije rijedak metal, on je deveti najzastupljeniji element u Zemljinoj kori i četvrti najzastupljeniji konstrukcijski metal, odmah iza aluminija, željeza i magnezija. Nažalost, ruda s visokim sadržajem titana rijetko se nalazi u Zemljinoj kori, a čisti titan nikada nije pronađen. Budući da je proizvodnja čistog titanijevog metala vrlo teška, titanij je uvijek bio tako 'skup'. Čak i danas, titan se može proizvoditi samo u serijama i povremeno, bez kontinuiranog procesa proizvodnje kakav postoji za druge konstrukcijske metale.
Od 112 poznatih kemijskih elemenata u periodnom sustavu (Slika 1), otprilike 85% su metali ili metaloidi. Postoje različiti načini klasifikacije metala, poput ferometala i neželjeznih metala, lakih i teških metala. Titan je neželjezni i lak metal.
Atomski broj titanija je 22. Standardna atomska težina je 47,90, gustoća je 4,5 g/cm³, a točka taljenja iznosi do 1725 ℃. Titan je dimorfan alotrop; pri temperaturama ispod 882,5 ℃, on ima gusto pakiranu heksagonalnu strukturu α-titanija, a iznad 882,5 ℃ prelazi u prostorno centriranu kubičnu strukturu β-titanija.
Svojstva metala uglavnom ovise o metalnim vezama između atoma u rešetki, što znači da slobodno pokretljivi valentni elektroni u rešetki uzrokuju tipična metalna svojstva, poput električne vodljivosti, a mogu se legirati plastičnim deformacijama koje nastaju klizanjem atoma u rešetki, kao i dodavanjem nečistih atoma u rešetku. Dodavanje drugih metalnih elemenata čistom titanu radi poboljšanja njegovih mehaničkih svojstava na sobnoj (visokoj) temperaturi i otpornosti na koroziju naziva se titanova legura.
Titan i titanove legure imaju dvije izražene osobine: visoku specifičnu čvrstoću i izvrsnu otpornost na koroziju.
Specifična čvrstoća je pokazatelj koji mjeri odnos između čvrstoće i gustoće materijala. Definira se kao omjer čvrstoće materijala (obično izražene vlačnom čvrstoćom) i njegove gustoće. Specifična čvrstoća koristi se za procjenu nosivosti materijala po jedinici mase i važan je parametar pri projektiranju laganih i vrlo čvrstih konstrukcija. Titanove legure prepoznaju se po svojoj laganoj težini i visokoj specifičnoj čvrstoći, zbog čega su osobito popularne u zrakoplovnoj industriji.
Otpornost na koroziju odnosi se na sposobnost materijala da otpire kemijskim ili elektrokemijskim reakcijama, koje mogu uzrokovati degradaciju, oštećenje ili propadanje materijala. Otpornost na koroziju vrlo je važno svojstvo u znanosti o materijalima, posebno za primjene koje zahtijevaju izlaganje agresivnim okolinama ili korozivnim medijima. Otpornost na koroziju titanovih legura uglavnom je posljedica činjenice da na njihovoj površini stvara gustu, samoozdravljivu tanku oksidnu foliju. Ova pasivna folija daje titanovim legurama otpornost na koroziju koja je 100 puta veća od one kod nerđajućeg čelika. U inženjerstvu mora, titanove legure poznate su kao "metal iz mora" i postupno zamjenjuju nerđajući čelik zbog svojih karakteristika poput lagane mase, visoke čvrstoće i otpornosti na koroziju.
EN
Vruće vijesti
