Titan ble oppdaget av den engelske mineralogen og mineralogen William Gregor i 1791. Gregor analyserte magnetiske malm-sand fra Cornwall, England, og isolerte ilmenitt.
Fire år senere, i 1795, isolerte den tyske kjemikeren Martin Heinri Klaproth titanoksid fra rutil produsert i Ungarn, og ga det nye elementet navnet Titanium.
Metallisk titan ble først fremstilt i 1910 av Matthew A. Hunter ved Rensselaer Polytechnic Institute ved å varme TiCl4 med natrium。
I 1932 brukte den luxembourgske kjemikeren Wilhelm Justin Kroll TiCl4 og Na for å produsere store mengder titan. I begynnelsen av andre verdenskrig beviste han ved U.S. Bureau of Mines at titan kunne kommersielt utvinnes ved å bruke Ca i stedet for Mg som reduktionsmiddel for å redusere TiCl4. Metoden er kjent som «Kroll-prosessen» og brukes fremdeles mye i dag. Titanmetall ble først kommersielt produsert av DuPont i USA i 1948.
Inntil nå er Kina, USA, Russland og Japan de viktigste produsentene av titanprodukter, og deres kombinerte produksjon utgjør over 90 % av verdens totale titanproduksjon.
1. Grunnleggende egenskaper til titan og dets legeringer
Å være ærlig, er titan ikke et sjeldent metall; det er det niende mest forekommende elementet i jordskorpen og det fjerde mest brukte strukturmetallet, bare etter aluminium, jern og magnesium. Men det er dessverre slik at malm med høyt titaniuminnhold sjelden finnes i jordskorpen, og rent titan har aldri blitt funnet. Siden det er svært vanskelig å produsere rent titanmetall, har titan alltid vært så «dyrt». Selv i dag kan titan bare produseres i partier og intermittenter prosesser, og mangler kontinuerlig produksjonsprosess som andre strukturmetaller.
Av de 112 kjente grunnstoffene i det periodiske systemet (figur 1) er omtrent 85 % metaller eller metalloider. Det finnes ulike måter å klassifisere metaller på, for eksempel jernholdige metaller og ikke-jernholdige metaller, lette metaller og tunge metaller. Titan er et ikke-jernholdig metall og et lett metall.
Figur 1 det periodiske systemet
Titans atomnummer er 22. Dens standard atomvekt er 47,90, tettheten er 4,5 g/cm³, og smeltepunktet er opptil 1725 ℃. Titanium er en dimorf allotrop; ved temperaturer under 882,5 ℃ har det en tett-pakket heksagonal struktur α-titanium, og over 882,5 ℃ går det over til en kroppssentrert kubisk struktur β-titanium.
Egenskapene til metaller avhenger hovedsakelig av de metalliske bindingene mellom atomer i krystallgitteret, noe som betyr at de fritt bevegelige valenselektronene i gitteret fører til typiske metalliske egenskaper, som elektrisk ledningsevne. Disse egenskapene kan forandres ved plastisk deformasjon som følge av atomskjæring i gitteret, samt ved å tilsette urenhetsatomer i gitteret. Å tilsette andre metallelementer til rent titan for å forbedre dets mekaniske egenskaper ved romtemperatur (og høy temperatur) og korrosjonsbestandighet kalles titanlegering.
Titan og titanlegeringer har to fremtredende egenskaper: høy spesifikk fasthet og utmerket korrosjonsbestandighet.
Spesifikk fasthet er en indikator som måler forholdet mellom et materials fasthet og tetthet. Den defineres som forholdet mellom et materials fasthet (vanligvis uttrykt som strekkfasthet) og densitet. Spesifikk fasthet brukes til å vurdere materialets lastebæreevne per masseenhet og er en viktig parameter ved utforming av lette og faste konstruksjoner. Titanlegeringer er kjent for sin lave vekt og høye spesifikke fastheter, noe som gjør dem spesielt populære i luftfartsindustrien.
Korrosjonsbeskyttelse henviser til et materials evne til å motstå kjemiske eller elektrokjemiske reaksjoner, som kan føre til nedbrytning, skade eller forverring av materialet. Korrosjonsmotstand er en svært viktig egenskap innen materialvitenskap, spesielt for applikasjoner som innebærer eksponering for harde miljøer eller korrosive medier. Titaniumlegeringens korrosjonsmotstand skyldes hovedsakelig dets evne til å danne en tett, selvheilende oksidhinne på overflaten. Denne passiverte filmen gir titaniumlegeringer 100 ganger bedre korrosjonsmotstand enn rustfritt stål. I havteknikk er titaniumlegering kjent som «havmetallet» og har gradvis erstattet rustfritt stål på grunn av sine egenskaper som lav vekt, høy fasthet og korrosjonsmotstand.
EN
Siste nytt
