Titanul a fost descoperit de mineralogul englez William Gregor în 1791. Gregor a analizat nisipuri magnetice de minereu din Cornwall, Anglia, și a izolat ilmenitul.
Patru ani mai târziu, în 1795, din rutil produs în Ungaria, chimistul german Martin Heinri Klaproth a izolat oxidul de titan, numind acest nou element Titan.
Titanul metalic a fost obținut pentru prima dată în 1910 de Matthew A. Hunter la Institutul Politehnic Rensselaer prin încălzirea TiCl4 cu sodiu.
În 1932, chimistul luxemburghez Wilhelm Justin Kroll a folosit TiCl4 și Na pentru a produce o cantitate mare de titan. La începutul celui de-Al Doilea Război Mondial, a demonstrat la Biroul de Mine din SUA că titanul poate fi extras comercial prin utilizarea Ca în loc de Mg ca agent reductor pentru reducerea TiCl4, metodă cunoscută sub numele de „procesul Kroll”, care este încă utilizată pe scară largă și astăzi. Metalul titan a fost produs pentru prima dată în mod comercial de DuPont în Statele Unite în 1948.
Până în prezent, China, Statele Unite, Rusia și Japonia sunt principalii producători de produse din titan, producția lor combinată reprezentând peste 90% din producția mondială de titan.
1. Caracteristici de bază ale titanului și ale aliajelor sale
Să fim sinceri, titanul nu este un metal rar; este al nouălea element ca abundentă în scoarța terestră și al patrulea cel mai răspândit metal structural, doar după aluminiu, fier și magneziu. Este însă păcat că minereurile cu conținut ridicat de titan sunt rare în scoarța terestră, iar titanul pur nu a fost niciodată descoperit. Deoarece producerea metalului de titan pur este foarte dificilă, acesta este întotdeauna atât de „scump”. Chiar și astăzi, titanul poate fi produs doar în loturi și intermitent, fără un proces continuu de producție precum cel al altor metale structurale.
Dintre cele 112 elemente chimice cunoscute din tabelul periodic (Figura 1), aproximativ 85% sunt metale sau semimetale. Există diverse moduri de clasificare a metalelor, cum ar fi metale feroase și neferoase, metale ușoare și grele. Titanul este un metal neferos și ușor.
Figura 1 tabelul periodic
Numărul atomic al titanului este 22. Masa atomică standard este de 47,90, densitatea este de 4,5 g/cm³, iar punctul de topire ajunge până la 1725 °C. Titanul este un alotrop dimorf; la temperaturi sub 882,5 °C, are o structură hexagonală compactă α-titan, iar deasupra a 882,5 °C, se transformă într-o structură cubică cu centru β-titan.
Proprietățile metalelor depind în principal de legăturile metalice dintre atomi în rețea, ceea ce înseamnă că electronii de valență ușor mobili din rețea determină proprietățile lor metalice tipice, cum ar fi conductivitatea electrică, și pot forma aliaje prin deformări plastice rezultate din alunecarea atomică în rețea, precum și prin doparea cu atomi de impurități în rețea. Adăugarea altor elemente metalice la titanul pur pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice la temperatura camerei (sau la temperatură ridicată) și rezistența la coroziune poartă numele de aliaj de titan.
Titanul și aliajele sale au două proprietăți remarcabile: o rezistență specifică mare și o excelentă rezistență la coroziune.
Rezistență specifică este un indicator care măsoară relația dintre rezistența și densitatea unui material. Se definește ca raportul dintre rezistența unui material (de obicei exprimată ca rezistență la tracțiune) și densitatea acestuia. Rezistența specifică este utilizată pentru a evalua capacitatea de susținere a încărcăturii materialelor pe unitatea de masă și este un parametru important în proiectarea structurilor ușoare și cu înaltă rezistență. Aliajele de titan sunt recunoscute pentru greutatea lor redusă și pentru Rezistența specifică ridicată, ceea ce le face particular populare în industria aerospațială.
Rezistență la coroziune se referă la capacitatea unui material de a rezista reacțiilor chimice sau electrochimice, aceste reacții putând cauza degradarea, deteriorarea sau avarierea materialului. Rezistența la coroziune este o proprietate foarte importantă în știința materialelor, mai ales pentru aplicațiile care presupun expunerea la medii severe sau la substanțe corozive. Rezistența la coroziune a aliajului de titan se datorează în principal capacității acestuia de a forma un film subțire dens de oxid, care se autorepară, pe suprafața sa. Acest film de pasivare îi conferă aliajelor de titan o rezistență la coroziune de 100 de ori mai mare decât oțelul inoxidabil. În ingineria oceanică, aliajul de titan este cunoscut sub numele de „metalul oceanic” și a înlocuit treptat oțelul inoxidabil datorită caracteristicilor sale de ușurință, rezistență ridicată și rezistență la coroziune.
EN
Știri Populare
