О титанијуму

Sep 19, 2025

Титан је открио енглески минералог и минералог Вилијам Грегор 1791. године. Грегор је анализирао магнетне руде у песку у Корнуолу, у Енглеској, и изоловао илменит.

Четири године касније, 1795. године, из рутила који је произвео Мађарска, немачки хемичар Мартин Хајнри Клапрот је изоловао титанијум оксид и назвао овај нови елемент Титанијум.

Метални титан је први пут припремио 1910. године Метхие А. Хантер на Ренсселеар Политехничком институту загревањем ТиЦл4 са натријем.

Године 1932. луксембуршки хемичар Вилхелм Џастин Крол користио је ТиЦЛ4 и На за производњу велике количине титана. На почетку Другог светског рата, доказао је у америчком бироу за руднике да се титан може комерцијално извући коришћењем ЦА уместо МГ-а као редуктанса за смањење ТиЦЛ4, метода је позната као Кролл процес, и још увек се широко користи до данас. Титанијум је први пут комерцијално произведен од стране Дјупонта у Сједињеним Државама 1948. године.

До сада, Кина, Сједињене Америчке Државе, Русија и Јапан су главни произвођачи титана производи , њихова укупна производња чини више од 90% светске производње титана.

1.Основне карактеристике титана и његових легура

Да будем искрен, титан није ретки метал, он је девети најобилнији елемент у Земљиној коре, и четврти најобилнији структурни метал, само после алуминијума, гвожђа и магнезијума. Али је жалосно што се руде са високим садржајем титана ретко налазе у земљиној коре, а чист титан никада није откривен. Пошто је веома тешко произвести чист титанијумски метал, титанијум је увек тако "скуп". Чак и сада, титан се може произвести само у серији и повремено, не имају континуиран производњи процес као други структурни метали.

Међу 112 познатих хемијских елемената у периодичном табели (слика 1), око 85% су метали или металоиди. Постоје различити начини класификације метала, као што су гвожђе и негвожђе, лаки метали и тешки метали. Титан је нежелени метал и лаки метал.

Слика 1 Периодична табела

Титанијум има атомски број 22. Његова стандардна атомска тежина је 47,90, густина је 4,5 г/см3, а тачка топљења је до 1725 °C. Титан је диморфни аллотроп, на температурама испод 882,5 °C, он је чврсто упакована хексагонална структура α-титана, а изнад 882,5 °C, он ће у кубичну структуру са телом у центру β-титана.

Свойства метала углавном зависе од металних веза између атома у решетци, што значи да слободно крећући валентни електрони у решетци доводе до типичних металних својстава, као што је електрична проводност, која се може легурати пластичним деформацијама које произлазе из атомског клизања у решетци Додавање других металних елемената чистом титанијуму како би се побољшала његова механичка својства и отпорност на корозију на собу (висока температура) назива се титанијумска легура.

Титан и титанове легуре имају две изузетне особине: високу специфичну чврстоћу и одличну отпорност на корозију.

Специфична снага је индикатор који мере однос између чврстоће и густине материјала. Она се дефинише као однос чврстоће материјала (обично изражена као чврстоћа за истезање) према његовој густини. Специфична чврстоћа се користи за процену оптерећења материјала у јединици масе и важан је параметар у пројектовању лаких и јаких конструкција. Титанове легуре су познате по својој лакињи и високој специфичној чврстоћи, што их чини посебно популарним у ваздухопловној индустрији.

Отпорност на корозију означава способност материјала да издржи хемијске или електрохемијске реакције, које могу изазвати деградацију, оштећење или погоршање материјала. Отпорност на корозију је веома важна особина у науци о материјалима, посебно за апликације које захтевају излагање суровим окружењима или корозивним медијима. Отпорност титанијумске легуре на корозију је углавном због тога што може да формира густу, самозаздрављујућу се оксидну танку пликову која се формира на његовој површини. Овај пасивациони филм даје титанијумским легурама 100 пута већу отпорност на корозију од нерђајућег челика. У океанологији, титанијум је познат као "океански метал" и постепено је заменио нерђајући челик због своје лаке тежине, високе чврстоће и корозионске отпорности.