Titanijum je otkrio engleski mineralog i mineraloš William Gregor 1791. godine. Gregor je analizirao magnetne rudačne peske u Kornvolu, Engleska, i izdvojio ilmenit.
Četiri godine kasnije, 1795. godine, iz rutila proizvedenog u Mađarskoj, nemački hemičar Martin Hajnri Klapprot izdvojio je titanijum-oksida i nazvao ovaj novi element Titanijum.
Metalni titanijum je prvi put pripremljen 1910. godine od strane Metjua A. Hanta na Politehničkom institutu Renselir zagrevanjem TiCl4 sa natrijumom。
Године 1932, луксембуршки хемичар Вилхелм Јустин Крол користио је TiCl4 и Na за производњу веће количине титанијума. На почетку Другог светског рата, доказао је у Америчком бироу за руднике да се титанијум може комерцијално добијати коришћењем Ca уместо Mg као редукционог средства за редукцију TiCl4, метода позната као „Кролов процес“, која се и данас широко користи. Метални титанијум први је комерцијално произвео ДуПонт у Сједињеним Америчким Државама 1948. године.
До данас, Кина, Сједињене Америчке Државе, Русија и Јапан су главни произвођачи титанијумских производа, а њихова укупна производња чини више од 90% светске производње титанијума.
1. Основне карактеристике титанијума и његових легура
Истину говорећи, титанијум није ретки метал, већ је девети по заступљености елемент у земљиној кори и четврти по заступљености структурни метал, само иза алуминијума, гвожђа и магнезијума. Жао нам је што се руде са високим садржајем титанијума врло ретко налазе у земљиној кори, а чисти титанијум никада није пронађен. Како је производња чистог титанијума веома тешка, титанијум је увек био „скуп“. Чак и данас, титанијум се може производити само партијски и прекидно, без непрекидног процеса производње као што је то случај код других структурних метала.
Од 112 познатих хемијских елемената у периодном систему (слика 1), око 85% су метали или металоиди. Постоји разних начина класификације метала, попут гвоздених и негвоздених метала, лаких и тешких метала. Титанијум је негвоздени и лаки метал.
Атомски број титанијума је 22. Стандардна атомска тежина је 47,90, густина је 4,5 g/cm³, а тачка топљења је до 1725℃. Титанијум је диморфни алотроп; на температурама испод 882,5℃ има блиско упаковану хексагоналну структуру α-титанијума, а изнад 882,5℃ прелази у телом центрирану кубну структуру β-титанијума.
Својства метала углавном зависе од металних веза између атома у решетци, што значи да слободно покретни валентни електрони у решетци обезбеђују типична метална својства, као што је електрична проводљивост, која се може постићи легирањем пластичним деформацијама услед померања атома у решетци, као и допирањем неправим атомима у решетку. Додавање других металних елемената чистом титанијуму ради побољшања механичких својстава на собној (високој) температури и отпорности на корозију назива се легура титанијума.
Титанијум и титанијумске легуре имају две истакнуте карактеристике: висок специфични отпор и изузетну отпорност на корозију.
Specifična čvrstoća je pokazatelj koji meri odnos između čvrstoće i gustine materijala. Definiše se kao odnos čvrstoće materijala (najčešće izražene zateznom čvrstoćom) i njegove gustine. Specifična čvrstoća se koristi za procenu nosivosti materijala po jedinici mase i važan je parametar pri projektovanju laganih i visokopotpornih konstrukcija. Titanijumске legure prepoznaju se po svojoj laganoj težini i visokoj specifičnoj čvrstoći, zbog čega su naročito popularne u vazduhoplovnoj industriji.
Отпорност на корозију односи се на способност материјала да отпорава хемијским или електрохемијским реакцијама, које могу изазвати деградацију, оштећење или пропадање материјала. Отпорност према корозији је веома важна особина у науци о материјалима, посебно за примене које захтевају излагање тешким условима или корозивним срединама. Отпорност титанијумске легуре према корозији углавном је због тога што може да формира густу, самопоправљајућу танку оксидну филм која се ствара на њеној површини. Ова пасивациона филм даје титанијумским легурама чак 100 пута већу отпорност према корозији у односу на нерђајући челик. У инжењерству океана, титанијумска легура је позната као „метал океана“ и постепено замењује нерђајући челик због својих карактеристика мале тежине, високе чврстоће и отпорности према корозији.
EN
Vesti
