Cheminės titano savybės. Bendrosios charakteristikos. Atradimų istorija. Privalumai ir trūkumai

Titanas užima 4 vietą pagal pasiskirstymą gamyboje, tačiau efektyvi jo išgavimo technologija buvo sukurta tik praėjusio amžiaus 40-aisiais. Tai sidabro spalvos metalas, pasižymintis mažu savituoju sunkiu ir unikaliomis savybėmis. Norint išanalizuoti pasiskirstymo pramonėje ir kitose srityse laipsnį, būtina išsakyti titano savybes ir jo lydinių apimtį.

Pagrindinės charakteristikos

Metalo savitasis svoris yra mažas - tik 4,5 g/cm³. Antikorozinės savybės atsiranda dėl ant paviršiaus susidariusios stabilios oksido plėvelės. Dėl šios kokybės titanas nepakeičia savo savybių ilgai veikiant vandeniu, druskos rūgštimi. Pažeistos vietos neatsiranda dėl įtampos, kuri yra pagrindinė plieno problema.

Gryna forma titanas turi šias savybes ir savybes:

• nominali lydymosi temperatūra — 1660°С;
• esant šiluminei įtakai +3 227 ° С užverda;
• atsparumas tempimui - iki 450 MPa;
• pasižymi mažu elastingumo indeksu - iki 110,25 GPa;
• pagal HB skalę kietumas yra 103;
• takumo riba yra viena iš optimaliausių tarp metalų - iki 380 MPa;
• gryno titano šilumos laidumas be priedų - 16,791 W / m * C;
• minimalus šiluminio plėtimosi koeficientas;
• šis elementas yra paramagnetas.

Palyginimui, šios medžiagos stiprumas yra 2 kartus didesnis nei grynos geležies ir 4 kartus didesnis nei aliuminio. Titanas taip pat turi dvi polimorfines fazes – žemos temperatūros ir aukštos temperatūros.

Pramoniniams poreikiams grynas titanas nenaudojamas dėl didelių sąnaudų ir reikalingų eksploatacinių savybių. Siekiant padidinti standumą, į kompoziciją pridedami oksidai, hibridai ir nitridai. Retai keiskite medžiagos charakteristikas, kad padidintumėte atsparumą korozijai. Pagrindiniai priedų tipai lydiniams gauti: plienas, nikelis, aliuminis. Kai kuriais atvejais jis atlieka papildomo komponento funkcijas.

Naudojimo sritys

Dėl mažo savitojo svorio ir stiprumo parametrų titanas plačiai naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje. Jis naudojamas kaip pagrindinė konstrukcinė medžiaga gryna forma. Ypatingais atvejais, sumažinus atsparumą karščiui, gaminami pigesni lydiniai. Tuo pačiu metu jo atsparumas korozijai ir mechaninis stiprumas išlieka nepakitę.

Be to, medžiaga su titano priedais buvo pritaikyta šiose srityse:

• Chemijos pramonė. Atsparumas beveik visoms agresyvioms terpėms, išskyrus organines rūgštis, leidžia gaminti sudėtingą įrangą su gerais nereikalaujančiais priežiūros rodikliais.
• Transporto priemonių gamyba. Priežastis yra mažas savitasis svoris ir mechaninis stiprumas. Iš jo gaminami rėmai arba laikantys konstrukciniai elementai.
• Vaistas. Specialiems tikslams naudojamas specialus nitinolio (titano ir nikelio) lydinys. Jo skiriamasis bruožas yra formos atmintis. Siekiant sumažinti pacientų naštą ir sumažinti neigiamo poveikio organizmui tikimybę, daugelis medicininių įtvarų ir panašių prietaisų gaminami iš titano.
• Pramonėje metalas naudojamas korpusų ir atskirų įrangos elementų gamybai.
• Titano papuošalai turi unikalią išvaizdą ir pojūtį.

Daugeliu atvejų medžiaga apdorojama gamykloje. Tačiau yra nemažai išimčių – žinant šios medžiagos savybes, dalis darbų, siekiant pakeisti gaminio išvaizdą ir jo charakteristikas, gali būti atliekami namų dirbtuvėse.

Apdorojimo ypatybės

Norint suteikti gaminiui norimą formą, būtina naudoti specialią įrangą – tekinimo stakles ir frezavimo stakles. Titano pjaustymas ar frezavimas rankiniu būdu neįmanomas dėl jo kietumo. Be įrangos galios ir kitų charakteristikų pasirinkimo, būtina pasirinkti tinkamus pjovimo įrankius: frezus, pjaustytuvus, sriegtuvus, grąžtus ir kt.

Tai atsižvelgia į šiuos niuansus:

• Titano drožlės yra labai degios. Būtina priverstinai aušinti detalės paviršių ir dirbti minimaliu greičiu.
• Gaminio lenkimas atliekamas tik iš anksto pakaitinus paviršių. Priešingu atveju gali atsirasti įtrūkimų.
• Suvirinimas. Turi būti laikomasi specialių sąlygų.

Titanas yra unikali medžiaga, pasižyminti geromis eksploatacinėmis savybėmis ir techninėmis savybėmis. Tačiau norint jį apdoroti, turėtumėte žinoti technologijos specifiką ir, svarbiausia, saugos priemones.

Tai viena iš svarbiausių konstrukcinių medžiagų, nes joje dera stiprumas, kietumas ir lengvumas. Tačiau kitos metalo savybės yra labai specifinės, todėl medžiagos gavimo procesas yra sudėtingas ir brangus. Ir šiandien mes apsvarstysime pasaulines titano gamybos technologijas, trumpai paminėsime ir.

Yra dviejų modifikacijų metalo.

• α-Ti- egzistuoja iki 883 C temperatūros, turi tankią šešiakampę gardelę.
• β-Ti– turi į kūną orientuotą kubinę gardelę.

Perėjimas atliekamas labai mažai keičiant tankį, nes pastarasis palaipsniui mažėja kaitinant.

• Titano gaminių eksploatavimo metu daugeliu atvejų jie susiduria su α faze. Tačiau lydydami ir gamindami lydinius metalurgai dirba su β modifikacija.
• Antroji medžiagos savybė – anizotropija. Medžiagos elastingumo koeficientas ir magnetinis jautrumas priklauso nuo krypties, o skirtumas yra gana pastebimas.
• Trečias požymis – metalo savybių priklausomybė nuo grynumo. Paprastas techninis titanas netinka, pavyzdžiui, naudoti raketų moksle, nes dėl priemaišų praranda atsparumą karščiui. Šioje pramonėje naudojamos tik itin grynos medžiagos.

Šis vaizdo įrašas papasakos apie titano sudėtį:

Titano gamyba

Metalas pradėtas naudoti tik praėjusio amžiaus 50-aisiais. Jo gavyba ir gamyba yra sudėtingas procesas, dėl kurio šis gana dažnas elementas buvo klasifikuojamas kaip sąlyginai retas. O tada svarstysime apie titano gamybos cechų technologijas, įrangą.

Žaliava

Titanas yra 7-as pagal gausumą gamtoje. Dažniausiai tai yra oksidai, titanatai ir titanosilikatai. Didžiausias medžiagos kiekis yra dioksiduose - 94–99%.

• Rutilas- stabiliausia modifikacija, yra melsvas, rusvai gelsvas, raudonas mineralas.
• Anatazas- gana retas mineralas, 800-900 C temperatūroje virsta rutilu.
• Brookite- rombinės sistemos kristalas, esant 650 C temperatūrai, mažėjant tūriui, negrįžtamai virsta rutilu.

• Metalo junginiai su geležimi yra labiau paplitę - ilmenitas(iki 52,8 % titano). Tai yra geiklitas, pirofanitas, krichtonas - ilmenito cheminė sudėtis yra labai sudėtinga ir labai įvairi.
• Naudojamas pramoniniais tikslais, dėl atmosferos poveikio ilmenitas - leukoksenas. Čia vyksta gana sudėtinga cheminė reakcija, kurios metu iš ilmenito gardelės pašalinama dalis geležies. Dėl to titano tūris rūdoje padidėja – iki 60%.
• Taip pat naudojama rūda, kur metalas nėra susietas su juodąja geležimi, kaip ilmenite, bet veikia geležies oksido titanato pavidalu - tai arizonitas, pseudobrookitas.

Didžiausią reikšmę turi ilmenito, rutilo ir titanomagnetito telkiniai. Jie skirstomi į 3 grupes:

• magminis- yra susiję su ultrabazinių ir bazinių uolienų paplitimo sritimis, kitaip tariant, su magmos paplitimu. Dažniausiai tai yra ilmenito, titanomagnetito ilmenito-hematito rūdos;
• egzogeninės nuosėdos- ilmenito ir rutilo vietos ir liekamosios, aliuvinės, aliuvinės ežerų nuosėdos. Taip pat pakrantės-jūrinės vietos, titano, anatazės rūdos atmosferos plutose. Didžiausią reikšmę turi pakrantės-jūrinės vietos;
• metamorfizuoti telkiniai– smiltainiai su leukoksenu, ilmenito-magnetito rūdos, kieti ir pasklidę.

Egzogeniniai telkiniai – liekamieji arba aliuviniai, susidaro atviru metodu. Tam naudojamos žemsiurbės ir ekskavatoriai.

Pirminių telkinių vystymasis siejamas su kasyklų skęstymu. Gauta rūda susmulkinama ir sodrinama vietoje. Taikyti gravitacinį sodrinimą, flotaciją, magnetinį atskyrimą.

Titano šlakas gali būti naudojamas kaip žaliava. Jame yra iki 85% metalo dioksido.

Gamybos technologija

Metalo gamybos iš ilmenito rūdos procesas susideda iš kelių etapų:

• redukcinis lydymas, siekiant gauti titano šlaką;
• šlako chloravimas;
• metalo gamyba regeneravimo būdu;
• titano rafinavimas - kaip taisyklė, atliekamas siekiant pagerinti gaminio savybes.

Procesas yra sudėtingas, daugiapakopis ir brangus. Dėl to gana įperkamas metalas yra labai brangus gaminti.

Šis vaizdo įrašas papasakos apie titano gamybą:

Šlako priėmimas

Ilmenitas yra titano oksido ir juodosios geležies junginys. Todėl pirmojo gamybos etapo tikslas – atskirti dioksidą nuo geležies oksidų. Tam sumažinami geležies oksidai.

Procesas atliekamas elektros lanko krosnyse. Į krosnį kraunamas Ilmenito koncentratas, po to įvedamas reduktorius - anglis, antracitas, koksas ir kaitinama iki 1650 C. Tokiu atveju iš oksido redukuojama geležis. Ketus gaunamas iš redukuotos ir karbonizuotos geležies, o titano oksidas pereina į šlaką. Pastarajame galiausiai yra 82–90 % titano.

Ketaus ir šlakas pilamas į atskiras formas. Ketus naudojamas metalurgijos gamyboje.

Šlako chloravimas

Proceso tikslas – gauti metalo tetrachloridą tolesniam naudojimui. Tiesiogiai chloruoti ilmenito koncentrato neįmanoma, nes susidaro didelis geležies chlorido kiekis - junginys labai greitai sunaikina įrangą. Todėl neįmanoma išsiversti be išankstinio geležies oksido pašalinimo etapo. Chloravimas atliekamas kasyklų arba druskos chloravimo įrenginiuose. Procesas yra šiek tiek kitoks.

• Kasyklos chlorintuvas- išklota cilindrine iki 10 m aukščio ir iki 2 m skersmens konstrukcija.Iš viršaus į chlorintuvą dedami briketai iš susmulkinto šlako, o vamzdeliais tiekiamos magnio elektrolizatorių dujos, kuriose yra 65–70 % chloro. Titano šlako ir chloro reakcija vyksta išsiskiriant šilumai, kuri užtikrina procesui reikalingą temperatūrą. Dujinis titano tetrachloridas pašalinamas per viršų, o likęs šlakas nuolat pašalinamas iš apačios.
• Druskos chlorintuvas, kamera išklota šamotu ir pusiau užpildyta panaudotu magnio elektrolitiniu elektrolitu. Lydelyje yra metalų chloridų – natrio, kalio, magnio ir kalcio. Iš viršaus į lydalą paduodamas susmulkintas titano šlakas ir koksas, o iš apačios įpurškiamas chloras. Kadangi chlorinimo reakcija yra egzoterminė, temperatūros režimą palaiko pats procesas.

Titano tetrachloridas valomas keletą kartų. Dujose gali būti anglies dioksido, anglies monoksido ir kitų priemaišų, todėl valymas atliekamas keliais etapais.

Panaudotas elektrolitas periodiškai keičiamas.

Metalo priėmimas

Metalas redukuojamas iš tetrachlorido magniu arba natriu. Sumažėjimas įvyksta išsiskiriant šilumai, todėl reakciją galima atlikti be papildomo kaitinimo.

Regeneravimui naudojamos elektrinės varžos krosnys. Pirmiausia į kamerą įdedama 2–3 m aukščio sandari kolba iš chromo lydinių, įkaitinus indą iki +750 C, į jį įpilama magnio. Ir tada patiekiamas titano tetrachloridas. Maitinimas reguliuojamas.

1 atkūrimo ciklas trunka 30–50 valandų, kad temperatūra nepakiltų aukščiau 800–900 C, retorta pučiama oru. Dėl to gaunama nuo 1 iki 4 tonų kempinės masės - metalas nusėda trupinių pavidalu, kurie sukepinami į porėtą masę. Skystas magnio chloridas periodiškai nusausinamas.

Porėta masė sugeria gana daug magnio chlorido. Todėl po redukavimo atliekama vakuuminė distiliacija. Tam retorta įkaitinama iki 1000 C, joje sukuriamas vakuumas ir palaikoma 30–50 valandų. Per tą laiką nešvarumai išgaruoja.

Redukcija natriu vyksta panašiai. Skirtumas yra tik paskutiniame etape. Norint pašalinti natrio chlorido nešvarumus, titano kempinė susmulkinama, o druska iš jos išplaunama paprastu vandeniu.

Rafinavimas

Aukščiau aprašytu būdu gautas techninis titanas yra gana tinkamas chemijos pramonės įrangai ir konteineriams gaminti. Tačiau toms vietoms, kur reikalingas didelis atsparumas karščiui ir savybių vienodumas, metalas netinka. Tokiu atveju kreipkitės į rafinavimą.

Rafinavimas atliekamas termostate, kuriame palaikoma 100–200 C temperatūra. Į kamerą dedama retorta su titano kempine, o vėliau specialiu prietaisu uždaroje kameroje sulaužoma kapsulė su jodu. Jodas reaguoja su metalu ir susidaro titano jodidas.

Retortoje ištempti titaniniai laidai, kuriais teka elektros srovė. Viela įkaitinama iki 1300-1400 C, susidaręs jodidas suyra ant vielos, sudarydamas gryniausio titano kristalus. Jodas išsiskiria, reaguoja. Su nauja titano kempinės dalimi procesas tęsiasi tol, kol baigsis metalas. Gamyba sustabdoma, kai dėl titano augimo vielos skersmuo tampa 25–30 mm. Viename iš tokių aparatų galima gauti 10 kg metalo, kurio dalis yra 99,9–99,99%.

Jei reikia gauti kaliojo metalo luituose, jie vyksta kitaip. Norėdami tai padaryti, titano kempinė išlydoma vakuuminėje lankinėje krosnyje, nes metalas aktyviai sugeria dujas esant aukštai temperatūrai. Eksploatacinis elektrodas pagamintas iš titano atliekų ir kempinės. Skystas metalas kietėja aparate vandeniu aušinamoje formoje.

Lydymas paprastai kartojamas du kartus, siekiant pagerinti luitų kokybę.

Dėl medžiagos savybių – reakcijų su deguonimi, azotu ir dujų absorbcijos, visų titano lydinių gamyba taip pat įmanoma tik elektrinėse lankinėse vakuuminėse krosnyse.

Apie Rusiją ir kitas titaną gaminančias šalis skaitykite toliau.

Populiarūs gamintojai

Titano gamybos rinka gana uždara. Paprastai šalys, gaminančios didelį kiekį metalo, pačios yra jos vartotojos.

Rusijoje didžiausia ir bene vienintelė įmonė, užsiimanti titano gamyba, yra VSMPO-Avisma. Jis laikomas didžiausiu metalo gamintoju, tačiau tai nėra visiškai tiesa. Įmonė gamina penktadalį titano, tačiau pasaulinis jo suvartojimas atrodo kitaip: gaminiams ir lydiniams paruošti išleidžiama apie 5 proc., o dioksidui gaminti – 95 proc.

Taigi, titano gamyba pasaulyje pagal šalis:

• Kinija yra pirmaujanti gaminanti šalis. Šalyje yra didžiausios titano rūdos atsargos. Iš 18 žinomų titano kempinių gamyklų 9 yra Kinijoje.
• Japonija yra antroje vietoje. Įdomu tai, kad tik 2-3% metalo šalyje patenka į aviacijos ir kosmoso sektorių, o likusi dalis naudojama chemijos pramonėje.
• Trečią vietą pasaulyje titano gamyboje užima Rusija ir daugybė jos gamyklų. Tada ateina Kazachstanas.
• JAV yra kita gaminanti šalis sąraše, titaną vartoja tradiciniu būdu: 60–75 % titano sunaudoja aviacijos ir kosmoso pramonė.

Titano gamyba yra technologiškai sudėtingas, brangus ir ilgas procesas. Tačiau šios medžiagos poreikis yra toks didelis, kad prognozuojamas didelis metalo gamybos padidėjimas.

Šis vaizdo įrašas jums pasakys, kaip titanas pjaustomas vienoje iš Rusijos gamybos įrenginių:

Vienos medžiagos stiprumo ir lengvumo derinys yra toks vertingas parametras, kad į kitas medžiagos savybes ir ypatybes galima visiškai nepaisyti. brangus , atsparus temperatūrai tik itin gryna forma, sunku naudoti, bet visa tai pasirodo antraeilis dalykas, palyginti su mažo svorio ir didelio stiprumo deriniu.

Šiame straipsnyje bus pasakojama apie titano naudojimą karinėje aviacijoje, pramonėje, medicinoje, orlaivių gamyboje, papuošalų, titano lydinių gamyboje ir buityje.

Metalo taikymo sritis būtų daug platesnė, jei nebūtų didelių jo gamybos sąnaudų. Dėl šios priežasties titanas naudojamas tik tose srityse, kuriose tokios brangios medžiagos naudojimas yra ekonomiškai pagrįstas. Tai lemia ne tik tvirtumą ir lengvumą, bet ir atsparumą korozijai, palyginamą su tauriųjų metalų atsparumu ir ilgaamžiškumu.

Metalo savybės neįprastai stipriai priklauso nuo grynumo, todėl techninio ir gryno titano panaudojimas yra vertinamas kaip 2 atskiri klausimai.

Apie tai, kokias savybes titanas taip plačiai naudojamas pramonėje, šis vaizdo įrašas parodys:

techninis metalas

Techniniame titane gali būti įvairių priemaišų, kurios neturi įtakos cheminėms medžiagos savybėms, bet turi įtakos fizinėms. Techninis titanas praranda tokią vertingą savybę kaip atsparumas karščiui ir gebėjimą dirbti aukštesnėje nei 500-600 C temperatūroje. Bet jo atsparumas korozijai niekaip nesumažėja.

• Tai ir yra jo panaudojimo priežastis – chemijos pramonėje ir bet kurioje kitoje srityje, kur būtina užtikrinti gaminių atsparumą agresyvioje aplinkoje. Iš titano gaminamos talpyklos, jungiamosios detalės, reaktorių dalys, vamzdynai ir siurbliai, kurių paskirtis – neorganinių ir organinių rūgščių bei bazių judėjimas. Dauguma titano lydinių turi tas pačias savybes.
• Lengvas svoris kartu su atsparumu korozijai suteikia dar vieną pritaikymą - transporto įrangos, ypač geležinkelio transporto, gamyboje. Titano lakštų ir strypų naudojimas automobilių ir traukinių gamyboje leidžia sumažinti traukinių masę, taigi ir ašių dėžių bei kaklų dydį, todėl trauka tampa efektyvesnė.

Įprastuose automobiliuose išmetimo sistemos ir spyruoklės yra pagamintos iš titano. Lenktyniniuose automobiliuose titano pavaros blokai gali žymiai palengvinti automobilį ir pagerinti jo savybes.

• Titanas yra nepamainomas gaminant šarvuočius: čia lemiamas stiprumo ir lengvumo derinys.
• Didelis atsparumas korozijai ir lengvumas daro medžiagą patrauklią ir jūrų reikalams. Titanas naudojamas gaminant plonasienius vamzdžius ir šilumokaičius, povandeninius išmetimo duslintuvus, vožtuvus, sraigtus, turbinų komponentus ir kt.

Titano gaminiai (nuotrauka)

grynas metalas

Grynas metalas pasižymi labai dideliu atsparumu karščiui, gali dirbti esant didelei apkrovai ir aukštai temperatūrai. Ir, atsižvelgiant į mažą svorį, metalo naudojimas raketų ir orlaivių pramonėje yra akivaizdus.

• Metalas ir jo lydiniai naudojami tvirtinimo detalėms, apdailai, važiuoklės detalėms, galios komplektui ir kt. Be to, medžiaga naudojama orlaivių variklių konstrukcijoje, todėl jų svorį galima sumažinti 10–25%.
• Per tankius atmosferos sluoksnius raketos patiria siaubingą apkrovą. Titano ir jo lydinių naudojimas leidžia išspręsti statinio aparato ištvermės, nuovargio stiprumo ir tam tikru mastu šliaužimo problemą.
• Kitas gryno titano pritaikymas yra elektrovakuuminių prietaisų dalių, skirtų veikti perkrovos sąlygomis, gamyba.
• Metalas yra nepamainomas gaminant kriogeninę technologiją: titano stiprumas tik didėja mažėjant temperatūrai, tačiau išlaikomas tam tikras plastiškumas.
• Titanas yra turbūt pati biologiškai inertiškiausia medžiaga. Komerciniu požiūriu grynas metalas naudojamas visų rūšių išoriniams ir vidiniams protezams iki širdies vožtuvų gaminti. Titanas yra suderinamas su biologiniais audiniais ir nesukėlė nė vieno alergijos atvejo. Be to, medžiaga naudojama chirurginiams instrumentams, vežimėlių ramentams, vežimėliams ir pan.

Tačiau dėl viso atsparumo temperatūroms ir ilgaamžiškumo metalas nenaudojamas gaminant guolius, įvores ir kitas dalis, kur tikimasi trinties. Titanas turi mažas antifrikcines savybes ir šios problemos negalima išspręsti naudojant priedus.

Titanas yra gerai poliruotas, anoduotas – spalvotas, todėl dažnai naudojamas meno kūriniuose ir architektūroje. Pavyzdys – paminklas pirmajam dirbtiniam žemės palydovui arba paminklas. Y. Gagarinas.

Apie titano gaminių ženklinimą, jo naudojimo instrukcijas ir kitus svarbius metalo naudojimo statybose punktus apibūdinsime toliau.

Toliau pateiktame vaizdo įraše parodytas titano ironizavimo procesas:

Jo naudojimas statybose

Žinoma, liūto dalis titano naudojama orlaivių pramonėje ir transporto pramonėje, kur ypač svarbus stiprumo ir lengvumo derinys. Tačiau medžiaga taip pat naudojama statybose ir būtų naudojama plačiau, jei ne didelė kaina.

Titano danga

Ši technologija vis dar nėra paplitusi, tačiau, pavyzdžiui, Japonijoje titano lakštai itin plačiai naudojami stogų ir net vidaus patalpų apdailai. Statyboje naudojamų medžiagų dalis yra daug didesnė nei naudojama aviacijos sektoriuje.

Taip yra dėl tokio apmušimo stiprumo ir nuostabių dekoratyvinių galimybių. Anodinės oksidacijos būdu ant lakšto paviršiaus galima gauti įvairaus storio oksidų sluoksnį. Tada spalva pasikeičia. Keičiant atkaitinimo laiką ir intensyvumą galima gauti geltonos, turkio, mėlynos, rožinės, žalios spalvos.

Anoduojant azoto atmosferoje, lakštai gaminami su titano nitrido sluoksniu. Taip gaunama pačių įvairiausių aukso atspalvių.Ši technologija naudojama restauruojant architektūros paminklus – pavyzdžiui, restauruojant bažnyčias.

Siūliniai stogai

Ši parinktis jau labai paplitusi. Tačiau, tiesa, jo pagrindas yra ne pats titanas, o jo lydinys.

Patys siūliniai stogai žinomi labai seniai, tačiau jau seniai nebuvo populiarūs. Tačiau šiandien dėl aukštųjų technologijų ir techno stilių mados atsiranda poreikis skaldytų ir įbrėžtų paviršių, ypač tų, kurie patenka į pastato fasadą. Ir tai suteikia tokią galimybę.

Jos gebėjimas formuotis yra beveik neribotas. O lydinio naudojimas suteikia ir išskirtinio stiprumo, ir neįprasčiausios išvaizdos. Nors tiesą sakant, pagrindinė matinė plieno spalva laikoma garbingiausia.

Kadangi cinko-titano kaliumas yra gana geras, iš lydinio gaminamos įvairios sudėtingos dekoratyvinės detalės: stogo kraigai, vandeniui atsparūs atoslūgiai, karnizai ir pan.

Tokia titano, kaip fasado apdaila, taikymo sritis trumpai aptariama toliau.

Fasado apdaila

Gaminant apdailos plokštes, taip pat naudojamas cinko-titano. Plokštės naudojamos tiek fasadų apdailai, tiek vidaus apdailai. Priežastis ta pati – tvirtumo, išskirtinio lengvumo ir dekoratyvumo derinys.

Gaminamos įvairių formų plokštės – lamelių, rombų, modulių, svarstyklių ir pan. Įdomiausia tai, kad plokštės gali būti ne plokščios, o įgauti beveik bet kokią trimatę formą. Dėl to tokia apdaila įmanoma ant bet kokios neįsivaizduojamos konfigūracijos sienų ir pastatų.

Produkto lengvumas lemia dar vieną visiškai unikalų pritaikymą. Įprastas ventiliuojamas fasadas taip pat reiškia tarpą tarp dangos ir izoliacijos. Tačiau lengvas cinko-titano plokštes galima montuoti ant judančių atidarymo mechanizmų, suformuojant sistemą, panašią į žaliuzes. Plokštės, jei reikia, gali nukrypti nuo plokštumos 90 laipsnių kampu.

Titanas pasižymi unikaliu stiprumo, lengvumo ir atsparumo korozijai deriniu. Šios savybės lemia jo naudojimą, nepaisant didelės medžiagos kainos.

Šis vaizdo įrašas jums pasakys, kaip pasidaryti titano žiedą:

Paminklas kosmoso užkariautojams pagerbti Maskvoje pastatytas 1964 m. Šio obelisko suprojektavimas ir pastatymas užtruko beveik septynerius metus (1958-1964). Autoriams teko spręsti ne tik architektūrines ir menines, bet ir technines problemas. Pirmasis iš jų buvo medžiagų pasirinkimas, įskaitant apdailą. Po ilgų eksperimentų jie apsigyveno ant titano lakštų, nupoliruotų iki blizgesio.

Iš tiesų, daugeliu savybių, o ypač atsparumo korozijai, titanas pranoksta daugumą metalų ir lydinių. Kartais (ypač populiariojoje literatūroje) titanas vadinamas amžinuoju metalu. Bet pirmiausia pakalbėkime apie šio elemento istoriją.

Oksiduotas ar neoksiduotas?

Iki 1795 metų elementas Nr.22 buvo vadinamas „menakinu“. Taip jį 1791 metais pavadino anglų chemikas ir mineralogas Williamas Gregoras, atradęs naują elementą mineraliniame menakanite (šiuolaikiniuose mineraloginiuose žinynuose šio pavadinimo neieškokite – menakanitas taip pat buvo pervadintas, dabar vadinamas ilmenitu).

Praėjus ketveriems metams po Gregoro atradimo, vokiečių chemikas Martinas Klaprothas kitame minerale – rutile – atrado naują cheminį elementą ir pavadino jį titanu elfų karalienės Titanijos garbei (germanų mitologija).

Pagal kitą versiją, elemento pavadinimas kilęs iš titanų, galingų žemės deivės sūnų - Gajos (graikų mitologija).

1797 m. paaiškėjo, kad Gregoras ir Klaprothas atrado tą patį elementą, ir nors Gregoras tai padarė anksčiau, naujajam elementui buvo sukurtas Klaproto suteiktas vardas.

Tačiau nei Gregorui, nei Klaprothui nepavyko gauti elemento titano. Jų išskirti balti kristaliniai milteliai buvo titano dioksidas TiO 2 . Ilgą laiką niekam iš chemikų nepavyko redukuoti šio oksido, išskirti iš jo gryną metalą.

1823 metais anglų mokslininkas W. Wollastonas pranešė, kad kristalai, kuriuos jis atrado Merthyr Tydville gamyklos metalurgijos šlakuose, buvo ne kas kita, kaip grynas titanas. O po 33 metų garsus vokiečių chemikas F. Wöhleris įrodė, kad šie kristalai vėlgi buvo titano junginys, šį kartą metalą primenantis karbonitridas.

Daugelį metų buvo manoma, kad metalas Pirmą kartą titaną Berzelius gavo 1825 m. redukuojant kalio fluorotitanatą natrio metalu. Tačiau šiandien, lyginant titano ir Berzelio gauto gaminio savybes, galima teigti, kad Švedijos mokslų akademijos prezidentas klydo, nes grynas titabnas greitai ištirpsta vandenilio fluorido rūgštyje (skirtingai nei daugelis kitų rūgščių), o Berzelio metalinis titanas sėkmingai priešinosi jo veikimui.

Tiesą sakant, Ti pirmą kartą tik 1875 metais gavo rusų mokslininkas D.K.Kirillovas. Šio darbo rezultatai paskelbti jo brošiūroje „Titano tyrimai“. Tačiau mažai žinomo rusų mokslininko darbas liko nepastebėtas. Dar po 12 metų gana gryną produktą – apie 95 % titano – gavo Berzelio tautiečiai, garsūs chemikai L. Nilssonas ir O. Petersonas, kurie plieninėje hermetiškoje bomboje redukavo titano tetrachloridą natrio metalu.

1895 m. prancūzų chemikas A. Moissanas, lankinėje krosnyje redukuodamas titano dioksidą anglimi ir gautą medžiagą dvigubai rafinuodamas, gavo titaną, kuriame buvo tik 2% priemaišų, daugiausia anglies. Galiausiai 1910 metais amerikiečių chemikui M. Hunteriui, patobulinus Nilssono ir Petersono metodą, pavyko gauti kelis gramus titano, kurio grynumas siekė apie 99%. Štai kodėl daugumoje knygų metalinio titano gavimo prioritetas priskiriamas Hunteriui, o ne Kirillovui, Nilsonui ar Moissanui.

Tačiau nei Hunteris, nei jo amžininkai neprognozavo titanui didelės ateities. Metale buvo tik kelios dešimtosios procento priemaišų, tačiau dėl šių priemaišų titanas tapo trapus, trapus, netinkamas apdirbti. Todėl kai kurie titano junginiai buvo pritaikyti anksčiau nei pats metalas. Pavyzdžiui, Ti tetrachloridas buvo plačiai naudojamas Pirmajame pasauliniame kare kuriant dūmų uždangas.

Nr.22 medicinoje

1908 metais JAV ir Norvegijoje balta spalva pradėta gaminti ne iš švino ir cinko junginių, kaip buvo daroma anksčiau, o iš titano dioksido. Tokiu balinimu galima nudažyti kelis kartus didesnį paviršių nei toks pat kiekis švino ar cinko balinimo. Be to, titano balta turi didesnį atspindėjimą, jie nėra nuodingi ir netamsėja veikiami vandenilio sulfido. Medicinos literatūroje aprašomas atvejis, kai žmogus vienu metu „paėmė“ 460 g titano dioksido! (Įdomu, su kuo jis ją supainiojo?) Titano dioksido „mylėtojas“ nepatyrė jokių skausmingų pojūčių. TiO 2 yra dalis kai kurių vaistų, ypač tepalų nuo odos ligų.

Tačiau daugiausia TiO 2 sunaudoja ne medicina, o dažų ir lakų pramonė. Pasaulyje šio junginio gamyba gerokai viršijo pusę milijono tonų per metus. Titano dioksido pagrindu pagaminti emaliai plačiai naudojami kaip apsauginės ir dekoratyvinės metalo ir medienos dangos laivų statyboje, statyboje ir mechaninėje inžinerijoje. Tuo pačiu metu žymiai pailgėja konstrukcijų ir dalių tarnavimo laikas. Titano balta spalva naudojama audiniams, odai ir kitoms medžiagoms dažyti.

Ti pramonėje

Titano dioksidas yra porceliano masės, ugniai atsparių stiklų ir keraminių medžiagų, turinčių didelę dielektrinę konstantą, sudedamoji dalis. Kaip užpildas, didinantis stiprumą ir atsparumą karščiui, jis įterpiamas į gumos mišinius. Tačiau visi titano junginių pranašumai atrodo nereikšmingi, atsižvelgiant į unikalias gryno metalinio titano savybes.

elementinis titanas

1925 metais olandų mokslininkai van Arkelis ir de Boeras jodido metodu išgavo didelio grynumo titaną – 99,9% (apie tai plačiau žemiau). Skirtingai nei Hunterio gautas titanas, jis turėjo plastiškumą: jį buvo galima kalti šaltyje, susukti į lakštus, juostą, vielą ir net ploniausią foliją. Tačiau net tai nėra pagrindinis dalykas. Metalinio titano fizikinių ir cheminių savybių tyrimai davė beveik fantastiškų rezultatų. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad titanas, būdamas beveik dvigubai lengvesnis už geležį (titano tankis 4,5 g/cm3), savo stiprumu lenkia daugelį plienų. Palyginimas su aliuminiu taip pat pasirodė titano naudai: titanas yra tik pusantro karto sunkesnis už aliuminį, bet šešis kartus stipresnis ir, svarbiausia, išlaiko savo stiprumą iki 500 ° C temperatūroje (ir pridėjus legiravimo). elementai - iki 650°C), o aliuminio ir magnio lydinių stiprumas smarkiai krenta jau esant 300°C.

Titanas taip pat turi didelį kietumą: jis yra 12 kartų kietesnis už aliuminį, 4 kartus už geležį ir varį. Kita svarbi metalo savybė yra jo takumo riba. Kuo jis didesnis, tuo šio metalo detalės geriau atlaiko eksploatacines apkrovas, ilgiau išlaiko formą ir dydį. Titano takumo riba yra beveik 18 kartų didesnė nei aliuminio.

Skirtingai nuo daugelio metalų, titanas turi didelę elektrinę varžą: jei sidabro elektrinis laidumas yra 100, tai vario laidumas yra 94, aliuminio - 60, geležies ir platinos - 15, o titano - tik 3,8. Vargu ar reikia paaiškinti, kad ši savybė, kaip ir nemagnetinė titano prigimtis, domina radijo elektroniką ir elektrotechniką.

Puikus titano atsparumas korozijai. Ant plokštelės, pagamintos iš šio metalo 10 metų buvimo jūros vandenyje, korozijos požymių nebuvo. Pagrindiniai šiuolaikinių sunkiųjų sraigtasparnių rotoriai yra pagaminti iš titano lydinių. Iš šių lydinių taip pat gaminami vairai, eleronai ir kai kurios kitos svarbios viršgarsinių orlaivių dalys. Daugelyje chemijos pramonės šakų šiandien galite rasti ištisus aparatus ir kolonas iš titano.

Kaip gaunamas titanas?

Kaina – štai kas dar stabdo titano gamybą ir vartojimą. Tiesą sakant, didelė kaina nėra įgimtas titano defektas. Žemės plutoje jo yra daug – 0,63 proc. Vis dar aukšta titano kaina yra sunkumų jį išgauti iš rūdos pasekmė. Tai paaiškinama dideliu titano afinitetu daugeliui elementų ir cheminių ryšių stiprumu jo natūraliuose junginiuose. Taigi technologijos sudėtingumas. Taip atrodo 1940 metais amerikiečių mokslininko V.Krollo sukurtas magnio-terminis titano gamybos būdas.

Titano dioksidas su chloru (esant anglies) paverčiamas titano tetrachloridu:

HO 2 + C + 2CI 2 → HCI 4 + CO 2.

Procesas vyksta šachtinėse elektrinėse krosnyse 800-1250°C temperatūroje. Kitas variantas – chlorinimas šarminių metalų druskų NaCl ir KCl lydyne Kita operacija (kuri yra ne mažiau svarbi ir daug laiko reikalaujanti) – TiCl 4 valymas nuo priemaišų – atliekama įvairiais būdais ir medžiagomis. Titano tetrachloridas normaliomis sąlygomis yra skystis, kurio virimo temperatūra yra 136°C.

Titano ryšį lengviau nutraukti su chloru nei su deguonimi. Tai galima padaryti naudojant magnio reakciją

TiCl 4 + 2Mg → T + 2MgCl 2.

Ši reakcija vyksta plieniniuose reaktoriuose 900°C temperatūroje. Rezultatas – vadinamoji titano kempinė, impregnuota magniu ir magnio chloridu. Jie išgarinami sandariame vakuuminiame aparate 950°C temperatūroje, o titano kempinė vėliau sukepinama arba išlydoma į kompaktišką metalą.

Natrio terminis metalinio titano gavimo metodas iš esmės nedaug skiriasi nuo magnio terminio metodo. Šie du metodai yra plačiausiai naudojami pramonėje. Grynesniam titanui gauti vis dar naudojamas van Arkel ir de Boer pasiūlytas jodido metodas. Metaloterminė titano kempinė paverčiama TiI 4 jodidu, kuris vėliau sublimuojamas vakuume. Pakeliui titapo jodido garai susiduria su titano viela, įkaitinta iki 1400 °C. Tokiu atveju jodidas suyra, o ant vielos išauga gryno titano sluoksnis. Šis titano gamybos būdas yra neefektyvus ir brangus, todėl pramonėje naudojamas labai ribotai.

Nepaisant titano gamybos darbo ir energijos intensyvumo, jis jau tapo vienu svarbiausių spalvotosios metalurgijos subsektorių. Pasaulio titano gamyba vystosi labai sparčiai. Tai galima spręsti net iš fragmentiškos informacijos, kuri patenka į spaudą.

Yra žinoma, kad 1948 metais pasaulyje buvo išlydyta tik 2 tonos titano, o po 9 metų – jau 20 tūkst.. Tai reiškia, kad 1957 metais 20 tūkst.t titano teko visoms šalims, o 1980 metais suvartojo tik JAV. 24,4 tūkst.t titano... Visai neseniai, rodos, titanas buvo vadinamas retu metalu – dabar jis yra svarbiausia konstrukcinė medžiaga. Tai paaiškinama tik vienu dalyku: retu elemento Nr.22 naudingųjų savybių deriniu. Ir, žinoma, technologijų poreikiais.

Titano, kaip konstrukcinės medžiagos, didelio stiprumo lydinių pagrindo aviacijai, laivų statybai ir raketų pramonei, vaidmuo sparčiai didėja. Būtent į lydinius patenka didžioji dalis pasaulyje lydyto titano. Plačiai žinomas aviacijos pramonei skirtas lydinys, kurį sudaro 90 % titano, 6 % aliuminio ir 4 % vanadžio. 1976 metais Amerikos spauda paskelbė apie naują tos pačios paskirties lydinį: 85 % titano, 10 % vanadžio, 3 % aliuminio ir 2 % geležies. Teigiama, kad šis lydinys ne tik geresnis, bet ir ekonomiškesnis.

Apskritai titano lydiniuose yra daug elementų, iki platinos ir paladžio. Pastarieji (0,1-0,2%) padidina ir taip didelį titano lydinių cheminį atsparumą.

Titano stiprumą didina ir tokie „legiruojantys priedai“ kaip azotas ir deguonis. Tačiau kartu su stiprumu jie padidina titano kietumą ir, svarbiausia, trapumą, todėl jų kiekis griežtai reguliuojamas: lydinyje leidžiama ne daugiau kaip 0,15 % deguonies ir 0,05 % azoto.

Nepaisant to, kad titanas yra brangus, daugeliu atvejų jį pakeisti pigesnėmis medžiagomis ekonomiškai apsimoka. Čia yra tipiškas pavyzdys. Cheminio aparato korpusas iš nerūdijančio plieno kainuoja 150, o titano lydinio - 600 rublių. Tačiau tuo pačiu metu plieninis reaktorius tarnauja tik 6 mėnesius, o titaninis - 10 metų. Pridėkite plieninių reaktorių keitimo išlaidas, priverstinę įrangos prastovą – ir tampa akivaizdu, kad brangaus titano naudojimas gali būti pelningesnis nei plieno.

Didelis titano kiekis naudojamas metalurgijoje. Yra šimtai rūšių plieno ir kitų lydinių, kurių sudėtyje yra titano kaip legiravimo priedo. Jis įvedamas siekiant pagerinti metalų struktūrą, padidinti stiprumą ir atsparumą korozijai.

Kai kurios branduolinės reakcijos turi vykti beveik absoliučioje tuštumoje. Naudojant gyvsidabrio siurblius, retėjimas gali būti padidintas iki kelių milijardųjų atmosferos dalių. Tačiau to nepakanka, o gyvsidabrio siurbliai negali padaryti daugiau. Tolesnis oro siurbimas atliekamas specialiais titano siurbliais. Be to, norint pasiekti dar didesnį retėjimą, smulkus titanas purškiamas ant vidinio kameros paviršiaus, kuriame vyksta reakcijos.

Titanas dažnai vadinamas ateities metalu. Faktai, kuriais jau disponuoja mokslas ir technologijos, įtikina, kad tai ne visai tiesa – titanas jau tapo dabarties metalu.

Perovskitas ir sferas. Ilmenite – geležies metatitanate FeTiO 3 – yra 52,65 % TiO 2. Šio mineralo pavadinimas atsirado dėl to, kad jis buvo rastas Urale, Ilmenskio kalnuose. Didžiausi ilmenito smėlio vietos yra Indijoje. Kitas svarbus mineralas – rutilas – yra titano dioksidas. Pramoninės reikšmės turi ir titanomagnetitai – natūralus ilmenito ir geležies mineralų mišinys. TSRS, JAV, Indijoje, Norvegijoje, Kanadoje, Australijoje ir kitose šalyse yra gausių titano rūdos telkinių. Ne taip seniai geologai Šiaurės Baikalo regione aptiko naują titano turintį mineralą, kuris sovietų fiziko akademiko L. D. Landau garbei buvo pavadintas landauite. Iš viso pasaulyje žinoma daugiau nei 150 reikšmingų rūdos ir titano telkinių.

Periodinėje sistemoje cheminis elementas titanas yra žymimas Ti (titanu) ir yra IV grupės šoniniame pogrupyje, 4 periode po atominiu numeriu 22. Tai sidabriškai baltas kietas metalas, kuris yra daugelio dalis. mineralų. Titano galite įsigyti mūsų svetainėje.

Titaną XVIII amžiaus pabaigoje atrado chemikai iš Anglijos ir Vokietijos William Gregor ir Martin Klaproth, nepriklausomai vienas nuo kito su šešerių metų skirtumu. Tai buvo Martinas Klaprothas, kuris suteikė elementui pavadinimą senovės graikų titanų (didžiulių, stiprių, nemirtingų būtybių) garbei. Kaip vėliau paaiškėjo, pavadinimas tapo pranašišku, tačiau žmonijai prireikė net daugiau nei 150 metų, kad susipažintų su visomis titano savybėmis. Tik po trijų dešimtmečių buvo gautas pirmasis titano metalo pavyzdys. Tuo metu jis praktiškai nebuvo naudojamas dėl savo trapumo. 1925 m., po daugybės eksperimentų, chemikai Van Arkelis ir De Boeras jodido metodu gavo gryną titaną.

Dėl vertingų metalo savybių inžinieriai ir dizaineriai iškart atkreipė į tai dėmesį. Tai buvo tikras lūžis. 1940 m. Kroll sukūrė magnio terminį metodą titanui gauti iš rūdos. Šis metodas yra aktualus ir šiandien.

Fizinės ir mechaninės savybės

Titanas yra gana ugniai atsparus metalas. Jo lydymosi temperatūra yra 1668±3°C. Pagal šį rodiklį jis prastesnis už tokius metalus kaip tantalas, volframas, renis, niobis, molibdenas, tantalas, cirkonis. Titanas yra paramagnetinis metalas. Magnetiniame lauke jis neįmagnetinamas, bet ir neišstumiamas iš jo. 2 paveikslas
Titanas turi mažą tankį (4,5 g/cm³) ir didelį stiprumą (iki 140 kg/mm²). Šios savybės aukštoje temperatūroje praktiškai nekinta. Jis yra daugiau nei 1,5 karto sunkesnis už aliuminį (2,7 g/cm³), bet 1,5 karto lengvesnis už geležį (7,8 g/cm³). Pagal mechanines savybes titanas yra daug pranašesnis už šiuos metalus. Pagal stiprumą titanas ir jo lydiniai prilygsta daugeliui legiruotojo plieno rūšių.

Atsparumo korozijai požiūriu titanas nenusileidžia platinai. Metalas turi puikų atsparumą kavitacijos sąlygoms. Oro burbuliukai, susidarę skystoje terpėje aktyviai judant titano daliai, jos praktiškai nesunaikina.

Tai patvarus metalas, galintis atsispirti lūžiams ir plastinei deformacijai. Jis yra 12 kartų kietesnis už aliuminį ir 4 kartus už varį ir geležį. Kitas svarbus rodiklis – takumo riba. Padidėjus šiam rodikliui, pagerėja titano dalių atsparumas eksploatacinėms apkrovoms.

Lydiniuose su tam tikrais metalais (ypač nikeliu ir vandeniliu) titanas sugeba „atsiminti“ tam tikroje temperatūroje susidariusio gaminio formą. Tada toks gaminys gali deformuotis ir ilgą laiką išliks šioje pozicijoje. Jei gaminys pašildomas iki temperatūros, kurioje jis buvo pagamintas, gaminys įgaus pradinę formą. Ši savybė vadinama „atmintimi“.

Titano šilumos laidumas yra palyginti mažas, o linijinio plėtimosi koeficientas taip pat yra atitinkamai mažas. Iš to išplaukia, kad metalas yra prastas elektros ir šilumos laidininkas. Tačiau esant žemai temperatūrai, tai yra elektros superlaidininkas, leidžiantis perduoti energiją dideliais atstumais. Titanas taip pat turi didelę elektrinę varžą.
Grynas titano metalas yra įvairiai apdorojamas šaltu ir karštu būdu. Galima tempti ir daryti vielą, kalti, vynioti juosteles, lakštus ir folijas, kurių storis iki 0,01 mm. Iš titano gaminami šių rūšių valcavimo gaminiai: titano juosta, titano viela, titano vamzdžiai, titano įvorės, titano ratas, titano juosta.

Cheminės savybės

Grynas titanas yra reaktyvus elementas. Dėl to, kad ant jo paviršiaus susidaro tanki apsauginė plėvelė, metalas yra labai atsparus korozijai. Neoksiduoja ore, sūriame jūros vandenyje, nekinta daugelyje agresyvių cheminių terpių (pvz.: praskiesta ir koncentruota azoto rūgštis, aqua regija). Esant aukštai temperatūrai, titanas daug aktyviau sąveikauja su reagentais. Jis užsidega ore esant 1200°C temperatūrai. Uždegus metalas skleidžia ryškų švytėjimą. Aktyvi reakcija vyksta ir su azotu, titano paviršiuje susidaro gelsvai ruda nitrido plėvelė.

Reakcijos su druskos ir sieros rūgštimis kambario temperatūroje yra silpnos, tačiau kaitinant metalas stipriai tirpsta. Dėl reakcijos susidaro žemesni chloridai ir monosulfatas. Taip pat pasireiškia silpna sąveika su fosforo ir azoto rūgštimis. Metalas reaguoja su halogenais. Reakcija su chloru vyksta 300°C temperatūroje.
Aktyvi reakcija su vandeniliu vyksta šiek tiek aukštesnėje nei kambario temperatūroje. Titanas aktyviai sugeria vandenilį. 1 g titano gali sugerti iki 400 cm³ vandenilio. Įkaitintas metalas skaido anglies dioksidą ir vandens garus. Sąveika su vandens garais vyksta aukštesnėje nei 800°C temperatūroje. Vykstant reakcijai susidaro metalo oksidas ir išbėga vandenilis. Aukštesnėje temperatūroje karštas titanas sugeria anglies dioksidą ir sudaro karbidą bei oksidą.

Kaip gauti

Titanas yra vienas iš labiausiai paplitusių elementų Žemėje. Jo kiekis planetos žarnyne pagal masę yra 0,57%. Didžiausia metalo koncentracija stebima „bazalto kiaute“ (0,9%), granitinėse uolienose (0,23%) ir ultrabazinėse uolienose (0,03%). Yra apie 70 titano mineralų, kuriuose jo yra titano rūgšties arba dioksido pavidalu. Pagrindiniai titano rūdos mineralai yra: ilmenitas, anatazė, rutilas, brookitas, loparitas, leukoksenas, perovskitas ir sfenas. Pagrindiniai pasaulio titano gamintojai yra Didžioji Britanija, JAV, Prancūzija, Japonija, Kanada, Italija, Ispanija ir Belgija.
Yra keletas būdų, kaip gauti titaną. Visi jie taikomi praktikoje ir yra gana veiksmingi.

1. Magnio terminis procesas.

Rūda, kurioje yra titano, kasama ir perdirbama į dioksidą, kuris lėtai ir labai aukštoje temperatūroje chloruojamas. Chlorinimas atliekamas anglies aplinkoje. Reakcijos metu susidaręs titano chloridas redukuojamas magniu. Gautas metalas kaitinamas vakuuminėje įrangoje aukštoje temperatūroje. Dėl to magnis ir magnio chloridas išgaruoja, todėl titane lieka daug porų ir tuštumų. Titanas perlydomas, kad būtų gautas aukštos kokybės metalas.

2. Hidrido-kalcio metodas.

Pirmiausia gaunamas titano hidridas, o tada jis suskirstomas į komponentus: titaną ir vandenilį. Procesas vyksta beorėje patalpoje aukštoje temperatūroje. Susidaro kalcio oksidas, kuris plaunamas silpnomis rūgštimis.
Kalcio hidrido ir magnio terminiai metodai dažniausiai naudojami pramoniniu mastu. Šie metodai leidžia gauti nemažą titano kiekį per trumpą laiką su minimaliomis piniginėmis sąnaudomis.

3. Elektrolizės metodas.

Titano chloridas arba dioksidas yra veikiamas didelės srovės. Dėl to junginiai suyra.

4. Jodido metodas.

Titano dioksidas sąveikauja su jodo garais. Tada titano jodidas yra veikiamas aukštoje temperatūroje, todėl susidaro titanas. Šis metodas yra pats efektyviausias, bet ir pats brangiausias. Titanas yra labai grynas, be priemaišų ir priedų.

Titano panaudojimas

Dėl gerų antikorozinių savybių titanas naudojamas cheminės įrangos gamybai. Didelis metalo ir jo lydinių atsparumas karščiui prisideda prie naudojimo šiuolaikinėse technologijose. Titano lydiniai yra puiki medžiaga orlaiviams, raketoms ir laivų statybai.

Paminklai pagaminti iš titano. O iš šio metalo pagaminti varpai žinomi dėl savo nepaprasto ir labai gražaus skambesio. Titano dioksidas yra dalis kai kurių vaistų, pavyzdžiui: tepalų nuo odos ligų. Taip pat labai paklausūs metalų junginiai su nikeliu, aliuminiu ir anglimi.

Titanas ir jo lydiniai buvo pritaikyti tokiose srityse kaip chemijos ir maisto pramonė, spalvotoji metalurgija, elektronika, branduolinės technologijos, energetika, galvanizavimas. Iš titano ir jo lydinių gaminami ginklai, šarvų plokštės, chirurginiai instrumentai ir implantai, drėkinimo sistemos, sporto įranga ir net papuošalai. Azotavimo procese ant metalo paviršiaus susidaro auksinė plėvelė, kuri savo grožiu nenusileidžia net tikram auksui.