Logam Profil: Sifat Titanium dan Karakteristik

Titanium adalah logam refraktori yang kuat dan ringan. Perhiasan titanium adalah penting untuk industri aeroangkasa tetapi, disebabkan oleh banyak ciri uniknya, juga digunakan dalam aplikasi perubatan, kimia dan tentera, serta barangan sukan.

Properties:

• Simbol Atom: Ti
• Nombor Atom: 22
• Kategori Unsur: Peralihan Logam
• Ketumpatan: 4. 506 / cm3
• )
• Titik Didih: 5949 ° F (3287 ° C)

• Kekerasan Moh: 6

Ciri-ciri:

Paduan yang mengandungi titanium dikenali kerana kekuatan tinggi, ringan dan ketahanan kakisan yang luar biasa.

Walaupun kuat seperti keluli, titanium adalah lebih kurang 40% lebih ringan, yang, bersama-sama dengan penentangan terhadap peronggaan dan hakisan, menjadikannya logam struktur penting bagi jurutera udara.

Titanium juga hebat dalam rintangannya terhadap kakisan oleh media air dan kimia. Ia melakukan ini dengan membentuk lapisan tipis titanium dioksida (TiO2) di permukaannya yang sangat sukar untuk bahan ini menembusi.

Mempunyai modulus keanjalan yang rendah bermakna bahawa titanium tidak juga sangat fleksibel, tetapi kembali kepada bentuk aslinya selepas membongkok, menyebabkan pentingnya membentuk aloi memori.

Titanium adalah bukan magnet dan biokompatibel (bukan toksik, bukan alergen), yang telah menyebabkan penggunaannya meningkat dalam bidang perubatan.

Sejarah:

Penggunaan logam titanium, dalam bentuk apa pun, hanya benar-benar berkembang selepas Perang Dunia II.

Malah, titanium tidak diasingkan sebagai logam sehingga ahli kimia Amerika Matthew Hunter menghasilkannya dengan mengurangkan titanium tetrachloride (TiCl4) dengan natrium pada tahun 1910; Satu kaedah yang kini dikenali sebagai proses Hunter.

Pengeluaran komersil, bagaimanapun, tidak datang sehingga selepas William Justin Kroll menunjukkan bahawa titanium juga dapat dikurangkan daripada klorida menggunakan magnesium pada tahun 1930-an.

Proses Kroll kekal sebagai kaedah pengeluaran komersil yang paling penting hingga ke hari ini.

Selepas kaedah pengeluaran kos efektif dibangunkan, penggunaan utama pertama titanium adalah dalam pesawat tentera. Pesawat dan kapal selam ketenteraan Soviet dan Amerika Syarikat (kapal selam Soviet Alfa dan Mike Class dan USAF F100 Super Saber dan Lockheed A-12) yang dirancang pada tahun 1950-an dan 1960-an mula menggunakan aloi titanium. Pada awal 1960-an, aloi titanium mula digunakan oleh pengeluar pesawat komersial.

Bidang perubatan, terutamanya implan pergigian dan prostetik, terjaga ke kegunaan titanium selepas kajian doktor Sweden Per-Ingvar Brånemark yang bermula pada tahun 1950-an menunjukkan bahawa titanium tidak mencetuskan tindak balas imun negatif pada manusia, yang membolehkan logam disatukan ke dalam badan kita satu proses yang dinamakan osseointegration .Walaupun titanium adalah unsur logam paling biasa keempat di kerak bumi (di belakang aluminium, besi dan magnesium), pengeluaran logam titanium sangat sensitif terhadap pencemaran, terutamanya oleh oksigen, yang menyumbang kepada yang relatif baru-baru ini pembangunan dan kos yang tinggi.

Bijih utama yang digunakan dalam pengeluaran utama titanium adalah ilmenit, yang menyumbang kira-kira 90% pengeluaran, dan rutil, yang menyumbang baki 10%.

Kira-kira 6. 3 juta tan pekat mineral titanium dihasilkan pada tahun 2010, walaupun hanya sebahagian kecil (kira-kira 5%) kepekatan titanium dihasilkan setiap tahun yang akhirnya berakhir dalam logam titanium. Sebaliknya, kebanyakannya digunakan dalam pengeluaran titanium dioksida (TiO2), pigmen pemutihan yang digunakan dalam cat, makanan, ubat-ubatan dan kosmetik.

Dalam langkah pertama proses Kroll, bijih titanium dihancurkan dan dipanaskan dengan arang batu coking dalam atmosfera klorin untuk menghasilkan titanium tetrachloride (TiCl4). Klorida kemudian ditangkap dan dihantar melalui kondensor, yang menghasilkan cecair titanium klorida yang lebih 99% tulen.

Titanium tetraklorida kemudian dihantar terus ke dalam kapal yang mengandungi magnesium cair. Untuk mengelakkan pencemaran oksigen, ini dibuat lengai melalui penambahan gas argon.

Semasa proses penyulingan yang berlaku, yang boleh mengambil beberapa hari, kapal itu dipanaskan hingga 1832 ° F (1000 ° C). Magnesium bertindak balas dengan titanium chloride, melepaskan klorida dan menghasilkan unsur titanium dan magnesium klorida.

Titanium berserabut yang dihasilkan sebagai hasilnya dirujuk sebagai spons titanium. Untuk menghasilkan aloi titanium dan jongkong titanium kesucian yang tinggi, span titanium boleh dicairkan dengan pelbagai elemen mengaloi menggunakan rasuk elektron, arka plasma atau lelehan arka vakum.

Dengan harapan mengurangkan kos pengeluaran titanium, elektrolitik dan proses lain untuk menghasilkan logam titanium terus dikaji secara aktif.

Oleh kerana sifatnya yang strategik, perangkaan mengenai pengeluaran logam titanium boleh menjadi sukar untuk dicapai. Walau bagaimanapun, dianggarkan pengeluaran pengeluaran titanium dunia jumlahnya adalah kira-kira 150, 000 tan pada tahun 2010. Negara pengeluar terbesar adalah China, Jepun, Rusia, Kazakhstan dan Amerika Syarikat. Pengeluar spin titanium besar termasuk VSMPO (Rusia), Titanium Metals Corp (USA), RTI Intl. (USA), Fushun Jinming Titanium Industry (China), Luoyang Sunrui Wayi Titanium Co (China) dan Osaka Titanium Technology Co. (Jepun).

Aplikasi:

Aloi logam titanium terutamanya digunakan dalam industri berikut:

Aeroangkasa

Tentera

• Perubatan
• Kimia
• Barangan sukan
• pengeluar semakin berubah menjadi titanium sebagai komponen struktur utama. Dari penggunaan pertama pada awal 1960-an, kandungan titanium purata dalam syarikat penerbangan komersil Boeing telah meningkat dari kira-kira 2% berat badan kepada kira-kira 15%. Lebih banyak …
• Sumber:

Video TIMET: Proses Kroll.Boleh didapati di laman web Persatuan Titanium Antarabangsa: // www. titanium. org

The US Geological Survey: Titanium. // mineral. usg. gov / mineral / pub / komoditi / titanium /

Vulcan, Tom. 2010.
Titanium: Metal of the Gods
. Hardassetinvestor. com. Ikut Terence di Google+