Jakie są właściwości tytanu?

Podstawowe właściwości fizyczne tytanu jako metalicznego pierwiastka chemicznego obejmują jego właściwości niemagnetyczne, niską gęstość i trudny stosunek wytrzymałości do masy. Po raz pierwszy został odkryty w Anglii w 1791 roku przez wielebnego Williama Gregora, który był również minerologiem, który pierwotnie nazwał metalowy manakkanit po parafii Mannaccan w Kornwalii w Anglii, gdzie go odkrył. Ruda tytanu jest powszechna w skorupie ziemskiej w minerałach, takich jak ilmenit lub tytanian żelaza, FeTiO ₃ i rutyl, bardziej znany jako dwutlenek tytanu, TiO ₂ .

Właściwości chemiczne tytanu obejmują jego odporność na korozję, co czyni go odpowiednim do instrumentów medycznych, ponieważ nie wchodzi w interakcje chemiczne z ludzkimi tkankami. Jego odporność na wiele form kwasu sprawia, że ​​jest on użyteczny w zastosowaniach przemysłowych, w których przetwarzane są żrące chemikalia. Tytan jest również jednym z niewielu pierwiastków, które mogą palić się przy braku tlenu. W atmosferze czystego azotu będzie reagować w temperaturze 1470 ° Fahrenheita (800 ° Celsjusza), tworząc azotek tytanu, TiN.

Dwutlenek tytanu jest szeroko stosowanym związkiem metalu, stosowanym jako forma pigmentu w farbach, kremach z filtrem przeciwsłonecznym i barwnikach spożywczych. Przytłaczająca większość rudy tytanu, która jest wydobywana na całym świecie, jest przekształcana w czystą formę TiO ₂ , podczas gdy reszta jest stopowa z metalami, takimi jak wanad i aluminium, do stosowania na powierzchniach konstrukcyjnych, gdzie waży 40% mniej niż stal wzmocniona węglem.

Właściwości mineralne tlenków związków tytanu doprowadziły do ​​trudności w oczyszczaniu po ich odkryciu. Czysty tytan na poziomie 99,9% metalu został wyizolowany dopiero 119 lat później przez Matthew Huntera w 1910 roku, metalurga z Nowej Zelandii, który nazwał metodę oczyszczania procesem Huntera. Dodatkowe metody oczyszczania metalu odkryto w 1936 r., A do 1948 r. Jego światowa produkcja wzrosła do trzech ton rocznie. Liczba ta wkrótce wzrosła, ze względu na unikalne właściwości tytanu, a globalną produkcję w 2011 r. Szacuje się na 223 000 ton metrycznych.

Silne właściwości mechaniczne tytanu sprawiają, że jest on niezbędny w konstrukcjach samolotów, które szeroko wykorzystują metal, a od 2006 r. Produkcja samolotów zaczęła gwałtownie rosnąć na rynku światowym. Wynika to częściowo z faktu, że oczyszczanie metalu jest drogie, a jego uszlachetnianie kosztuje pięć razy więcej niż aluminium. Koszt wytworzenia wlewków tytanu i gotowych wyrobów metalowych jest 10 razy większy niż aluminium. Zapotrzebowanie na światowy rynek czystego tytanu jest 10 000 razy mniejsze niż na rynku stali, co przyczynia się do wahań cen. W 2005 r. Krajami przygotowującymi się do czołowych rafinerii tytanu były Japonia i Chiny, a następnie Rosja i Stany Zjednoczone.