L’origen del titani i l’aplicació de materials de titani

Feb 21, 2025

Deixa un missatge

Titani: un element metàl·lic, gris, pot cremar en nitrogen i té un punt de fusió alt. Els aliatges basats en titani i titani passius són nous materials estructurals, principalment utilitzats a la indústria aeroespacial i a la indústria marina. Es va trigar més de cent anys des del descobriment de titani fins a la producció de productes purs. El titani va ser realment utilitzat i reconegut després dels anys quaranta. En els estrats de deu quilòmetres-gruix a la superfície de la terra, el contingut de titani és 6/1 000, que és 61 vegades més que el coure. Si agafeu un grapat de sòl des del terra, conté unes quantes mil·lèsimes de titani. No és estrany trobar mineral de titani amb una reserva de més de 10 milions de tones. Hi ha centenars de milions de tones de sorra i grava a la platja. El titani i el zircon, dos minerals més pesats que la sorra i la grava, es barregen a la sorra i la grava. Després de milions d’anys de rentat continu de l’aigua de mar dia i nit, es renten la ilmenita més pesada i el mineral de sorra de zircon, formant un tros de capa de mineral de titani i capa de mineral de zircon a la costa llarga. Aquesta capa de mineral és una sorra negra, normalment a uns centímetres fins a desenes de centímetres de gruix. El titani no és magnètic, de manera que els submarins nuclears construïts amb titani no han de preocupar -se per l’atac de mines magnètiques. El 1947, la gent va començar a olorar el titani a les fàbriques. Aleshores, la sortida era de només 2 tones. El 1955, la sortida va augmentar a 20, 000 tones. El 1972, la producció anual va arribar a les 200, 000 tones. La duresa del titani és similar a la de l’acer i el seu pes és gairebé la meitat del mateix volum d’acer. Tot i que el titani és lleugerament més pesat que l’alumini, la seva duresa és el doble de l’alumini. Ara, el titani s’utilitza en grans quantitats per substituir l’acer en coets i míssils. Segons les estadístiques, la quantitat de titani utilitzat per a la navegació al món ha arribat a més de 1.000 tones a l'any. La pols de titani ultra-fines també és un bon combustible per als coets, de manera que el titani és conegut com a metall i metall espacial.

 

news-800-800


El titani té una bona resistència a la calor i un punt de fusió de fins a 1725 graus. A temperatura ambient, el titani pot situar -se de forma segura en diverses solucions fortes àcids i alcalines. Fins i tot l’àcid ferotge, aqua regia, no pot corroir -lo. El titani no té por de l’aigua de mar. Algú va enfonsar una vegada un tros de titani al fons del mar. Cinc anys després, quan el va treure, va trobar que estava cobert de molts animals petits i plantes marines, però no es va arruïnar gens i encara era brillant.
Ara, la gent ha començat a utilitzar el titani per fer submarins: submarins de titani. Com que el titani és molt fort i pot suportar una pressió molt alta, aquest submarí pot navegar al mar profund fins a 4.500 metres.
El titani és resistent a la corrosió, de manera que sovint s’utilitza en la indústria química. En el passat, es va utilitzar acer inoxidable per a les parts que contenien àcid nítric calent en reactors químics. L’acer inoxidable també té por del fort agent corrosiu: l’àcid nítric calent. Cada sis mesos, s’han de substituir aquestes parts. Ara, tot i que el cost d’utilitzar el titani per fer aquestes parts és més car que les peces d’acer inoxidable, es pot utilitzar contínuament durant cinc anys, cosa que és molt més rendible.
En electroquímica, el titani és un metall de vàlvula unidireccional amb un potencial molt negatiu, i normalment és impossible utilitzar el titani com a ànode per a la descomposició.
El major desavantatge del titani és que és difícil d’afinar. Això es deu principalment a que el titani té una forta capacitat de combinar -se a temperatures altes i es pot combinar amb oxigen, carboni, nitrogen i molts altres elements. Per tant, ja sigui en la fosa o el càsting, la gent té cura d’evitar que aquests elements “ataquin” el titani. Quan s’acosta el titani, per descomptat, l’aire i l’aigua estan prohibits d’acostar -se estrictament, i fins i tot es prohibeix l’ús que s’utilitzi al crucible d’alúmina que s’utilitza habitualment en la metal·lúrgia, perquè el titani prendrà oxigen de l’alumina. Ara, la gent utilitza magnesi i tetraclorur de titani per reaccionar en un gas inert: heli o argó per extreure el titani. Les persones utilitzen les característiques de la forta capacitat química del titani a altes temperatures. Quan es fa acer, el nitrogen es dissol fàcilment en acer fos. Quan el lingot es refreda, les bombolles es formen al lingot, afectant la qualitat de l’acer. Per tant, els treballadors d’acer afegeixen titani metàl·lic a l’acer fos per fer -lo combinar amb el nitrogen per convertir -se en escòries: nitrur de titani, flotant a la superfície de l’acer fos, de manera que el lingot és relativament pur.
Quan un avió supersònic vola, la temperatura de les seves ales pot arribar als 500 graus. Si s’utilitza un aliatge d’alumini relativament resistent a la calor per fer ales, no podrà suportar un a dos o tres-cents graus. Hi ha d’haver un material resistent lleuger, dur i d’alta temperatura per substituir l’aliatge d’alumini, i el titani només pot complir aquests requisits. El titani també pot suportar la prova de més de 100 graus per sota de zero. A aquesta temperatura baixa, el titani encara té una bona duresa i no es torna trencadís. Utilitzant la forta absorció de titani i zirconi a l’aire, es pot eliminar l’aire per crear un buit. Per exemple, es pot utilitzar una bomba de buit de titani per extreure aire a només un deu milions del total.
L’òxid de titani, diòxid de titani, és una pols blanca de neu i és el millor pigment blanc, conegut comunament com a diòxid de titani. En el passat, les persones minaven el mineral de titani principalment amb l'objectiu d'obtenir diòxid de titani. El diòxid de titani té una forta adhesió, no és fàcil patir canvis químics i sempre és blanc de neu. El diòxid de titani és especialment valuós. Té un punt de fusió elevat i s’utilitza per fer vidres refractaris, esmalt, esmalt, argila, estris experimentals resistents a alta temperatura, etc.

Enviar la consulta