✖


Jump to content

Титан

Edit links
Страница полузащищенная
Чтобы узнать о других значениях, см. Титан (значения) .

Титан, 22 Ti
Титан
Произношение
Появление серебристый серо-белый металлик
Стандартный атомный вес A r °(Если)
Титан в таблице Менделеева
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Полагать Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Париж Гафний Тантал вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (стихия) Таллий Вести Висмут Полоний Астат Радон
Франций Радий актиний Торий Протактиний Уран Нептун Плутоний Америций Курий Берклий Калифорния Эйнштейний Фермий Менделеев Благородный Лоуренсий Резерфордий Дубниум Сиборгий борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперник нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
–
↑
Из
↓
Зр
скандий ← титан → ванадий
Атомный номер ( Z ) 22
Группа группа 4
Период период 4
Блокировать   d-блок
Электронная конфигурация [ Ар ] 3d 2 4 с 2
Электроны на оболочку 2, 8, 10, 2
Физические свойства
Фаза в СТП твердый
Температура плавления 1941 К (1668 °С, 3034 °F)
Точка кипения 3560 К (3287 °С, 5949 °F)
Плотность (при 20°С) 4,502 г/см 3  [4]
в жидком состоянии (при температуре плавления ) 4,11 г/см 3
Теплота плавления 14,15 кДж/моль
Теплота испарения 425 кДж/моль
Молярная теплоемкость 25060 Дж/(моль·К)
Давление пара
П   (Па) 1 10 100 1 тыс. 10 тысяч 100 тыс.
при Т   (К) 1982 2171 (2403) 2692 3064 3558
Атомные свойства
Стадии окисления −2, −1, 0, [5] +1, +2 , +3 , +4 [6] ( амфотерный оксид)
Электроотрицательность Шкала Полинга: 1,54.
Энергии ионизации
  • 1-й: 658,8 кДж/моль
  • 2-й: 1309,8 кДж/моль
  • 3-й: 2652,5 кДж/моль
  • ( более )
Атомный радиус эмпирический: 147 вечера
Ковалентный радиус 160±20:00
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии титана
Другие объекты недвижимости
Естественное явление первобытный
Кристаллическая структура гексагональная плотноупакованная (ГПУ) ( hP2 )
Константы решетки
Гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура титана
а = 295,05 вечера
c = 468,33 вечера (при 20 ° C) [4]
Тепловое расширение 9.68 × 10 −6 /К (при 20 °С) [а]
Теплопроводность 21,9 Вт/(м⋅К)
Электрическое сопротивление 420 нОм⋅м (при 20 °C)
Магнитный заказ парамагнитный
Молярная магнитная восприимчивость +153.0 × 10 −6 см 3 /моль (293 К) [7]
Модуль Юнга 116 ГПа
Модуль сдвига 44 ГПа
Объемный модуль 110 ГПа
Скорость звука тонкого стержня 5090 м/с (при комнатной температуре )
коэффициент Пуассона 0.32
Твердость по шкале Мооса 6.0
Твердость по Виккерсу 830–3420 МПа
Твердость по Бринеллю 716–2770 МПа
Номер CAS 7440-32-6
История
Открытие Уильям Грегор (1791)
Первая изоляция Йёнс Якоб Берцелиус (1825)
Названо Мартин Генрих Клапрот (1795)
Изотопы титана
Основные изотопы [8] Разлагаться
abun­dance период полураспада ( т 1/2 ) режим pro­duct
44 Из синтезатор 59,1 и е 44 наук
46 Из 8.25% стабильный
47 Из 7.44% стабильный
48 Из 73.7% стабильный
49 Из 5.41% стабильный
50 Из 5.18% стабильный
 Категория: Титан
| ссылки

Титан — химический элемент ; он имеет символ Ti и атомный номер 22. Встречается в природе только в виде оксида , его можно восстановить с получением блестящего переходного металла серебряного цвета , низкой плотности и высокой прочности, устойчивого к коррозии в морской воде , царской водке и хлор .

Титан был открыт в Корнуолле , Великобритания , Уильямом Грегором в 1791 году и назван Мартином Генрихом Клапротом в честь титанов греческой мифологии . Элемент встречается в ряде минералов , главным образом рутила и ильменита , которые широко распространены в земной коре и литосфере ; он встречается почти во всех живых существах, а также в водоемах, камнях и почвах. [9] Металл извлекается из основных минеральных руд с помощью процессов Кролла и Хантера . [10] Наиболее распространенное соединение, диоксид титана , является популярным фотокатализатором и используется при производстве белых пигментов. [11] Другие соединения включают тетрахлорид титана (TiCl 4 ), компонент дымовых завес и катализаторов ; и трихлорид титана (TiCl 3 ), который используется в качестве катализатора в производстве полипропилена . [9]

Титан может быть легирован железом , а , алюминием , ванадием и молибденом также другими элементами. Полученные титановые сплавы прочные, легкие и универсальные, их можно использовать в аэрокосмической ( реактивные двигатели , ракеты и космические корабли ), военной, промышленных процессах (химическая и нефтехимическая промышленность, опреснительные установки , целлюлоза и бумага ), автомобильной, сельскохозяйственной (сельское хозяйство). , спортивные товары, ювелирные изделия и бытовая электроника . [9] Титан также считается одним из наиболее биосовместимых металлов, что позволяет использовать его в различных медицинских целях, включая протезы , ортопедические имплантаты , зубные имплантаты и хирургические инструменты . [12]

Двумя наиболее полезными свойствами металла являются коррозионная стойкость и соотношение прочности к плотности , самое высокое среди всех металлических элементов. [13] В нелегированном состоянии титан так же прочен, как некоторые стали , но менее плотен. [14] Существуют две аллотропные формы [15] и пять встречающихся в природе изотопов этого элемента, 46 Ти через 50 Ти, с 48 Ti является наиболее распространенным (73,8%). [16]

Характеристики

Физические свойства

Как металл , титан известен своим высоким соотношением прочности к весу . [15] Это прочный металл малой плотности , достаточно пластичный (особенно в бескислородной среде), [9] блестящий, металлически-белого цвета . [17] Из-за относительно высокой температуры плавления (1668 °C или 3034 °F) его иногда называют тугоплавким металлом , но это не так. [18] Он парамагнитен и имеет довольно низкую электро- и теплопроводность по сравнению с другими металлами. [9] Титан становится сверхпроводником при охлаждении ниже критической температуры 0,49 К. [19] [20]

(чистота 99,2%) Коммерчески чистые сорта титана имеют предел прочности на разрыв около 434 МПа (63 000 фунтов на квадратный дюйм ), что соответствует прочности обычных низкосортных стальных сплавов, но они менее плотные. Титан на 60% плотнее алюминия, но более чем в два раза прочнее. [14] как наиболее часто используемый алюминиевый сплав 6061-T6 . Некоторые титановые сплавы (например, Beta C ) достигают прочности на разрыв более 1400 МПа (200 000 фунтов на квадратный дюйм). [21] Однако титан теряет прочность при нагревании выше 430 °C (806 °F). [22]

Титан не такой твердый, как некоторые марки термообработанной стали; он немагнитен и плохой проводник тепла и электричества. материал может истираться Обработка требует мер предосторожности, поскольку без использования острых инструментов и правильных методов охлаждения . Как и стальные конструкции, конструкции из титана имеют предел усталости , гарантирующий долговечность в некоторых случаях. [17]

Металл представляет собой диморфный аллотроп гексагональной α-формы, которая превращается в объемноцентрированную кубическую (решетчатую) β-форму при 882 ° C (1620 ° F). [22] α Удельная теплоемкость -формы резко возрастает по мере нагревания до этой температуры перехода, но затем падает и остается довольно постоянной для β-формы независимо от температуры. [22]

Химические свойства

Диаграмма Пурбе для титана в чистой воде, хлорной кислоте или гидроксиде натрия [23]

Подобно алюминию и магнию , поверхность металлического титана и его сплавов окисляется сразу же при воздействии воздуха, образуя тонкий непористый пассивирующий слой, который защищает объем металла от дальнейшего окисления или коррозии. [9] При первом формировании этот защитный слой имеет толщину всего 1–2 нм , но продолжает медленно расти, достигая толщины 25 нм за четыре года. [24] Этот слой придает титану превосходную стойкость к коррозии от окисляющих кислот, но он растворяется в разбавленной плавиковой кислоте , горячей соляной кислоте и горячей серной кислоте.

Титан способен противостоять воздействию разбавленных серной и соляной кислот при комнатной температуре, растворов хлоридов и большинства органических кислот. [10] Однако титан разъедается концентрированными кислотами. [25] Титан — очень химически активный металл, который горит на обычном воздухе при температурах ниже точки плавления. Плавление возможно только в инертной атмосфере или вакууме. При 550 °C (1022 °F) он соединяется с хлором. [10] Он также реагирует с другими галогенами и поглощает водород. [11]

Титан легко реагирует с кислородом при температуре 1200 °C (2190 °F) на воздухе и при 610 °C (1130 °F) в чистом кислороде, образуя диоксид титана . [15] Титан — один из немногих элементов, которые горят в чистом газообразном азоте, реагируя при 800 °C (1470 °F) с образованием нитрида титана , что вызывает охрупчивание. [26] Из-за своей высокой реакционной способности с кислородом, азотом и многими другими газами испаренный из нитей титан является основой сублимационных насосов для титана , в которых титан служит поглотителем этих газов путем химического связывания с ними. Такие насосы недорого создают чрезвычайно низкое давление в системах сверхвысокого вакуума .

возникновение

Титан — девятый по распространенности элемент в земной коре (0,63% по массе ). [27] и седьмой по распространенности металл. Он присутствует в виде оксидов в большинстве магматических пород , в образовавшихся из них отложениях , в живых существах и природных водоемах. [9] [10] Из 801 типа магматических пород, проанализированных Геологической службой США , 784 содержали титан. Его доля в почвах составляет примерно 0,5–1,5%. [27]

Распространенными титансодержащими минералами являются анатаз , брукит , ильменит , перовскит , рутил и титанит (сфен). [24] Акаогиит — чрезвычайно редкий минерал, состоящий из диоксида титана. Из этих минералов хозяйственное значение имеют только рутил и ильменит, но даже их трудно найти в высоких концентрациях. В 2011 году было добыто около 6,0 и 0,7 млн ​​тонн этих полезных ископаемых соответственно. [28] Значительные месторождения титансодержащего ильменита существуют в Австралии , Канаде , Китае , Индии , Мозамбике , Новой Зеландии , Норвегии , Сьерра-Леоне , Южной Африке и Украине . [24] В 2020 году было произведено около 210 000 тонн металлического губчатого титана , в основном в Китае (110 000 тонн), Японии (50 000 тонн), России (33 000 тонн) и Казахстане (15 000 тонн). Общие запасы анатаза, ильменита и рутила оцениваются более чем в 2 миллиарда тонн. [28]

2017 производство титановых минералов и шлаков [28]
Страна тысяча
тонны 		% от общего количества
Китай 3,830 33.1
Австралия 1,513 13.1
Мозамбик 1,070 9.3
Канада 1,030 8.9
ЮАР 743 6.4
Кения 562 4.9
Индия 510 4.4
Сенегал 502 4.3
Украина 492 4.3
Мир 11,563 100

Концентрация титана составляет около 4 пикомоль в океане . По оценкам, при 100 °C концентрация титана в воде составляет менее 10 −7 М при pH 7. Идентификация форм титана в водном растворе остается неизвестной из-за его низкой растворимости и отсутствия чувствительных спектроскопических методов, хотя на воздухе стабильна только степень окисления 4+. Никаких доказательств биологической роли не существует, хотя известно, что редкие организмы накапливают высокие концентрации титана. [29]

Титан содержится в метеоритах , обнаружен на Солнце и в М-типа . звездах [10] (самый холодный тип) с температурой поверхности 3200 °C (5790 °F). [30] Камни , доставленные с Луны во время миссии «Аполлон-17» , на 12,1% состоят из TiO 2 . [10] Самородный титан (чистый металлик) встречается очень редко. [31]

изотопы

Основная статья: Изотопы титана

Встречающийся в природе титан состоит из пяти стабильных изотопов : 46 Из, 47 Из, 48 Из, 49 Ти и 50 Ти, с 48 Ti является наиболее распространенным (73,8% естественного содержания ). как минимум 21 радиоизотоп , наиболее стабильными из которых являются Охарактеризован 44 Ти с периодом полураспада 63 года; 45 Ти, 184,8 минуты; 51 Ти, 5,76 минуты; и 52 Ти, 1,7 минуты. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 33 секунд, причем у большинства — менее полсекунды. [16]

Изотопы титана имеют атомный вес от 39,002 u ( 39 Ти), что 63 999 в ( 64 Из). [32] Первичный режим распада изотопов легче 46 Ti – эмиссия позитронов (за исключением 44 Ti, который подвергается захвату электронов ), что приводит к образованию изотопов скандия и основного режима для изотопов тяжелее, чем 50 Ti представляет собой бета-излучение , приводящее к образованию изотопов ванадия . [16]

Титан становится радиоактивным при бомбардировке дейтронами , испуская в основном позитроны и жесткие гамма-лучи . [10]

Соединения

См. также категории Соединения титана и Минералы титана.
Смотрите также: Титановый сплав
Спиральное сверло стального цвета со спиральной канавкой золотистого цвета.
с покрытием TiN Сверло

+4 Степень окисления доминирует в химии титана. [33] но соединения в степени окисления +3 также многочисленны. [34] Обычно титан принимает октаэдрическую координационную геометрию . в своих комплексах [35] [36] но тетраэдрический TiCl 4 является заметным исключением. Из-за высокой степени окисления соединения титана (IV) обладают высокой степенью ковалентной связи . [33]

Оксиды, сульфиды и алкоксиды

Наиболее важным оксидом является TiO 2 , который существует в трех важных полиморфных модификациях ; анатаз, брукит и рутил. Все три представляют собой белые диамагнитные твердые вещества, хотя образцы минералов могут казаться темными (см. рутил ). Они используют полимерные структуры, в которых Ti окружен шестью оксидными лигандами, которые связаны с другими центрами Ti. [37]

Термин титанаты обычно относится к соединениям титана(IV), представленным титанатом бария (BaTiO 3 ). Обладая структурой перовскита, этот материал проявляет пьезоэлектрические свойства и используется в качестве преобразователя при взаимном преобразовании звука и электричества . [15] Многие минералы являются титанатами, например ильменит (FeTiO 3 ). Звездчатые сапфиры и рубины приобретают астеризм (звездообразующий блеск) из-за присутствия примесей диоксида титана. [24]

разнообразные восстановленные оксиды ( субоксиды Известны ) титана, главным образом восстановленные стехиометрии диоксида титана, полученные атмосферным плазменным напылением . Ti 3 O 5 , описываемый как разновидность Ti(IV)-Ti(III), представляет собой фиолетовый полупроводник, получаемый восстановлением TiO 2 водородом при высоких температурах. [38] и используется в промышленности, когда поверхности необходимо покрыть диоксидом титана методом напыления: он испаряется в виде чистого TiO, тогда как TiO 2 испаряется в виде смеси оксидов и осаждает покрытия с переменным показателем преломления. [39] Также известен Ti 2 O 3 со структурой корунда и TiO со структурой каменной соли , хотя часто нестехиометрический . [40]

Алкоксиды представляют собой бесцветные соединения , титана(IV), полученные обработкой TiCl 4 спиртами , которые при реакции с водой переходят в диоксид титана. Они промышленно полезны для осаждения твердого TiO 2 процессом золь-гель- . Изопропоксид титана используется в синтезе хиральных органических соединений методом эпоксидирования по Шарплессу . [41]

Титан образует множество сульфидов, но только TiS 2 вызвал значительный интерес. Он имеет слоистую структуру и использовался в качестве катода при разработке литиевых батарей . Поскольку Ti(IV) является «жестким катионом» , сульфиды титана нестабильны и имеют тенденцию гидролизоваться до оксида с выделением сероводорода. [42]

Нитриды и карбиды

Нитрид титана (TiN) представляет собой тугоплавкое твердое вещество, обладающее чрезвычайной твердостью, тепло/электропроводностью и высокой температурой плавления. [43] TiN имеет твердость, эквивалентную сапфиру и карборунду (9,0 по шкале Мооса ), [44] и часто используется для покрытия режущих инструментов, таких как сверла . [45] Он также используется в качестве декоративной отделки золотого цвета и в качестве барьерного слоя при производстве полупроводников . [46] Карбид титана (TiC), который также очень тверд, содержится в режущих инструментах и ​​покрытиях. [47]

Галиды

Соединения титана (III) имеют характерный фиолетовый цвет, о чем свидетельствует водный раствор трихлорида титана .

Тетрахлорид титана (хлорид титана(IV), TiCl 4 [48] ) представляет собой бесцветную летучую жидкость (коммерческие образцы желтоватого цвета), гидролизующуюся на воздухе с эффектным выделением белых облаков. В процессе Кролла TiCl 4 используется при переработке титановых руд в металлический титан. Тетрахлорид титана также используется для получения диоксида титана, например, для использования в белой краске. [49] Он широко используется в органической химии как кислота Льюиса , например, в альдольной конденсации Мукаямы . [50] В процессе Ван Аркеля-де Бура тетраиодид титана (TiI 4 ) образуется при производстве металлического титана высокой чистоты. [51]

Титан(III) и титан(II) также образуют стабильные хлориды. Ярким примером является хлорид титана (III) (TiCl 3 ), который используется в качестве катализатора для производства полиолефинов (см. Катализатор Циглера-Натта ) и восстановителя в органической химии. [52]

Металлоорганические комплексы

Основная статья: Титанорганическая химия

В связи с важной ролью соединений титана как катализатора полимеризации соединения со связями Ti-C интенсивно изучаются. Наиболее распространенным титаноорганическим комплексом является дихлорид титаноцена ((C 5 H 5 ) 2 TiCl 2 ). Родственные соединения включают реагент Теббе и реагент Петасиса . Титан образует карбонильные комплексы , например (C 5 H 5 ) 2 Ti(CO) 2 . [53]

Исследования противораковой терапии

После успеха химиотерапии на основе платины комплексы титана (IV) были одними из первых неплатиновых соединений, которые были протестированы для лечения рака. Преимущество соединений титана заключается в их высокой эффективности и низкой токсичности in vivo . [54] В биологических средах гидролиз приводит к образованию безопасного и инертного диоксида титана. Несмотря на эти преимущества, первые соединения-кандидаты не прошли клинические испытания из-за недостаточного соотношения эффективности и токсичности и осложнений при составлении рецептуры. [54] Дальнейшие разработки привели к созданию потенциально эффективных, селективных и стабильных препаратов на основе титана. [54]

История

Гравированное изображение профиля мужчины средних лет с высоким лбом. На человеке пальто и шейный платок.
Мартин Генрих Клапрот назвал титан в честь титанов греческой мифологии .

Титан был обнаружен в 1791 году священнослужителем и геологом Уильямом Грегором как включение минерала в Корнуолле , Великобритания. [55] Грегор признал наличие нового элемента в ильмените [11] когда он нашел черный песок у ручья и заметил, что песок притягивается магнитом . [55] Анализируя песок, он определил наличие двух оксидов металлов: оксида железа (объясняющего притяжение к магниту) и 45,25% белого металлического оксида, который он не смог идентифицировать. [27] Поняв, что неопознанный оксид содержит металл, не совпадающий ни с одним известным элементом, Грегор в 1791 году сообщил о своих открытиях как в немецких, так и во французских научных журналах: Crell's Annalen и Observations et Mémoires sur la Physique . [55] [56] [57] Он назвал этот оксид манакканитом . [58]

Примерно в то же время Франц-Йозеф Мюллер фон Райхенштейн изготовил похожее вещество, но не смог его идентифицировать. [11] Оксид был независимо переоткрыт в 1795 году прусским химиком Мартином Генрихом Клапротом в рутиле из Бойника (немецкое название Баймочка), деревни в Венгрии (ныне Бойнички в Словакии). [55] [б] Клапрот обнаружил, что он содержит новый элемент, и назвал его в честь титанов греческой мифологии . [30] Услышав о более раннем открытии Грегора, он получил образец манакканита и подтвердил, что он содержит титан. [60]

Известные в настоящее время способы извлечения титана из различных руд трудоемки и дорогостоящи; невозможно восстановить руду путем нагревания углеродом (как при выплавке железа), поскольку титан соединяется с углеродом с образованием карбида титана. [55] Чистый металлический титан (99,9%) был впервые получен в 1910 году Мэтью А. Хантером в Политехническом институте Ренсселера путем нагревания TiCl 4 с натрием при 700–800 ° C (1292–1472 ° F) под большим давлением. [61] в пакетном процессе, известном как процесс Хантера . [10] Металлический титан не использовался за пределами лаборатории до 1932 года, когда Уильям Джастин Кролл получил его путем восстановления тетрахлорида титана (TiCl 4 ) кальцием . [62] Восемь лет спустя он усовершенствовал этот процесс с помощью магния и натрия, что стало известно как процесс Кролла. [62] Хотя исследования продолжают искать более дешевые и эффективные пути, такие как Кембриджский процесс FFC , процесс Кролла по-прежнему преимущественно используется для коммерческого производства. [10] [11]

Титановая «губка», изготовленная по методу Кролла.

Титан очень высокой чистоты стал производиться в небольших количествах, когда Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур в 1925 году открыли йодидный процесс путем реакции с йодом и разложения образовавшихся паров на горячей нити до чистого металла. [63]

В 1950-х и 1960-х годах Советский Союз был пионером в использовании титана в военной технике и на подводных лодках. [61] ( класс Альфа и класс Майк ) [64] в рамках программ, связанных с холодной войной. [65] Начиная с начала 1950-х годов титан стал широко использоваться в военной авиации, особенно в высокопроизводительных реактивных самолетах, начиная с таких самолетов, как F-100 Super Sabre и Lockheed A-12 и SR-71 . [66]

считало титан стратегическим материалом На протяжении всего периода холодной войны правительство США большие запасы титановой губки хранились , и в Национальном центре запасов обороны (пористой формы чистого металла) , пока в 2000-х годах эти запасы не были рассредоточены. . [67] По состоянию на 2021 год четырьмя ведущими производителями губчатого титана были Китай (52%), Япония (24%), Россия (16%) и Казахстан (7%). [28]

Производство

Основная статья: Производство титана по странам
Небольшая кучка однородных черных зерен диаметром менее 1 мм.
Титан (минеральный концентрат)
Основные изделия из титана: пластины, трубки, стержни и порошок.

Экономические процессы

См. Также: Категория: Титановые процессы.
См. Также: Категория: Титановые компании

Охотничий процесс

Процесс Хантера был первым промышленным процессом производства чистого металлического титана. Его изобрел в 1910 году Мэтью А. Хантер , химик, родившийся в Новой Зеландии и работавший в США. [68] Процесс включает восстановление тетрахлорида титана (TiCl 4 ) натрием (Na) в реакторе периодического действия в инертной атмосфере при температуре 1000 °С. разбавленную соляную кислоту . Затем для выщелачивания соли из продукта используют [69]

TiCl 4 (г) + 4 Na(ж) → 4 NaCl(ж) + Ti(т)

Процесс Кролла

Обработка металлического титана происходит в четыре основных этапа: преобразование титановой руды в «губчатую» пористую форму; плавление губки или губки плюс лигатура с образованием слитка; первичное производство, при котором слиток преобразуется в продукцию общего назначения, такую ​​как заготовка , пруток, пластина , лист , полоса и труба ; и вторичное изготовление готовых форм из проката. [70]

Поскольку его невозможно получить путем восстановления диоксида титана, [17] Металлический титан получают восстановлением тетрахлорида титана (TiCl 4 ) металлическим магнием по процессу Кролла. Сложность серийного производства в процессе Кролла объясняет относительно высокую рыночную стоимость титана. [71] несмотря на то, что процесс Кролла дешевле, чем процесс Хантера. [61] Для получения TiCl 4 , необходимого для процесса Кролла, диоксид подвергают карботермическому восстановлению в присутствии хлора . В этом процессе газообразный хлор пропускают через раскаленную смесь рутила или ильменита в присутствии углерода.После тщательной очистки фракционной перегонкой TiCl 4 восстанавливают расплавленным магнием при температуре 800 °C (1470 °F) в атмосфере аргона . [15]

Дальнейшая очистка

Металлический титан можно дополнительно очистить с помощью процесса Ван Аркеля-де Бура , который включает термическое разложение тетраиодида титана .

Титановый порошок

Титановый порошок производится с использованием поточного производственного процесса, известного как процесс Армстронга. [72] это похоже на процесс Хантера серийного производства . Поток газообразного тетрахлорида титана добавляют к потоку расплавленного натрия; Продукты (хлорид натрия и частицы титана) фильтруют от лишнего натрия. Затем титан отделяют от соли промыванием водой. И натрий, и хлор перерабатываются для производства и переработки большего количества тетрахлорида титана. [73]

Пилотные установки

Способы электролитического получения металлического Ti из TiO 2 с использованием расплавленных солевых электролитов был исследован и испытан в лабораторных и небольших пилотных масштабах. Ведущий автор беспристрастного обзора, опубликованного в 2017 году, считал свой собственный процесс «готовым к расширению». [74] В обзоре 2023 года «обсуждаются электрохимические принципы восстановления металлов из водных растворов и плавленых солевых электролитов», при этом особое внимание уделяется титану. Хотя некоторые металлы, такие как никель и медь, можно очистить электролитическим способом при комнатной температуре, титан должен находиться в расплавленном состоянии, и «существует большая вероятность воздействия огнеупорную футеровку». расплавленного титана на [75] Чжан и др. завершили свой «Перспективы термохимических и электрохимических процессов производства металлического титана» в 2017 году следующим образом: «Несмотря на то, что в отрасли существует сильный интерес к поиску лучшего метода производства металлического титана, было исследовано большое количество новых концепций и усовершенствований. в лаборатории или даже на пилотном заводе на сегодняшний день не существует нового процесса, который мог бы коммерчески заменить процесс Кролла». [76]

Изготовление

Рыночная цена титана

Вся сварка титана должна производиться в инертной атмосфере аргона или гелия , чтобы защитить его от загрязнения атмосферными газами (кислородом, азотом и водородом). [22] Загрязнение вызывает различные состояния, такие как охрупчивание , которые снижают целостность сварных швов сборки и приводят к разрушению соединений. [77]

Титан очень трудно паять напрямую, поэтому паяемый металл или сплав, такой как сталь, перед пайкой покрывается титаном. [78] Металлический титан можно обрабатывать с помощью того же оборудования и тех же процессов, что и нержавеющую сталь . [22]

Титановые сплавы

Обычные титановые сплавы изготавливаются методом восстановления. Например, восстанавливают купротитан (рутил с добавкой меди ), ферроуглерод-титан (ильменит, восстановленный коксом в электропечи), манганотитан (рутил с марганцем или оксидами марганца). [79]

В настоящее время разработано и используется около пятидесяти марок титановых сплавов , однако коммерчески доступны лишь несколько десятков марок. [80] ASTM International признает 31 марку металлического титана и сплавов, из которых марки с первой по четвертую являются технически чистыми (нелегированными). Эти четыре класса различаются по прочности на разрыв в зависимости от содержания кислорода: класс 1 является наиболее пластичным (самый низкий предел прочности при растяжении с содержанием кислорода 0,18%), а класс 4 является наименее пластичным (самый высокий предел прочности на разрыв с содержанием кислорода 0,40%). ). [24] Остальные марки представляют собой сплавы, каждый из которых предназначен для определенных свойств пластичности, прочности, твердости, удельного электросопротивления, сопротивления ползучести , удельной коррозионной стойкости и их комбинаций. [81]

В дополнение к спецификациям ASTM, титановые сплавы также производятся в соответствии с аэрокосмическими и военными спецификациями (SAE-AMS, MIL-T), стандартами ISO и спецификациями для конкретной страны, а также собственными спецификациями конечных пользователей для аэрокосмической, военной, медицинское и промышленное применение. [82]

Формирование и ковка

Технически чистый плоский продукт (лист, плита) можно легко формовать, но при обработке необходимо учитывать склонность металла к упругому пружинению . Особенно это касается некоторых высокопрочных сплавов. [83] [84] Воздействие кислорода воздуха при повышенных температурах, используемых при ковке, приводит к образованию хрупкого, богатого кислородом металлического поверхностного слоя, называемого « альфа-корпус », который ухудшает усталостные свойства, поэтому его необходимо удалить путем фрезерования, травления или электрохимической обработки. [85] Обработка титана очень сложна. [86] [87] [88] и может включать сварку трением , [89] криоковка , [90] и Вакуумно-дуговая переплавка .

Приложения

Титановый цилиндр качества «2 сорт».

Титан используется в стали как легирующий элемент ( ферротитан ) для уменьшения размера зерна и как раскислитель , а также в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. [9] Титан часто легируют алюминием (для уточнения размера зерна), ванадием , медью (для упрочнения), железом , марганцем , молибденом и другими металлами. [91] Изделия из титанового проката (листы, плиты, прутки, проволока, поковки, отливки) находят применение на промышленных, аэрокосмических, развлекательных и развивающихся рынках. Порошок титана используется в пиротехнике как источник ярко горящих частиц. [92]

Пигменты, добавки и покрытия

Часовое стекло на черной поверхности с небольшой порцией белого порошка
Диоксид титана является наиболее часто используемым соединением титана.

Около 95% всей титановой руды предназначено для переработки в диоксид титана ( TiO
2 ), интенсивно-белый перманентный пигмент, используемый в красках, бумаге, зубной пасте и пластмассах. [28] Он также используется в цементе, драгоценных камнях и в качестве оптического глушителя в бумаге. [93]

ТиО
Пигмент 2 химически инертен, устойчив к выцветанию на солнечном свете и очень непрозрачен: он придает чистый и блестящий белый цвет коричневым или серым химикатам, из которых состоит большинство бытовых пластмасс. [11] В природе это соединение встречается в минералах анатаз, брукит и рутил. [9] Краска, изготовленная из диоксида титана, хорошо себя чувствует при суровых температурах и морской среде. [11] Чистый диоксид титана имеет очень высокий показатель преломления и оптическую дисперсию выше, чем у алмаза . [10] Диоксид титана используется в солнцезащитных кремах, поскольку он отражает и поглощает ультрафиолетовый свет . [17]

Аэрокосмическая и морская промышленность

Lockheed A-12 , первый самолет, на 93% изготовленный из титана

Поскольку титановые сплавы имеют высокое соотношение прочности на разрыв и плотности, [15] высокая коррозионная стойкость , [10] усталостная прочность, высокая трещиностойкость, [94] и способность выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести, они используются в самолетах, броне, военно-морских кораблях, космических кораблях и ракетах. [10] [11] Для этих целей титан легируют алюминием, цирконием, никелем, [95] ванадий и другие элементы для производства различных компонентов, включая важные детали конструкции, шасси , противопожарные перегородки , выхлопные каналы (вертолеты) и гидравлические системы. Фактически, около двух третей всего производимого металлического титана используется в авиационных двигателях и корпусах. [96] Титановый сплав 6АЛ-4В составляет почти 50% всех сплавов, используемых в авиастроении. [97]

Lockheed A-12 и SR-71 «Blackbird» были одними из первых самолетов, в которых использовался титан, что открыло путь к гораздо более широкому использованию в современных военных и коммерческих самолетах. Большое количество продукции титанового проката используется при производстве многих самолетов, например (следующие значения представляют собой количество используемой необработанной продукции, только часть ее попадает в готовый самолет): 116 метрических тонн используется в производстве самолетов Boeing. 787 , 77 в Airbus A380 , 59 в Boeing 777 , 45 в Boeing 747 , 32 в Airbus A340 , 18 в Boeing 737 , 18 в Airbus A330 и 12 в Airbus A320 . [98] В авиационных двигателях титан используется для изготовления роторов, лопаток компрессоров, компонентов гидравлической системы и гондол . [99] [100] Первое использование в реактивных двигателях было у ирокезов Оренда в 1950-х годах. [ нужен лучший источник ] [101]

Поскольку титан устойчив к коррозии морской водой, его используют для изготовления гребных валов, такелажа, теплообменников на опреснительных установках , [10] нагреватели-охладители для аквариумов с морской водой, леска и поводок, а также дайверские ножи. Титан используется в корпусах и компонентах устройств наблюдения и мониторинга, используемых в океане для науки и армии. В бывшем Советском Союзе были разработаны технологии изготовления подводных лодок с корпусами из титановых сплавов. [102] ковка титана в огромных вакуумных трубках. [95]

Промышленный

Титановые печатные штампы

Сварные титановые трубы и технологическое оборудование (теплообменники, резервуары, технологические сосуды, арматура) применяются в химической и нефтехимической промышленности прежде всего из-за коррозионной стойкости. Определенные сплавы используются в скважинах для добычи нефти и газа, а также никеля в гидрометаллургии из-за их высокой прочности (например, сплав титана бета-С), коррозионной стойкости или того и другого. Целлюлозно -бумажная промышленность использует титан в технологическом оборудовании, подвергающемся воздействию агрессивных сред, таких как гипохлорит натрия или влажный газообразный хлор (на отбеливателях). [103] Другие области применения включают ультразвуковую сварку , волновую пайку , [104] и распыление мишеней. [105]

Тетрахлорид титана (TiCl 4 ), бесцветная жидкость, играет важную роль в качестве промежуточного продукта в процессе получения TiO 2 , а также используется для производства катализатора Циглера-Натта. Тетрахлорид титана также используется для иридизации стекла и, поскольку он сильно дымит во влажном воздухе, его используют для создания дымовых завес. [17]

Потребительские и архитектурные

Динамик высокочастотного динамика с мембраной диаметром 25 мм из титана; из JBL TI 5000 акустической коробки , c. 1997 год

Металлический титан используется в автомобильной промышленности, особенно в автомобильных и мотоциклетных гонках, где малый вес, высокая прочность и жесткость имеют решающее значение. [106] (стр. 141) Металл, как правило, слишком дорог для широкого потребительского рынка, хотя некоторые корветы последних моделей производятся с титановыми выхлопными трубами. [107] а в двигателе LT4 с наддувом Corvette Z06 используются легкие и прочные впускные клапаны из титана, обеспечивающие большую прочность и устойчивость к нагреву. [108]

Титан используется во многих спортивных товарах: теннисных ракетках, клюшках для гольфа, клюшках для лакросса; решетки для шлемов для крикета, хоккея, лакросса и футбола, а также велосипедные рамы и компоненты. Хотя титановые велосипеды и не являются основным материалом для производства велосипедов, они используются гоночными командами и велосипедистами-путешественниками . [109]

Титановые сплавы используются в оправах очков, которые являются довольно дорогими, но очень прочными, долговечными, легкими и не вызывают аллергии. Титан является распространенным материалом для изготовления кухонной посуды и столовых приборов. Хотя титановые изделия дороже традиционных альтернатив из стали или алюминия, они могут быть значительно легче без ущерба для прочности. предпочитают титановые подковы стальным, Ковальщики потому что они легче и долговечнее. [110]

Титановая облицовка Фрэнка Гери в музея Гуггенхайма . Бильбао

Титан иногда использовался в архитектуре. высотой 42,5 м (139 футов) Памятник Юрию Гагарину , первому человеку, побывавшему в космосе ( 55 ° 42'29,7 "N 37 ° 34'57,2" E  /  55,708250 ° N 37,582556 ° E  / 55,708250; 37.582556 ), а также 110-метровый (360 футов) Памятник Покорителям космоса на крыше Музея космонавтики в Москве изготовлены из титана из-за привлекательного цвета металла и ассоциации с ракетной техникой. [111] [112] Музей Гуггенхайма в Бильбао и Библиотека тысячелетия Серритоса были первыми зданиями в Европе и Северной Америке соответственно, обшитыми титановыми панелями. [96] Титановая обшивка использовалась в здании Фредерика К. Гамильтона в Денвере, штат Колорадо. [113]

Из-за превосходной прочности и легкого веса титана по сравнению с другими металлами (сталь, нержавеющая сталь и алюминий), а также из-за недавних достижений в области металлообработки его использование стало более распространенным в производстве огнестрельного оружия. Основное применение включает рамки пистолетов и цилиндры револьверов. По тем же причинам он используется в корпусе некоторых портативных компьютеров (например, в Apple от PowerBook G4 ). [114] [115]

В 2023 году Apple выпустила iPhone 15 Pro , в котором используется титановый корпус. [116]

Некоторые элитные легкие и устойчивые к коррозии инструменты, такие как лопаты, рукоятки ножей и фонарики, изготовлены из титана или титановых сплавов. [115]

Ювелирные изделия

Связь между напряжением и цветом анодированного титана

Из-за своей долговечности титан стал более популярным для изготовления дизайнерских ювелирных изделий (особенно титановых колец ). [110] Его инертность делает его хорошим выбором для людей, страдающих аллергией, или тех, кто будет носить украшения в таких местах, как бассейны. Титан также легируют золотом для получения сплава, который можно продавать как 24-каратное золото, поскольку 1% легированного титана недостаточно, чтобы требовать меньшего знака. Полученный сплав имеет твердость примерно 14-каратного золота и более долговечен, чем чистое 24-каратное золото. [117]

Прочность, малый вес, устойчивость к вмятинам и коррозии делают титан полезным для корпусов часов . [110] Некоторые художники работают с титаном для создания скульптур, декоративных предметов и мебели. [118]

Титан можно анодировать, чтобы изменить толщину поверхностного оксидного слоя, вызывая оптические интерференционные полосы и различные яркие цвета. [119] Благодаря такой окраске и химической инертности титан является популярным металлом для пирсинга . [120]

Титан редко используется в специальных монетах и ​​медалях, не находящихся в обращении. В 1999 году Гибралтар выпустил первую в мире титановую монету к празднованию тысячелетия. [121] Gold Coast Titans , команда австралийской лиги регби, вручает медаль из чистого титана своему игроку года. [122]

Медицинский

Основная статья: Биосовместимость титана

Поскольку титан биосовместим (нетоксичен и не отторгается организмом), он находит множество медицинских применений, включая хирургические инструменты и имплантаты, такие как подушечки тазобедренного сустава и лунки ( замена суставов ), а также зубные имплантаты , которые могут оставаться на месте до 20 лет. годы. [55] Титан часто легируют примерно 4% алюминия или 6% Al и 4% ванадия. [123]

Медицинские винты и пластины, используемые для лечения переломов запястья. Масштаб указан в сантиметрах.

Титан обладает присущей ему способностью к остеоинтеграции , что позволяет использовать его в зубных имплантатах , срок службы которых превышает 30 лет. Это свойство также полезно для применения в ортопедических имплантатах . [55] Они выигрывают от более низкого модуля упругости титана ( модуля Юнга ) и более точно соответствуют модулю эластичности кости, для восстановления которой предназначены такие устройства. В результате скелетная нагрузка более равномерно распределяется между костью и имплантатом, что приводит к снижению частоты деградации кости из-за защиты от стресса и перипротезных переломов костей, которые возникают на границах ортопедических имплантатов. Однако жесткость титановых сплавов по-прежнему более чем в два раза превышает жесткость кости, поэтому соседняя кость испытывает значительно меньшую нагрузку и может разрушиться. [124] [125]

Поскольку титан неферромагнитен , пациентов с титановыми имплантатами можно безопасно обследовать с помощью магнитно-резонансной томографии (удобно для долгосрочных имплантатов). Подготовка титана к имплантации в организм включает в себя воздействие высокотемпературной плазменной дуги, которая удаляет поверхностные атомы, обнажая свежий титан, который мгновенно окисляется. [55]

Современные достижения в области аддитивных технологий увеличили потенциал использования титана в ортопедических имплантатах. [126] Сложные конструкции каркасов имплантатов могут быть напечатаны на 3D-принтере с использованием титановых сплавов, что позволяет применять их более индивидуально для каждого пациента и повысить остеоинтеграцию имплантатов. [127]

Титан используется для изготовления хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем , а также инвалидных колясок, костылей и любых других изделий, где желательны высокая прочность и малый вес. [128]

диоксида титана Наночастицы широко используются в электронике, доставке фармацевтических препаратов и косметики. [129]

Хранилище ядерных отходов

Из-за своей коррозионной стойкости контейнеры из титана были изучены для долгосрочного хранения ядерных отходов. Считается, что контейнеры, срок службы которых превышает 100 000 лет, возможны при условиях производства, которые сводят к минимуму дефекты материала. [130] Титановый «капельный щит» также можно установить на контейнеры других типов, чтобы увеличить их срок службы. [131]

Меры предосторожности

Титан нетоксичен даже в больших дозах и не играет никакой естественной роли в организме человека . [30] По оценкам, человек ежедневно потребляет 0,8 миллиграмма титана, но большая часть проходит через него, не всасываясь в тканях. [30] Однако иногда он биоаккумулируется в тканях, содержащих кремнезем . Одно исследование указывает на возможную связь между титаном и синдромом желтых ногтей . [132]

В виде порошка или в виде металлической стружки металлический титан представляет значительную пожароопасность, а при нагревании на воздухе — опасность взрыва. [133] Вода и углекислый газ неэффективны для тушения пожара титана; класса D. Вместо этого следует использовать сухие порошковые агенты [11]

При использовании в производстве или обращении с хлором титан не следует подвергать воздействию сухого газообразного хлора, поскольку это может привести к возгоранию титана и хлора. [134]

Титан может загореться при контакте свежей, неокисленной поверхности с жидким кислородом . [135]

Функция у растений

Темно-зеленые зубчатые эллиптические листья крапивы.
Крапива содержит до 80 частей на миллион титана. [30]

Неизвестный механизм в растениях может использовать титан для стимуляции производства углеводов и стимулирования роста. Это может объяснить, почему большинство растений содержат около 1 части на миллион (ppm) титана, пищевые растения — около 2 ppm, а хвощ и крапива — до 80 ppm. [30]

См. также

Сноски

  1. ^ Тепловое расширение анизотропно : коэффициенты для каждой оси кристалла составляют (при 20 ° C): α a = 9,48 × 10. −6 /К, α с = 10,06 × 10 −6 /K, а α среднее = α V /3 = 9,68 × 10. −6 /К.
  2. ^ «В соответствии с этим я хочу позаимствовать название нынешнего металлического вещества в той же форме, что и уран, из мифологии, а именно у первоначальных сыновей земли, Титанов, и так назвать это новое семейство металлов: Титан; ..." [59] (с. 244)
    [В силу этого я выведу название нынешнего металлического вещества — как это произошло в случае с ураном — из мифологии, а именно от первых сыновей Земли, Титанов, и таким образом [я] называю этот новый вид металл: «титан»; ... ]

Ссылки

  1. ^ «титан» . Lexico Британский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета . Архивировано из оригинала 20 декабря 2019 года.
  2. ^ «Стандартные атомные массы: титан» . ЦИАВ . 1993.
  3. ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (4 мая 2022 г.). «Стандартные атомные массы элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . дои : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN   1365-3075 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Арбластер, Джон В. (2018). Некоторые значения кристаллографических свойств элементов . Парк материалов, Огайо: ASM International. ISBN  978-1-62708-155-9 .
  5. ^ Джилек, Роберт Э.; Трипепи, Джованна; Урнезиус, Евгений; Бреннессел, Уильям В.; Янг, Виктор Дж. младший; Эллис, Джон Э. (2007). «Нульвалентные комплексы титан-сера. Новые дитиокарбаматные производные Ti(CO) 6 :[Ti(CO) 4 (S 2 CNR 2 )] − ". Chem. Commun. (25): 2639–2641. doi : 10.1039/B700808B . PMID   17579764 .
  6. ^ Андерссон, Н.; и др. (2003). «Спектры излучения TiH и TiD вблизи 938 нм» (PDF) . Дж. Хим. Физ . 118 (8): 10543. Бибкод : 2003JChPh.118.3543A . дои : 10.1063/1.1539848 .
  7. ^ Уэст, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN  0-8493-0464-4 .
  8. ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  9. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я «Титан» . Британская энциклопедия . 2006 год . Проверено 19 января 2022 г.
  10. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м Лиде, Д.Р., изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Кребс, Роберт Э. (2006). История и использование химических элементов нашей Земли: Справочное руководство (2-е изд.). Вестпорт, Коннектикут : Greenwood Press. ISBN  978-0-313-33438-2 .
  12. ^ Медицинский, Токио; Университет, Стоматология (24 мая 2022 г.). «Изучение того, что придает титановым имплантатам их замечательную биосовместимость» . Физика.орг . Проверено 2 мая 2024 г.
  13. ^ Доначи 1988 , с. 11
  14. ^ Перейти обратно: а б Барксдейл 1968 , с. 738
  15. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Титан» . Колумбийская энциклопедия (6-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Колумбийского университета . 2000–2006. ISBN  978-0-7876-5015-5 .
  16. ^ Перейти обратно: а б с Барбалаче, Кеннет Л. (2006). «Периодическая таблица элементов: Ти – Титан» . Проверено 26 декабря 2006 г.
  17. ^ Перейти обратно: а б с д и Ствертка, Альберт (1998). «Титан» . Путеводитель по элементам (пересмотренная ред.). Издательство Оксфордского университета . стр. 81–82. ISBN  978-0-19-508083-4 .
  18. ^ «Является ли титан тугоплавким металлом» . Специальное изготовление металла . 3 августа 2021 г.
  19. ^ Стил, MC; Хейн, Р.А. (1953). «Сверхпроводимость титана». Физ. Преподобный . 92 (2): 243–247. Бибкод : 1953PhRv...92..243S . дои : 10.1103/PhysRev.92.243 .
  20. ^ Тиманн, М.; и др. (2018). «Полная электродинамика сверхпроводника БКШ с энергетическими шкалами мкэВ: микроволновая спектроскопия на титане при температурах мК». Физ. Преподобный Б. 97 (21): 214516. arXiv : 1803.02736 . Бибкод : 2018PhRvB..97u4516T . дои : 10.1103/PhysRevB.97.214516 . S2CID   54891002 .
  21. ^ Донахи 1988 , Приложение J, Таблица J.2.
  22. ^ Перейти обратно: а б с д и Барксдейл 1968 , с. 734
  23. ^ Пуигдоменек, Игнаси (2004) База данных химического равновесия Гидры и Медузы и программное обеспечение для построения графиков , Королевский технологический институт KTH.
  24. ^ Перейти обратно: а б с д и Эмсли 2001 , с. 453
  25. ^ Касильяс, Н.; Шарлебуа, С.; Смирл, Вашингтон; Уайт, HS (1994). «Питтинговая коррозия титана» (PDF) . Дж. Электрохим. Соц . 141 (3): 636–642. Бибкод : 1994JElS..141..636C . дои : 10.1149/1.2054783 . Архивировано (PDF) из оригинала 27 августа 2020 г.
  26. ^ Форрест, Алабама (1981). «Влияние химии металлов на поведение титана в промышленных целях» . Промышленное применение титана и циркония . п. 112.
  27. ^ Перейти обратно: а б с Барксдейл 1968 , с. 732
  28. ^ Перейти обратно: а б с д и «Титан» . Информация о полезных ископаемых Геологической службы США . Геологическая служба США (USGS).
  29. ^ Бюттнер, К.М.; Валентин, AM (2012). «Бионеорганическая химия титана». Химические обзоры . 112 (3): 1863–81. дои : 10.1021/cr1002886 . ПМИД   22074443 .
  30. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Эмсли 2001 , с. 451
  31. ^ Титан . Миндат
  32. ^ Ван, М.; Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Хуанг, WJ; Наими, С.; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030003 .
  33. ^ Перейти обратно: а б Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 958
  34. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 970
  35. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 960
  36. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 967
  37. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 961
  38. ^ Лю, Банда; Хуан, Ван-Ся; Йи, Ён (26 июня 2013 г.). «Приготовление и оптические свойства хранения порошка λTi 3 O 5 ». Журнал неорганических материалов . 28 (4): 425–430. doi : 10.3724/SP.J.1077.2013.12309 (неактивен 25 мая 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на май 2024 г. ( ссылка )
  39. ^ Бонарди, Антонио; Пюльхофер, Герд; Германуц, Стефан; Сантанджело, Андреа (2014). «Новое решение для покрытия зеркал в γ -лучах Черенковской астрономии». Экспериментальная астрономия . 38 (1–2): 1–9. arXiv : 1406.0622 . Бибкод : 2014ExA....38....1B . дои : 10.1007/s10686-014-9398-x . S2CID   119213226 .
  40. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 962.
  41. ^ Рамон, Диего Дж.; Юс, Мигель (2006). «На арене энантиоселективного синтеза титановые комплексы носят лавровый венок». хим. Преподобный . 106 (6): 2126–2308. дои : 10.1021/cr040698p . ПМИД   16771446 .
  42. ^ Маккелви, MJ; Глаунсингер, WS (1995). «Дисульфид титана». Неорганические синтезы . Том. 30. С. 28–32. дои : 10.1002/9780470132616.ch7 . ISBN  978-0-470-13261-6 .
  43. ^ Саха, Нареш (1992). «Химия окисления нитрида титана: исследование рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии». Журнал прикладной физики . 72 (7): 3072–3079. Бибкод : 1992JAP....72.3072S . дои : 10.1063/1.351465 .
  44. ^ Шуберт, Э.Ф. «Шкала твердости, введенная Фридрихом Моосом» (PDF) . Образовательные ресурсы. Трой, Нью-Йорк: Политехнический институт Ренсселера . Архивировано (PDF) из оригинала 3 июня 2010 года.
  45. ^ Труини, Джозеф (май 1988 г.). «Сверла» . Популярная механика . Том. 165, нет. 5. с. 91. ISSN   0032-4558 .
  46. ^ Балига, Б. Джаянт (2005). Силовые устройства из карбида кремния . Всемирная научная. п. 91. ИСБН  978-981-256-605-8 .
  47. ^ «Информация о продукте из карбида титана» . ХК Старк. Архивировано из оригинала 22 сентября 2017 года . Проверено 16 ноября 2015 г.
  48. ^ Сон, С.; Юносси, О.; Голдсмит, BW (2009). Титан: промышленная база, ценовые тенденции и технологические инициативы (Отчет). Корпорация Рэнд. п. 10. ISBN  978-0-8330-4575-1 .
  49. ^ Джонсон, Ричард В. (1998). Справочник по гидродинамике . Спрингер. стр. 38–21. ISBN  978-3-540-64612-9 .
  50. ^ Коутс, Роберт М.; Пакетт, Лео А. (2000). Справочник реагентов для органического синтеза . Джон Уайли и сыновья. п. 93. ИСБН  978-0-470-85625-3 .
  51. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 965
  52. ^ Гундерсен, Лиз-Лотте; Вставай, Фроде; Ундхейм, Кьель; Мендес Андино, Хосе (2007). «Хлорид титана (III)». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . дои : 10.1002/047084289X.rt120.pub2 . ISBN  978-0-471-93623-7 .
  53. ^ Хартвиг, Дж. Ф. (2010). Химия органопереходных металлов: от связывания к катализу . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Университетские научные книги. ISBN  978-1-891389-53-5 .
  54. ^ Перейти обратно: а б с Чува, Эдит Ю.; Миллер, Майя (2018). «Глава 8. Координационные комплексы титана(IV) для противораковой терапии» . В Сигеле, Астрид; Сигель, Хельмут; Фрейзингер, Ева; Сигел, Роланд КО (ред.). Металлопрепараты: Разработка и действие противораковых средств . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 18. Берлин, Германия: de Gruyter GmbH. стр. 219–250. дои : 10.1515/9783110470734-014 . ISBN  978-3-11-047073-4 . ПМИД   29394027 .
  55. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Эмсли 2001 , с. 452
  56. ^ Грегори, Уильям (1791). «Наблюдения и эксперименты с менакканитом [то есть ильменитом], магнитным песком, найденным в Корнуолле». Химические анналы (на немецком языке). 1 : стр. 40–54 , 103–119 .
  57. ^ Грегор, Уильям (1791). «О менакканите, разновидности магнитного песка, найденном в графстве Корнуолл». Наблюдения и воспоминания по физике (на французском языке). 39 : 72–78 , 152–160 .
  58. ^ Хабаши, Фатхи (январь 2001 г.). «Историческое введение в тугоплавкие металлы». Обзор переработки полезных ископаемых и добывающей металлургии . 22 (1): 25–53. Бибкод : 2001MPEMR..22...25H . дои : 10.1080/08827509808962488 . S2CID   100370649 .
  59. ^ Клапрот, Мартин Генрих (1795). «Химическое исследование так называемого венгерского красного турмалина [рутила]». Вклад в химические знания о минеральных веществах . 1 . Берлин, Германия: Генрих Август Роттманн: 233–244.
  60. ^ Двадцать пять лет новостей о титане: краткий и своевременный отчет о титане и его переработке (Отчет). Suisman Titanium Corporation. 1995. с. 37 – через Университет штата Пенсильвания / Google Книги.
  61. ^ Перейти обратно: а б с Роза 2008 , с.9.
  62. ^ Перейти обратно: а б Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 955
  63. ^ ван Аркел, AE ; де Бур, Дж.Х. (1925). «Получение чистого титана, циркония, гафния и металлического тория». Журнал неорганической и общей химии . 148 : 345–50. дои : 10.1002/zaac.19251480133 .
  64. ^ Янко, Евгений (2006). «Подводные лодки: Общие сведения» . Омская выставка вооружений и военный парад ВТТВ. Архивировано из оригинала 6 апреля 2016 года . Проверено 2 февраля 2015 г.
  65. ^ «ВСМПО сильнее, чем когда-либо» (PDF) . Мир нержавеющей стали . KCI Publishing BV, июль – август 2001 г., стр. 16–19. Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2006 года . Проверено 2 января 2007 г.
  66. ^ Джаспер, Адам, изд. (2020). Архитектура и антропология . Тейлор и Фрэнсис. п. 42. ИСБН  978-1-351-10627-6 .
  67. ^ Национальный центр запасов обороны (2008 г.). Стратегические и критические материалы Отчета Конгрессу. Операции в соответствии с Законом о складировании запасов стратегических и критически важных материалов в период с октября 2007 г. по сентябрь 2008 г. (PDF) (Отчет). Министерство обороны США . п. 3304. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2010 года.
  68. ^ MA Hunter "Металлический титан" J. Am. хим. Соц. 1910, стр. 330–336. два : 10.1021/ja01921a006
  69. ^ Шашке, Карл (2014). «Охотничий процесс». Словарь химической инженерии . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780199651450.001.0001 . ISBN  978-0-19-965145-0 .
  70. ^ Доначи 1988 , гл. 4
  71. ^ Барксдейл 1968 , с. 733
  72. ^ Роза 2008 , стр. 25.
  73. ^ «Титан» . Основная химическая промышленность онлайн . CIEC Продвижение науки. Йорк, Великобритания: Йоркский университет . 15 января 2015 г.
  74. ^ Фрэй, Дерек; Швандт, Карстен (2017). «Аспекты применения электрохимии для извлечения титана и его применения». Операции с материалами . 58 (3): 306–312. doi : 10.2320/matertrans.MK201619 . ISSN   1345-9678 .
  75. ^ Шамсуддин, Мохаммед; Сон, Хон Ён (2023). «Роль электрохимических процессов в извлечении металлов и сплавов – обзор». Переработка полезных ископаемых и добывающая металлургия: Труды горно-металлургических учреждений . 132 (3–4): 193–209. Бибкод : 2023MPEM..132..193S . дои : 10.1080/25726641.2023.2255368 .
  76. ^ Чжан, Ин; Фанг, Чжиган Зак; Сунь, Пей; Чжэн, Шили; Ся, Ян; Бесплатно, Майкл (2017). «Взгляд на термохимические и электрохимические процессы производства металлического титана». ДЖОМ . 69 (10): 1861–1868. Бибкод : 2017JOM....69j1861Z . дои : 10.1007/s11837-017-2481-9 .
  77. ^ Энгель, Авраам Л.; Хубер, RW; Лейн, ИК (1955). Дуговая сварка титана . Министерство внутренних дел США, Горное бюро.
  78. ^ Льюис, WJ; Фолкнер, GE; Риппель, П.Дж. (1956). Отчет о пайке и пайке титана . Титановая металлургическая лаборатория Мемориального института Баттель.
  79. ^ «Титан» . Microsoft Энкарта . 2005. Архивировано из оригинала 27 октября 2006 года . Проверено 29 декабря 2006 г.
  80. ^ Доначи 1988 , с. 16, Приложение J
  81. ^ «Том 02.04: Цветные металлы». Ежегодный сборник стандартов ASTM . Вест-Коншохокен, Пенсильвания : ASTM International . 2006. раздел 2. ISBN.  978-0-8031-4086-8 . «Том 13.01: Медицинские изделия. Скорая медицинская помощь». Ежегодный сборник стандартов ASTM . Вест-Коншохокен, Пенсильвания : ASTM International . 1998. разделы 2 и 13. ISBN.  978-0-8031-2452-3 .
  82. ^ Donachie 1988 , стр. 13–16, приложения H и J.
  83. ^ AWS G2.4/G2.4M:2007 Руководство по сварке плавлением титана и титановых сплавов . Майами: Американское общество сварщиков. 2006. Архивировано из оригинала 10 декабря 2010 года.
  84. ^ Справочник по проектированию и изготовлению титана для промышленного применения . Даллас: Корпорация Titanium Metals. 1997. Архивировано из оригинала 9 февраля 2009 года.
  85. ^ Чен, Джордж З.; Фрэй, Дерек Дж.; Фартинг, Том В. (2001). «Катодное раскисление альфа-корпуса на титане и сплавах в расплаве хлорида кальция» . Металл. Матер. Пер. Б. ​ 32 (6): 1041. doi : 10.1007/s11663-001-0093-8 . S2CID   95616531 .
  86. ^ «Производство титана и титановых сплавов | Total Materia» .
  87. ^ https://www.titaniuminfogroup.com/forging-process-of-titanium-alloy.html . {{cite news}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )
  88. ^ https://www.aubertduval.com/wp-media/uploads/2021/06/brochure-titane_2021.pdf . {{cite news}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )
  89. ^ «Линейная сварка трением: решение для титановых поковок» .
  90. ^ «Сверххолодная ковка делает титан прочным и пластичным» . 21 октября 2021 г.
  91. ^ Хэмпель, Клиффорд А. (1968). Энциклопедия химических элементов . Ван Ностранд Рейнхольд. п. 738. ИСБН  978-0-442-15598-8 .
  92. ^ Моселла, Крис; Конклинг, Джон А. (2019). Химия пиротехники . ЦРК Пресс. п. 86. ИСБН  978-1-351-62656-9 .
  93. ^ Смук, Гэри А. (2002). Справочник для технологов целлюлозно-бумажной промышленности (3-е изд.). Публикации Ангуса Уайльда. п. 223. ИСБН  978-0-9694628-5-9 .
  94. ^ Моисеев, Валентин Н. (2006). Титановые сплавы: применение в российской авиации и аэрокосмической отрасли . Тейлор и Фрэнсис, ООО. п. 196. ИСБН  978-0-8493-3273-9 .
  95. ^ Перейти обратно: а б Крамер, Эндрю Э. (5 июля 2013 г.). «Титан играет жизненно важную роль для Boeing и России» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 июля 2013 г.
  96. ^ Перейти обратно: а б Эмсли 2001 , с. 454
  97. ^ Доначи 1988 , с. 13
  98. ^ Фроес, Ф.Х., изд. (2015). Физическая металлургия, обработка и применение титана . АСМ Интернешнл . п. 7. ISBN  978-1-62708-080-4 .
  99. ^ «Титан в аэрокосмической отрасли – Титан» . 10 апреля 2024 г. Проверено 8 мая 2024 г.
  100. ^ «Металлический титан (Ti) / губка / титановый порошок» (PDF) . www.lb7.uscourts.gov . Проверено 8 мая 2024 г.
  101. ^ «Ирокез» . Flight Global (архив) . 1957. с. 412. Архивировано из оригинала 13 декабря 2009 года.
  102. ^ «Разгадка тайны холодной войны» (PDF) . ЦРУ . 2007 . Проверено 8 мая 2024 г.
  103. ↑ Donachie 1988 , pp. 11–16
  104. ^ Клефиш, EW, изд. (1981). Промышленное применение титана и циркония . Вест-Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International . ISBN  978-0-8031-0745-8 .
  105. ^ Буншах, Ройнтан Ф., изд. (2001). «глава 8» . Справочник по твердым покрытиям . William Andrew Inc. Норидж, Нью-Йорк: ISBN  978-0-8155-1438-1 .
  106. ^ Фунатани, К. (9–12 октября 2000 г.). «Последние тенденции в модификации поверхности легких металлов § Технологии композитов с металлической матрицей» . В Фунатани, Киёси; Тоттен, Джордж Э. (ред.). Термическая обработка, международный ... Симпозиум по остаточным напряжениям в промышленности термообработки . 20-я конференция Общества термообработки ASM. Том. 1 и 2. Сент-Луис, Миссури: ASM International (опубликовано в 2001 г.). стр. 138–144, особенно. 141. ИСБН  978-0-87170-727-7 .
  107. ^ «Титановые выхлопы» . Национальный музей корветов. 2006. Архивировано из оригинала 3 января 2013 года . Проверено 26 декабря 2006 г.
  108. ^ «Компактная силовая установка: внутри двигателя Corvette Z06 LT4 мощностью 650 л.с. и 6,2-литрового двигателя V-8 с наддувом, обеспечивающего мощность мирового класса в более эффективной упаковке» . media.gm.com (пресс-релиз). Дженерал Моторс . 20 августа 2014 г.
  109. ^ Дэвис, Джозеф Р. (1998). Справочник по металлам . АСМ Интернешнл . п. 584 . ISBN  978-0-87170-654-6 – через Интернет-архив (archive.org).
  110. ^ Перейти обратно: а б с Donachie 1988 , pp. 11, 255
  111. ^ Майк Грантман (2004). Прокладывая путь: ранняя история космических кораблей и ракетной техники . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. п. 457. ИСБН  978-1-56347-705-8 .
  112. ^ Лютьеринг, Герд; Уильямс, Джеймс Кейс (12 июня 2007 г.). «Приложения, связанные с внешним видом» . Титан . Спрингер. ISBN  978-3-540-71397-5 .
  113. ^ «Денверский художественный музей, здание Фредерика К. Гамильтона» . СПГ Медиа. 2006 год . Проверено 26 декабря 2006 г.
  114. ^ «Характеристики Apple PowerBook G4 400 (оригинал – Ti)» . Everymac.com . Проверено 8 августа 2009 г.
  115. ^ Перейти обратно: а б Цянь, Ма; Нииноми, Мицуо (2019). Реальное использование титана . Эльзевир Наука. стр. 7–8. ISBN  978-0-12-815820-3 .
  116. ^ «Apple анонсирует модели iPhone 15 Pro с титановым корпусом» . CNET . Проверено 19 сентября 2023 г.
  117. ^ Гафнер, Г. (1989). «Разработка золота-титана 990 пробы: его производство, использование и свойства» (PDF) . Золотой бюллетень . 22 (4): 112–122. дои : 10.1007/BF03214709 . S2CID   114336550 . Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2010 года.
  118. ^ «Изобразительное искусство и функциональные произведения из титана и других земных элементов» . Архивировано из оригинала 13 мая 2008 года . Проверено 8 августа 2009 г.
  119. ^ Олвитт, Роберт С. (2002). «Энциклопедия электрохимии» . Факультет химической инженерии, Университет Кейс Вестерн Резерв, США. Архивировано из оригинала 2 июля 2008 года . Проверено 30 декабря 2006 г.
  120. ^ «Безопасность пирсинга» . Doctorgoodskin.com . 1 августа 2006 г.
  121. ^ «Первые в мире» . Британский монетный двор Побджой. Архивировано из оригинала 26 февраля 2015 года . Проверено 11 ноября 2017 г.
  122. ^ Турджен, Люк (20 сентября 2007 г.). «Титановый Титан: Бротон увековечен» . Бюллетень Золотого Берега . Архивировано из оригинала 28 сентября 2013 года.
  123. ^ «Ортопедические металлические сплавы» . Totaljoints.info . Проверено 27 сентября 2010 г.
  124. ^ «Пена титана заменяет поврежденные кости» . Новости исследований . 1 сентября 2010 года. Архивировано из оригинала 4 сентября 2010 года . Проверено 27 сентября 2010 г.
  125. ^ Лавин, Марк С. (11 января 2018 г.). Виньери, Саша; Смит, Джесси (ред.). «Не скупитесь на титан» . Наука . 359 (6372): 173,6–174. Бибкод : 2018Sci...359..173L . дои : 10.1126/science.359.6372.173-f .
  126. ^ Харун, Западный Южный Уэльс; Манам, Н.С.; Камария, MSIN; Шариф, С.; Зулькифли, АХ; Ахмад, И.; Миура, Х. (2018). «Обзор технологий порошкового аддитивного производства для биомедицинских применений Ti-6al-4v» (PDF) . Порошковая технология . 331 : 74–97. дои : 10.1016/j.powtec.2018.03.010 .
  127. ^ Тревизан, Франческо; Калиньяно, Флавиана; Аверса, Альберта; Маркезе, Джулио; Ломбарди, Мариангела; Биамино, Сара; Угес, Даниэле; Манфреди, Диего (2017). «Аддитивное производство титановых сплавов в биомедицинской сфере: процессы, свойства и применение» . Журнал прикладных биоматериалов и функциональных материалов . 16 (2): 57–67. дои : 10.5301/jabfm.5000371 . ПМИД   28967051 . S2CID   27827821 .
  128. ^ Цянь, Ма; Нииноми, Мицуо (2019). Реальное использование титана . Эльзевир Наука. стр. 51, 128. ISBN.  978-0-12-815820-3 .
  129. ^ Пинсино, Анналиса; Руссо, Роберта; Бонавентура, Роза; Брунелли, Андреа; Маркомини, Антонио; Матранга, Валерия (28 сентября 2015 г.). «Наночастицы диоксида титана стимулируют фагоцитарную активность иммунных клеток морского ежа с участием сигнального пути, опосредованного TLR/p38 MAPK» . Научные отчеты . 5 : 14492. Бибкод : 2015NatSR...514492P . дои : 10.1038/srep14492 . ПМЦ   4585977 . ПМИД   26412401 .
  130. ^ Обувной мастер, Д.В.; Ноэль, Джей-Джей; Харди, Д.; Икеда, Б.М. (2000). «Поглощение водорода и срок службы титановых контейнеров для ядерных отходов». Обзоры коррозии . 18 (4–5): 331–360. doi : 10.1515/CORRREV.2000.18.4-5.331 . S2CID   137825823 .
  131. ^ Картер, Эл Джей; Пигфорд, Ти Джей (2005). «Доказательство безопасности на горе Юкка». Наука . 310 (5747): 447–448. дои : 10.1126/science.1112786 . ПМИД   16239463 . S2CID   128447596 .
  132. ^ Берглунд, Фредрик; Карлмарк, Бьорн (октябрь 2011 г.). «Титан, синусит и синдром желтых ногтей» . Исследование биологических микроэлементов . 143 (1): 1–7. дои : 10.1007/s12011-010-8828-5 . ПМК   3176400 . ПМИД   20809268 .
  133. ^ Котелл, Кэтрин Мэри; Спрэг, Дж.А.; Смидт, Ф.А. (1994). Справочник ASM: Технология поверхности (10-е изд.). АСМ Интернешнл . п. 836. ИСБН  978-0-87170-384-2 .
  134. ^ Ассоциация по сжатому газу (1999). Справочник по сжатым газам (4-е изд.). Спрингер. п. 323. ИСБН  978-0-412-78230-5 .
  135. ^ Соломон, Роберт Э. (2002). Руководство по проверке пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности . Национальная ассоциация противопожарной безопасности (8-е изд.). Издательство Джонс и Бартлетт. п. 45. ИСБН  978-0-87765-472-8 .

Библиография

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Titanium&oldid=1232677433"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 198dee766feace9973332d5cafc7f567__1720130160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/19/67/198dee766feace9973332d5cafc7f567.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Titanium - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)