Титан в природі (0,6% в Земній корі)

Історія відкриття цього елемента пов’язана з певними труднощами. В кінці 18 століття, німецькі вчені отримали невідомий матеріал, який був названий титаном. Назва цього металу пов’язане виключно зі стандартами хімічної назви – про його властивості було відомо небагато. Докладні дослідження фізико-хімічних характеристик титану стали можливі лише в середині 20 століття, коли був отриманий хімічно чистий матеріал для досліджень. Тоді ж і були встановлені його дивовижна міцність і ряд інших якостей, завдяки яким титан став одним з найбільш затребуваних металів в промисловості.

Основні характеристики

Є типовим представником перехідних металів, зовні нагадує очищене залізо або високовуглецеву сталь. Дуже міцний і, в той же час, пластичний – при роботі з ним виникає небезпека налипання титану на поверхню інструментів. Чистий титан на повітрі досить швидко окислюється з утворенням захисної плівки, що обумовлює характерний тьмяний блиск цього металу.

Примітно, що в плані своєї геохімії, титан дуже схожий з алюмінієм. У чистому вигляді не зустрічається, основна природна форма – оксиди, а також сполуки кальцію, різні солі і руди. Практично завжди міститься в боксити, що дозволяє проводити одночасну видобуток титану і алюмінію.

Фізичні властивості титану

Виділення чистого титану в кінці 20 століття дозволило провести ряд детальних досліджень цього незвичайного металу, що призвело до справжньої сенсації. Титан володів найвищими показниками міцності серед усіх відомих тоді елементів, при цьому охоче взаємодіяв з більшістю реагентів. На даний момент фізичні властивості титану вивчені практично досконально:

  • Температура плавлення – 1670 0С;
  • Середня щільність – 4,5 г / см3;
  • Високі показники гнучкості і в’язкості;
  • Чистий титан вважається досить крихким металом – в нормальних умовах його міцність майже в два рази нижче, ніж така у нікелю або заліза. Однак в промисловості в основному використовуються жароміцні сплави на титанової основі, які в певних температурних межах перевершують по міцності і пружності всі відомі сучасні металеві з’єднання.

Хімічні властивості титану

За своїми хімічними показниками титан відноситься до активних перехідним металом. Охоче ​​вступає в реакцію з киснем з утворенням поверхневого шару з оксиду титану. Цим пояснюється його корозійна стійкість, яка характерна для всіх неорганічних середовищ. Будучи подрібненим в дрібний пил є вогненебезпечним речовиною, легко запалюється з виділенням великої кількості енергії.

Поширення в природі

Титан є дуже активним елементом, охоче вступає в спонтанні реакції з киснем і солями. З цієї причини, в земній корі хімічно чистий титан ніколи не зустрічається. Крім того, природна аллотропная модифікація цього елемента чотирьохвалентного, через що основна форма титану – оксиди, а також солі заліза, кальцію і алюмінію. Видобуток ведеться спільно з видобутком інших металів, основний метод виділення титану – хімічне очищення по методу кислотного травлення з подальшою обробкою і осадженням.

За приблизними оцінками, до складу земної грунту входить близько 0,6% титану в чистому еквіваленті, що ставить його на десяте місце за поширеністю. Сучасні методи видобутку титану дозволяють використовувати його в промислових масштабах, щорічні обсяги виробництва оцінюється в 5 мільйонів тонн.

Сфера промислового і прикладного застосування

Більша частина всього одержуваного титану використовується для потреб машинобудування, авіаційної та суднобудівної промисловості. На цій посаді, титан використовується нарівні з алюмінієм і залізом, що пояснюється його надзвичайно високими характеристиками міцності в поєднанні з низькою вагою і щільністю.

Найбільшу популярність титан отримав в авіаційній промисловості, де застосовується для виготовлення реактивних двигунів, несучих конструкцій і деталей обшивки. Крім того, титан використовується в усіх сферах, де є потреба у матеріал з високу корозійну стійкість і жароміцність: хімічна промисловість (виготовлення ємностей і приладів), виробництво високоміцних інструментів.

Посилання на основну публікацію