Страница полузащищенная
Послушайте эту статью
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о химическом элементе. Для использования в других целях, см Титан (значения) .

Титан,  22 Ti
Титан-хрустальный слиток.JPG
Титана
Произношение/ Т ɪ т eɪ п I ə м , т aɪ - / [1] ( Ti- ТАЙ -nee-əm, TY- )
Внешностьсеребристый серо-белый металлик
Стандартный атомный вес A r, std (Ti) 47,867 (1) [2]
Титан в периодической таблице
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумНихонийФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
-
↑
Ti
↓
Zr
скандий ← титан → ванадий
Атомный номер ( Z )22
Группагруппа 4
Периодпериод 4
Блокировать  d-блок
Электронная конфигурация[ Ar ] 3d 2 4s 2
Электронов на оболочку2, 8, 10, 2
Физические свойства
Фаза на  СТПтвердый
Температура плавления1941  К (1668 ° C, 3034 ° F)
Точка кипения3560 К (3287 ° С, 5949 ° F)
Плотность (около  rt )4,506 г / см 3
в жидком состоянии (при  т. пл. )4,11 г / см 3
Теплота плавления14,15  кДж / моль
Теплота испарения425 кДж / моль
Молярная теплоемкость25,060 Дж / (моль · К)
Давление газа
P  (Па)1101001 к10 тыс.100 тыс.
при  T  (K)1982 г.2171(2403)269230643558
Атомные свойства
Состояния окисления−2, −1, 0, [3] +1, +2, +3, +4 [4] (  амфотерный оксид)
ЭлектроотрицательностьШкала Полинга: 1,54
Энергии ионизации
  • 1-я: 658,8 кДж / моль
  • 2-я: 1309,8 кДж / моль
  • 3-я: 2652,5 кДж / моль
  • ( больше )
Радиус атомаэмпирический: 147  pm
Ковалентный радиус160 ± 8 часов вечера
Спектральные линии титана
Прочие свойства
Естественное явлениеизначальный
Кристальная структурагексагональной плотной упаковкой (ГЦК)
Скорость звука тонкого стержня5090 м / с (при  к.т. )
Тепловое расширение8,6 мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность21,9 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивление420 нОм · м (при 20 ° C)
Магнитный заказпарамагнитный
Магнитная восприимчивость+ 153,0 · 10 −6  см 3 / моль (293 K) [5]
Модуль для младших116 ГПа
Модуль сдвига44 ГПа
Объемный модуль110 ГПа
коэффициент Пуассона0,32
Твердость по Моосу6.0
Твердость по Виккерсу830–3420 МПа
Твердость по Бринеллю716–2770 МПа
Количество CAS7440-32-6
История
ОткрытиеУильям Грегор (1791)
Первая изоляцияЙенс Якоб Берцелиус (1825)
НазванныйМартин Генрих Клапрот (1795)
Основные изотопы титана
ИзотопИзбытокПериод полураспада ( t 1/2 )Режим распадаТовар
44 Tiсин63 годаε44 сбн
γ-
46 Ti8,25%стабильный
47 Ti7,44%стабильный
48 Ti73,72%стабильный
49 Ti5,41%стабильный
50 Ti5,18%стабильный
Категория Категория: Титан
  • Посмотреть
  • разговаривать
  • редактировать
| Рекомендации

Титан - химический элемент с символом Ti и атомным номером 22. Его атомный вес составляет 47,867 дальтон . Это блестящий переходный металл серебристого цвета, низкой плотности и высокой прочности. Титан устойчив к коррозии в морской воде , царской водке и хлоре .

Титан был обнаружен в Корнуолле , Великобритания , Уильямом Грегором в 1791 году и назван Мартином Генрихом Клапротом в честь титанов из греческой мифологии . Элемент встречается в ряде месторождений полезных ископаемых, в основном 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. [6] Металл добывается из основных минеральных руд Кролл [7] иОхотничьи процессы. Наиболее распространенное соединение, диоксид титана , является популярным фотокатализатором и используется при производстве белых пигментов. [8] Другие соединения включают тетрахлорид титана (TiCl 4 ), компонент дымовых завес и катализаторов ; и трихлорид титана (TiCl 3 ), который используется в качестве катализатора при производстве полипропилена . [6]

Титан может быть легированный с железом , алюминием , ванадия и молибдена , помимо других элементов, чтобы произвести сильные, легкие сплавы для аэрокосмической ( реактивных двигателей , ракет и космических аппаратов ), военные, промышленные процессы (химической и нефтехимической промышленности, опреснительных установок , целлюлозы, и бумага), автомобилестроение, сельское хозяйство (сельское хозяйство), медицинские протезы , ортопедические имплантаты , стоматологические и эндодонтические инструменты и файлы, зубные имплантаты , спортивные товары, ювелирные изделия, мобильные телефоныи другие приложения. [6]

Двумя наиболее полезными свойствами металла являются коррозионная стойкость и отношение прочности к плотности, наивысшее среди всех металлических элементов. [9] В нелегированном состоянии титан такой же прочный, как и некоторые стали , но менее плотный. [10] Есть две аллотропные формы [11] и пять природных изотопов этого элемента, от 46 Ti до 50 Ti, причем 48 Ti является наиболее распространенным (73,8%). [12] Хотя титан и цирконий имеют одинаковое количество валентных электронов и находятся в одной группев периодической таблице они различаются по многим химическим и физическим свойствам.

Характеристики

Физические свойства

Как металл , титан известен своим высоким отношением прочности к весу . [11] Это прочный металл с низкой плотностью , довольно пластичный (особенно в бескислородной среде), [6] блестящий и металлически-белый по цвету . [13] Относительно высокая температура плавления (более 1650 ° C или 3000 ° F) делает его полезным в качестве тугоплавкого металла . Он парамагнитен и имеет довольно низкую электрическую и теплопроводность по сравнению с другими металлами. [6] Титан сверхпроводящийпри охлаждении ниже критической температуры 0,49 К. [14] [15]

Коммерчески чистые (чистота 99,2%) сорта титана имеют предел прочности при растяжении около 434 МПа (63000 фунтов на кв. Дюйм ), что соответствует таковому у обычных низкосортных стальных сплавов, но имеет меньшую плотность. Титан на 60% плотнее алюминия, но более чем в два раза прочнее [10], чем наиболее часто используемый алюминиевый сплав 6061-T6 . Некоторые титановые сплавы (например, Beta C ) достигают предела прочности на разрыв более 1400 МПа (200000 фунтов на квадратный дюйм). [16] Однако титан теряет прочность при нагревании выше 430 ° C (806 ° F). [17]

Титан не такой твердый, как некоторые марки термообработанной стали; он немагнитен и плохо проводит тепло и электричество. Обработка требует мер предосторожности, поскольку материал может истираться, если не использовать острые инструменты и надлежащие методы охлаждения. Как и стальные конструкции, конструкции из титана имеют предел выносливости, который гарантирует долговечность в некоторых областях применения. [13]

Металл представляет собой диморфный аллотроп гексагональной α-формы, который превращается в объемно-центрированную кубическую (решетчатую) β-форму при 882 ° C (1620 ° F). [17] теплоемкость из формы α резко возрастает при его нагревании до этой температуры перехода , но затем падает и остается постоянной для формы беты независимо от температуры. [17]

Химические свойства

Диаграмма Пурб для титана в чистой воде, хлорную кислоты или гидроксид натрия [18]

Подобно алюминию и магнию , металлический титан и его сплавы окисляются сразу после воздействия воздуха. Титан легко реагирует с кислородом при температуре 1200 ° C (2190 ° F) на воздухе и при 610 ° C (1130 ° F) в чистом кислороде с образованием диоксида титана . [11] Однако он медленно реагирует с водой и воздухом при температуре окружающей среды, поскольку образует пассивное оксидное покрытие, которое защищает основной металл от дальнейшего окисления. [6] Когда он впервые образуется, этот защитный слой имеет толщину всего 1-2 нм, но продолжает медленно расти; достигая толщины 25 нм за четыре года. [19]

Атмосферная пассивация придает титану превосходную устойчивость к коррозии, почти эквивалентную платине . Титан способен противостоять воздействию разбавленных серной и соляной кислот , хлоридных растворов и большинства органических кислот. [7] Однако титан корродирует концентрированными кислотами. [20] Как показывает его отрицательный окислительно-восстановительный потенциал, титан термодинамически является очень химически активным металлом, который горит в нормальной атмосфере при более низких температурах, чем точка плавления. Плавление возможно только в инертной атмосфере или в вакууме. При 550 ° C (1022 ° F) он соединяется с хлором. [7] Он также реагирует с другими галогенами и поглощает водород. [8]

Титан - один из немногих элементов, который горит в чистом газообразном азоте, реагируя при 800 ° C (1470 ° F) с образованием нитрида титана , который вызывает охрупчивание. [21] Из-за его высокой реакционной способности с кислородом, азотом и некоторыми другими газами, титановые нити используются в насосах для сублимации титана в качестве поглотителей этих газов. Такие насосы недорого и надежно обеспечивают чрезвычайно низкое давление в системах сверхвысокого вакуума .

Вхождение

Титан является девятым по распространенности элементом в земной коре (0,63% по массе ) [22] и седьмым по содержанию металлом. Он присутствует в виде оксидов в большинстве вулканических пород , в образовавшихся из них отложениях , в живых существах и в естественных водоемах. [6] [7] Из 801 типа магматических пород, проанализированных Геологической службой США , 784 содержали титан. Его доля в почвах составляет примерно от 0,5 до 1,5%. [22]

Обычные титансодержащие минералы - анатаз , брукит , ильменит , перовскит , рутил и титанит (сфен). [19] Акаогиит - чрезвычайно редкий минерал, состоящий из диоксида титана. Из этих минералов только рутил и ильменит имеют экономическое значение, 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. [23] Значительные месторождения титансодержащего ильменита существуют в западной Австралии , Канаде , Китае , Индии., Мозамбик , Новая Зеландия , Норвегия , Сьерра-Леоне , Южная Африка и Украина . [19] В 2011 году было произведено около 186 000 тонн металлической губки из титана , в основном в Китае (60 000 т), Японии (56 000 т), России (40 000 т), США (32 000 т) и Казахстане (20 700 т). Общие запасы титана оцениваются в более 600 миллионов тонн. [23]

2011 производство рутила и ильменита [23]
Странатысяча
тонн		% от общего
Австралия1,30019,4
Южная Африка1,16017,3
Канада70010,4
Индия5748,6
Мозамбик5167,7
Китай5007,5
Вьетнам4907.3
Украина3575,3
Мир6700100

Концентрация титана в океане составляет около 4 пикомолей. При 100 ° C концентрация титана в воде, по оценкам, составляет менее 10-7 M при pH 7. Идентичность разновидностей титана в водном растворе остается неизвестной из-за его низкой растворимости и отсутствия чувствительных спектроскопических методов, хотя только степень окисления 4+ стабильна на воздухе. Нет никаких доказательств биологической роли, хотя известно, что редкие организмы накапливают высокие концентрации титана. [24]

Титан содержится в метеоритах , и он был обнаружен на Солнце и в звездах M-типа [7] (самый холодный тип) с температурой поверхности 3200 ° C (5790 ° F). [25] Камни, привезенные с Луны во время миссии « Аполлон-17 », состоят из 12,1% TiO 2 . [7] Он также содержится в угольной золе, растениях и даже в теле человека . Самородный титан (чистый металлик) встречается очень редко. [26]

Изотопы

Основная статья: Изотопы титана

Встречающийся в природе титан состоит из пяти стабильных изотопов : 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti и 50 Ti, причем 48 Ti является наиболее распространенным ( естественное содержание 73,8% ). Охарактеризован по крайней мере 21 радиоизотоп , наиболее стабильными из которых являются 44 Ti с периодом полураспада 63 года; 45 Ti, 184,8 минуты; 51 Ti, 5,76 минуты; и 52 Ti, 1,7 мин. Все прочие радиоактивныеизотопы имеют период полураспада менее 33 секунд, большинство из них менее полсекунды. [12]

Изотопы титана имеют атомный вес от 39,002 ед. ( 39 Ti) до 63,999 ед. ( 64 Ti). [27] Первичная мода распада для изотопов легче 46 Ti - это эмиссия позитронов (за исключением 44 Ti, которая подвергается электронному захвату ), приводящая к изотопам скандия , а первичная мода для изотопов тяжелее 50 Ti - бета-эмиссия , ведущая к изотопам ванадия . [12]

Титан становится радиоактивным при бомбардировке дейтронами , испуская в основном позитроны и жесткие гамма-лучи . [7]

Соединения

Смотрите также: категории соединений титана и титановых минералов
Титановое покрытие дрель бит

Степень окисления +4 доминирует в химии титана [28], но соединения со степенью окисления +3 также распространены. [29] Обычно титан имеет октаэдрическую координационную геометрию в своих комплексах, но тетраэдрический TiCl 4 является заметным исключением. Из-за высокой степени окисления соединения титана (IV) обладают высокой степенью ковалентной связи . В отличие от большинства других переходных металлов, простые комплексы aquo Ti (IV) неизвестны.

Оксиды, сульфиды и алкоксиды

Наиболее важным оксидом является TiO 2 , который существует в трех важных полиморфных модификациях ; анатаз , брукит и рутил . Все они 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.

Термин « титанаты» обычно относится к соединениям титана (IV), представленным титанатом бария (BaTiO 3 ). Обладая структурой перовскита , этот материал демонстрирует пьезоэлектрические свойства и используется в качестве преобразователя при взаимном преобразовании звука и электричества . [11] Многие минералы являются титанатами, например ильменит (FeTiO 3 ). Звездчатые сапфиры и рубины приобретают свой астеризм (звездообразный блеск) из-за примесей диоксида титана. [19]

Разнообразие восстановленных оксидов ( субоксиды ) титан известно, главным образом , снижается стехиометрия из диоксида титана , полученной путем атмосферных плазменного напыления . Ti 3 O 5 , описываемый как разновидность Ti (IV) -Ti (III), представляет собой пурпурный полупроводник, получаемый восстановлением TiO 2 водородом при высоких температурах [30], и используется в промышленности, когда поверхности должны быть покрыты паром. с диоксидом титана: он испаряется как чистый TiO, тогда как TiO 2 испаряется как смесь оксидов и осаждает покрытия с переменным показателем преломления. [31] Также известен Ti 2 O 3.со структурой корунда и TiO со структурой каменной соли, хотя часто нестехиометрической. [32]

В алкоксидах титана (IV), полученные по реакции TiCl 4 со спиртами, представляют собой бесцветные соединения , которые превращают в диоксид на реакцию с водой. Они используются в промышленности для осаждения твердого TiO 2 с помощью золь-гель процесса . Изопропоксид титана используется в синтезе хиральных органических соединений посредством эпоксидирования Шарплесса .

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

Нитриды и карбиды

Нитрид титана (TiN) является членом семейства тугоплавких нитридов переходных металлов и проявляет свойства, аналогичные обоим ковалентным соединениям, включая: термодинамическая стабильность, чрезвычайная твердость, термическая / электрическая проводимость и высокая температура плавления. [33] TiN имеет твердость, эквивалентную сапфиру и карборунду (9,0 по шкале Мооса ), [34] и часто используется для покрытия режущих инструментов, таких как сверла . [35] Он также используется в качестве декоративной отделки золотого цвета и в качестве барьерного металла при производстве полупроводников . [36] Карбид титана, который также является очень твердым, содержится в режущих инструментах и ​​покрытиях. [37]

Соединения титана (III) имеют характерный фиолетовый цвет, что иллюстрируется этим водным раствором трихлорида титана .

Галогениды

Тетрахлорид титана (хлорид титана (IV), TiCl 4 [38] ) представляет собой бесцветную летучую жидкость (коммерческие образцы желтоватого цвета), которая на воздухе гидролизуется с эффектным выделением белых облаков. В процессе Кролла TiCl 4 используется для превращения титановой руды в металлический титан. Тетрахлорид титана также используется для производства диоксида титана, например, для использования в белой краске. [39] Он широко используется в органической химии в качестве кислоты Льюиса , например, при альдольной конденсации Мукаямы . [40] В процессе ван Arkel , иодид титана (TII 4) образуется при производстве металлического титана высокой чистоты.

Титан (III) и титан (II) также образуют стабильные хлориды. Ярким примером является титан (III) , хлорид (TiCl 3 ), который используется в качестве катализатора для получения полиолефинов (см катализатора Циглера-Натта ) и восстанавливающего агента в органической химии.

Металлоорганические комплексы

Основная статья: Титаноорганическая 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 ). Связанные соединения включают в себя реагент тебба и реагент петасиса . Титан образует карбонильные комплексы , например (C 5 H 5 ) 2 Ti (CO) 2 . [41]

Исследования противоопухолевой терапии

После успеха химиотерапии на основе платины комплексы титана (IV) стали одними из первых неплатиновых соединений, которые были протестированы для лечения рака. Преимущество соединений титана заключается в их высокой эффективности и низкой токсичности. В биологических средах гидролиз приводит к безопасному и инертному диоксиду титана. Несмотря на эти преимущества, первые соединения-кандидаты не прошли клинические испытания. Дальнейшее развитие привело к созданию потенциально эффективных, селективных и стабильных препаратов на основе титана. [42] Их образ действия еще не изучен.

История

Клапрот назвал титан для титанов из греческой мифологии

Титан был обнаружен в 1791 году на священнослужителя и геолог - любитель Уильям Грегор в качестве включения в виде минерала в Корнуолл , Великобритания. [43] Грегор распознал присутствие нового элемента в ильмените [8], когда он нашел черный песок у ручья и заметил, что песок притягивается магнитом . [43] Анализируя песок, он определил присутствие двух оксидов металлов: оксида железа (объясняющего притяжение к магниту) и 45,25% белого оксида металла, который он не смог идентифицировать. [22]Понимая, что неопознанный оксид содержит металл, который не соответствует ни одному из известных элементов, Грегор сообщил о своих открытиях Королевскому геологическому обществу Корнуолла и немецкому научному журналу Crell's Annalen . [43] [44] [45]

Примерно в то же время Франц-Йозеф Мюллер фон Райхенштейн произвел подобное вещество, но не смог его идентифицировать. [8] Оксид был независимо открыт в 1795 году прусским химиком Мартином Генрихом Клапротом в рутиле из Бойника (немецкое название Баймочска), деревни в Венгрии (ныне Бойнички в Словакии). [43] [46] Клапрот обнаружил , что в нем содержится новый элемент и назвал его для титанов из греческой мифологии . [25] Услышав о более раннем открытии Грегора, он получил образец манакканита и подтвердил, что он содержит титан.

Известные в настоящее время способы извлечения титана из различных руд трудоемки и дороги; невозможно восстановить руду путем нагревания с углеродом (как при плавке чугуна), потому что титан соединяется с углеродом с образованием карбида титана . [43] 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 под большим давлением [47] в периодическом процессе, известном как Хантер. процесс . [7] Металлический титан не использовался за пределами лаборатории до 1932 года, когдаУильям Джастин Кролл доказал, что его можно получить путем восстановления тетрахлорида титана (TiCl 4 ) кальцием . [48] Восемь лет спустя он усовершенствовал этот процесс с помощью магния и даже натрия в так называемом процессе Кролла . [48] Несмотря на то, что исследования более эффективных и дешевых процессов продолжаются (например, FFC Cambridge , Armstrong ), процесс Kroll все еще используется для коммерческого производства. [7] [8]

Титановая губка, изготовленная по технологии Kroll

Титан очень высокой чистоты производился в небольших количествах, когда в 1925 году Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур открыли процесс йодида, или кристаллического бруска , путем реакции с йодом и разложения образовавшихся паров над горячей нитью до чистого металла. [49]

В 1950-х и 1960-х годах Советский Союз впервые применил титан в военных целях и на подводных лодках [47] ( классы «Альфа» и « Майк» ) [50] в рамках программ, связанных с холодной войной. [51] 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 .

Учитывая стратегическую важность титана, [52] США Министерство обороны поддержало ранние усилия коммерциализации. [53]

На протяжении всего периода холодной войны титан считался правительством США стратегическим материалом , и Национальный центр по запасам титана поддерживал большие запасы титановой губки , которые были окончательно исчерпаны в 2000-х годах. [54] По данным на 2006 год, крупнейший в мире производитель, российская ВСМПО-АВИСМА , оценивался примерно в 29% мирового рынка. [55] По состоянию на 2015 год губчатый титан производился в семи странах: Китае, Японии, России, Казахстане, США, Украине и Индии. (в порядке вывода). [56] [57]

В 2006 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) выделило 5,7 млн ​​долларов консорциуму из двух компаний на разработку нового процесса производства порошка металлического титана . Под воздействием тепла и давления из порошка можно создавать прочные и легкие изделия, начиная от брони и заканчивая компонентами для аэрокосмической, транспортной и химической промышленности. [58]

Производство и изготовление

Основные статьи: процесс Кролла и процесс Хантера
См. Также: процесс Ван Аркеля – де Бура и Кембриджский процесс FFC
Титан (минеральный концентрат)
Основные изделия из титана: пластина, труба, стержни, порошок.

Обработка металлического титана происходит в четыре основных этапа: [59] восстановление титановой руды до «губки», пористой формы; плавление губки или губки плюс лигатуры с образованием слитка; первичное производство, когда слиток превращается в обычные прокатные изделия, такие как заготовка , пруток, лист , лист , полоса и труба ; вторичное изготовление готовых профилей из прокатных изделий.

Потому что оно не может быть легко получены путем сокращения из диоксида титана , [13] металлический титан получают восстановлением TiCl 4 с металлическим магнием в процессе Кролла . Сложность такого серийного производства в процессе Kroll объясняет относительно высокую рыночную стоимость титана [60], несмотря на то, что процесс Kroll дешевле, чем процесс Hunter . [47] Для производства 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 с помощью фракционной перегонки , то TiCl 4 будет снижен с 800 ° C (1470 ° F) расплавленным магнием в качестве аргона атмосферы. [11] Металлический титан может быть дополнительно очищен с помощью процесса Ван Аркеля – де Бура , который включает термическое разложение тетраиодида титана.

2 FeTiO 3 + 7 Cl 2 + 6 C → 2 TiCl 4 + 2 FeCl 3 + 6 CO (900 ° C)
TiCl 4 + 2 Mg → 2 MgCl 2 + Ti (1100 ° C)

Более недавно разработанный метод серийного производства, то процесс ФФС Кембридж , [61] уменьшает диоксид титана электрохимически в расплаве хлорида кальция для получения металлического титана в виде порошка или губки. [62] Если используются порошки смешанных оксидов, продукт представляет собой сплав .

Обычные титановые сплавы получают восстановлением. Например, восстанавливаются купротитан (восстанавливается рутил с добавлением меди ), железоуглеродистый титан (ильменит, восстановленный коксом в электрической печи) и манганотитан (рутил с оксидами марганца или марганца). [63]

В настоящее время разработано и используется около пятидесяти марок титановых сплавов , хотя коммерчески доступно всего несколько десятков. [64] ASTM International признает 31 марок металлического титана и его сплавов, из которых сорта одного до четырех коммерчески чистый (нелегированный). Эти четыре различаются по пределу прочности на разрыв в зависимости от содержания кислорода , причем сорт 1 является наиболее пластичным (самый низкий предел прочности при содержании кислорода 0,18%), а сорт 4 - наименее пластичным (самый высокий предел прочности на разрыв с содержанием кислорода 0,40% ). [19] Остальные марки представляют собой сплавы, каждая из которых имеет определенные свойства пластичности, прочности, твердости, удельного электрического сопротивления и ползучести.стойкость, удельная коррозионная стойкость и их комбинации. [65]

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 конкретных стран, а также собственными спецификациями конечных пользователей для аэрокосмической, военной и др. медицинские и промышленные применения. [66]

Титановый порошок производится с использованием процесса поточного производства, известного как процесс Армстронга [67], который похож на процесс серийного производства Хантера. К потоку расплавленного металлического натрия добавляют поток газообразного тетрахлорида титана ; продукты (хлорид натрия соли и частицы титана) отфильтровывают от дополнительного натрия. Затем титан отделяют от соли промыванием водой. И натрий, и хлор рециркулируют для производства и переработки большего количества тетрахлорида титана. [68]

Вся сварка титана должна выполняться в инертной атмосфере аргона или гелия, чтобы защитить его от загрязнения атмосферными газами (кислородом, азотом и водородом ). [17] Загрязнение вызывает ряд условий, например охрупчивание , которые снижают целостность сварных швов сборки и приводят к разрушению соединения.

Технически чистый плоский продукт (лист, плита) можно легко формовать, но при обработке необходимо учитывать склонность металла к упругому возврату . Особенно это касается некоторых высокопрочных сплавов. [69] [70] Титан не может быть припаян без первого предварительного покрытия его в металле , который пайка . [71] Металл можно обрабатывать на том же оборудовании и тех же процессах, что и нержавеющую сталь . [17]

Приложения

Цилиндр титановый 2-го сорта.

Титан используется в стали в качестве легирующего элемента ( ферротитан ) для уменьшения размера зерна и в качестве раскислителя, а также в нержавеющей стали для уменьшения содержания углерода. [6] Титан часто легируют алюминием (для уменьшения размера зерна), ванадием , медью (для упрочнения), железом , марганцем , молибденом и другими металлами. [72] Изделия из титана (лист, лист, пруток, проволока, поковки, отливки) находят применение на промышленных, аэрокосмических, развлекательных и развивающихся рынках. Порошок титана используется в пиротехнике как источник ярко горящих частиц.

Пигменты, добавки и покрытия

Диоксид титана - наиболее часто используемое соединение титана.

Около 95% всей титановой руды предназначено для переработки в диоксид титана ( Ti O
2), интенсивно-белый перманентный пигмент, используемый в красках, бумаге, зубной пасте и пластике. [23] Он также используется в цементе, драгоценных камнях, в качестве оптического глушителя для бумаги [73] и укрепляющего агента в графитовых композитных удилищах и клюшках для гольфа.

TiO
2пигмент химически инертен, устойчив к выцветанию на солнце и очень непрозрачен: он придает чистый и блестящий белый цвет коричневым или серым химическим веществам, которые образуют большинство бытовых пластиков. [8] В природе это соединение содержится в минералах анатаз , брукит и рутил. [6] Краска из диоксида титана хорошо себя чувствует в суровых температурах и в морской среде. [8] Чистый диоксид титана имеет очень высокий показатель преломления и оптическую дисперсию выше, чем у алмаза . [7] Помимо того, что диоксид титана является очень важным пигментом, он также используется в солнцезащитных кремах. [13]

Аэрокосмическая и морская

Поскольку титановые сплавы имеют высокое отношение прочности на разрыв к плотности, [11] высокую коррозионную стойкость , [7] сопротивление усталости, высокую трещиностойкость [74] и способность выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести , они используются в самолетах, в бронировании, военно-морские корабли, космические корабли и ракеты. [7] [8] Для этих целей титан легируют алюминием, цирконием, никелем, [75] ванадием и другими элементами для производства различных компонентов, включая критически важные конструкционные детали, противопожарные перегородки, шасси., вытяжные каналы (вертолеты) и гидравлические системы. Фактически, около двух третей всего производимого титана используется в авиационных двигателях и каркасах. [76] титана 6Al-4V сплава составляет почти 50% всех сплавов , используемых в самолетах. [77]

Локхид А-12 и его развития SR-71 «Blackbird» были два из первых авиационных кадров , где был использован титан, что открывает путь для более широкого применения в современных военных и коммерческих самолетов. Примерно 59 метрических тонн (130 000 фунтов) используются в Boeing 777 , 45 в Boeing 747 , 18 в Boeing 737 , 32 в Airbus A340 , 18 в Airbus A330 и 12 в Airbus A320 . Airbus A380 может использовать 77 метрических тонн, в том числе около 11 тонн в двигателях. [78] В авиационных двигателях титан используется для изготовления роторов, лопаток компрессора, компонентов гидравлической системы игондолы . Первые реактивные двигатели использовались для самолетов Orenda Iroquois в 1950-х годах. [79] : 412

Поскольку титан устойчив к коррозии морской водой, он используется для изготовления гребных валов, оснастки и теплообменников на опреснительных установках ; [7] нагреватели-охладители для аквариумов с соленой водой, леска и поводок, а также водолазные ножи. Титан используется в корпусах и компонентах размещаемых в океане устройств наблюдения и наблюдения для науки и военных. В бывшем Советском Союзе были разработаны технологии изготовления подводных лодок с корпусами из титановых сплавов [80] с ковкой титана в огромных электронных трубках. [75]

Титан используется в стенах хранилища космического корабля Juno для защиты бортовой электроники. [81]

Промышленное

Титан высокой чистоты (99,999%) с видимыми кристаллитами

Сварные титановые трубы и технологическое оборудование (теплообменники, резервуары, технологические сосуды, клапаны) используются в химической и нефтехимической промышленности в первую очередь для обеспечения устойчивости к коррозии. Определенные сплавы используются в скважинах для добычи нефти и газа и никелевой гидрометаллургии из- за их высокой прочности (например, титановый бета-C-сплав), коррозионной стойкости или и того, и другого. В целлюлозно-бумажной промышленности титан используется в технологическом оборудовании, подверженном воздействию агрессивных сред, таких как гипохлорит натрия или влажный газообразный хлор (в отбеливателе). [82] Другие приложения включают в себя ультразвуковую сварку , пайки волны , [83] и распыление мишени.[84]

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 радужной окраски стекла и, поскольку он сильно дымится во влажном воздухе, его используют для изготовления дымовых завес. [13]

Потребительский и архитектурный

Титановые уплотнительные штампы

Металлический титан используется в автомобилестроении, особенно в автомобильных и мотоциклетных гонках, где критически важны малый вес, высокая прочность и жесткость. [85] Металл, как правило, слишком дорог для общего потребительского рынка, хотя некоторые поздние модели Corvette производились с титановыми выхлопами [86], а в двигателе LT4 Corvette Z06 с наддувом используются легкие твердые титановые впускные клапаны для большей прочности и устойчивости высокая температура. [87]

Титан используется во многих спортивных товарах: теннисных ракетках, клюшках для гольфа, стержнях клюшек для лакросса; решетки для шлема для игры в крикет, хоккей, лакросс и футбола, а также рамы и компоненты велосипедов. Хотя титановые велосипеды не являются основным материалом для производства велосипедов, они используются гоночными командами и велосипедистами-любителями . [88]

Титановые сплавы используются для изготовления оправ для очков, которые являются довольно дорогими, но очень прочными, долговечными, легкими и не вызывают кожной аллергии. Многие туристы используют титановое снаряжение, включая кухонную утварь, столовые приборы, фонари и колья для палаток. Хотя изделия из титана немного дороже традиционных стальных или алюминиевых альтернатив, они могут быть значительно легче без ущерба для прочности. Титановые подковы предпочтительнее стал на кузнец , потому что они являются более легкими и прочными. [89]

Titanium наплавка Frank Gehry «s Музей Гуггенхайма , Бильбао

Титан иногда использовался в архитектуре. 42,5 м (139 футов) памятник Юрию Гагарину , первому человеку, побывавшему  / 55,708250 ° с. Ш. 37,582556 ° в. / 55.708250; 37,582556 в космосе ( 55 ° 42′29,7 ″ с.ш., 37 ° 34′57,2 ″ в.д. ), а также 110-метровый памятник Победителям. космического пространства на крыше Музея космонавтов в Москве сделаны из титана, так как металл имеет привлекательный цвет и ассоциируется с ракетной техникой. [90] [91] Музей Гуггенхайма в Бильбао и Библиотека тысячелетия Серритоса были первыми зданиями в Европе и Северной Америке, соответственно, которые были обшиты титановыми панелями. [76]Титановая оболочка использовалась в здании Фредерика К. Гамильтона в Денвере, штат Колорадо. [92]

Из-за превосходной прочности и легкости титана по сравнению с другими металлами (сталью, нержавеющей сталью и алюминием), а также из-за недавних достижений в технологии металлообработки, его использование стало более широко распространенным в производстве огнестрельного оружия. Основное применение - рамы пистолетов и цилиндры револьверов. По тем же причинам он используется в корпусах портативных компьютеров (например, в линейке Apple PowerBook). [93]

Некоторые элитные легкие и устойчивые к коррозии инструменты, такие как лопаты и фонарики, изготавливаются из титана или титановых сплавов.

ювелирные украшения

Соотношение напряжения и цвета для анодированного титана. (Катеб, 2010).

Из-за своей прочности титан стал более популярным для дизайнерских украшений (в частности, титановых колец ). [89] Его инертность делает его хорошим выбором для людей, страдающих аллергией, или тех, кто будет носить украшения в таких помещениях, как бассейны. Титан также сплавлен с золотом для производства сплава, который можно продавать как 24-каратное золото, потому что 1% легированного Ti недостаточно, чтобы требовать меньшую отметку. Полученный сплав по твердости примерно равен 14-каратному золоту и более долговечен, чем чистое 24-каратное золото. [94]

Долговечность, легкий вес и устойчивость титана к вмятинам и коррозии делают его полезным для корпусов часов . [89] Некоторые художники работают с титаном для создания скульптур, декоративных предметов и мебели. [95]

Титан может быть анодирован для изменения толщины поверхностного оксидного слоя, что приводит к появлению оптических интерференционных полос и различных ярких цветов. [96] Благодаря такой окраске и химической инертности титан является популярным металлом для пирсинга . [97]

Титан редко используется в специальных не обращающихся монетах и ​​медалях. В 1999 году Гибралтар выпустил первую в мире титановую монету к празднованию тысячелетия. [98] The Gold Coast Titans , команда австралийской лиги регби, награждают своего игрока года медалью из чистого титана. [99]

Медицинское

Основная статья: Биосовместимость титана

Поскольку титан биосовместим (нетоксичен и не отторгается организмом), он имеет множество медицинских применений, включая хирургические инструменты и имплантаты, такие как тазобедренные суставы и суставы ( замена суставов ) и зубные имплантаты, которые могут оставаться на месте до 20 годы. [43] Титан часто легирован примерно 4% алюминия или 6% алюминия и 4% ванадия. [100]

Медицинские винты и пластина, применяемые при восстановлении перелома запястья, шкала в сантиметрах.

Титану присуща способность к остеоинтеграции , что позволяет использовать его в зубных имплантатах , срок службы которых превышает 30 лет. Это свойство также полезно для применения в ортопедических имплантатах . [43] Они выигрывают от более низкого модуля упругости титана ( модуля Юнга ), чтобы более точно соответствовать таковому у кости, для восстановления которой такие устройства предназначены. В результате скелетные нагрузки более равномерно распределяются между костью и имплантатом, что снижает вероятность деградации кости из-за защиты от стресса и перипротезирования.переломы костей, возникающие на границах ортопедических имплантатов. Однако жесткость титановых сплавов все еще более чем в два раза превышает жесткость кости, поэтому соседняя кость несет значительно меньшую нагрузку и может ухудшиться. [101] [102]

Поскольку титан неферромагнитен , пациентов с титановыми имплантатами можно безопасно обследовать с помощью магнитно-резонансной томографии (удобно для долгосрочных имплантатов). Подготовка титана к имплантации в тело включает в себя воздействие на него высокотемпературной плазменной дуги, которая удаляет поверхностные атомы, обнажая свежий титан, который мгновенно окисляется. [43]

Современные достижения в технологиях аддитивного производства увеличили потенциал использования титана в ортопедических имплантатах. [103] Сложные конструкции каркасов имплантатов могут быть напечатаны на 3D-принтере с использованием титановых сплавов, что позволяет использовать их в более специфичных для пациента условиях и повысить остеоинтеграцию имплантата. [104] »

Титан используется в хирургических инструментах, используемых в хирургии под визуальным контролем , а также в инвалидных колясках, костылях и любых других изделиях, где желательны высокая прочность и малый вес.

Наночастицы диоксида титана широко используются в электронике, а также в фармацевтике и косметике. [105]

Хранение ядерных отходов

Из-за своей коррозионной стойкости контейнеры из титана были изучены для длительного хранения ядерных отходов. Считается, что контейнеры, срок службы которых превышает 100 000 лет, возможны при условиях производства, которые минимизируют дефекты материала. [106] Титановый «каплеуловитель» также может быть установлен над контейнерами других типов для увеличения их долговечности. [107]

Биоремедиация

Грибковые виды Marasmius oreades и Hypholoma capnoides могут биоконвертировать титан в загрязненных титаном почвах. [108]

Меры предосторожности

Крапива содержит до 80 частей на миллион титана. [25]

Титан нетоксичен даже в больших дозах и не играет никакой естественной роли в организме человека . [25] Приблизительное количество 0,8 миллиграмма титана потребляется людьми каждый день, но большая часть проходит через него, не всасываясь в тканях. [25] Однако иногда он накапливается в тканях, содержащих диоксид кремния . Одно исследование указывает на возможную связь между синдромом титана и желтого ногтя . [109] Неизвестный механизм у растений 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 содержат около 2 ppm, а хвощ и крапива содержат до 80 ppm. [25]

Металлический титан в виде порошка или металлической стружки представляет значительную опасность возгорания, а при нагревании на воздухе - опасность взрыва. [110] Вода и углекислый газ неэффективны для тушения титанового пожара; Вместо этого следует использовать сухие порошковые агенты класса D. [8]

Когда титан используется для производства хлора или обращения с ним , нельзя подвергать его воздействию сухого газообразного хлора, поскольку это может привести к возгоранию титана и хлора. [111] Даже влажный хлор представляет опасность пожара, когда экстремальные погодные условия вызывают неожиданное высыхание.

Титан может загореться при контакте свежей неокисленной поверхности с жидким кислородом . [112] Свежий металл может обнажиться, если по окисленной поверхности ударить или поцарапать твердым предметом, или когда механическое напряжение вызывает трещину. Это накладывает ограничение на его использование в системах с жидким кислородом, например, в аэрокосмической промышленности. Поскольку примеси титановых трубок могут вызвать возгорание при контакте с кислородом, использование титана в системах дыхания с газообразным кислородом запрещено. Стальные трубы используются в системах высокого давления (3000 фунтов на кв. Дюйм), а алюминиевые трубы - в системах низкого давления.

Смотрите также

  • Список стран по производству титана
  • Субоксид
  • Титановый сплав
  • Титановое покрытие
  • Титан в Африке
  • Геотермометрия титана в цирконе
  • Титановый человек
  • Корпорация титановых металлов
  • Титановое кольцо
  • Насос для сублимации титана
  • ВСМПО-АВИСМА

Рекомендации

  1. ^ «Титан - определение титана в английском | Оксфордские словари» . Издательство Оксфордского университета. 2017 . Проверено 28 марта 2017 года .
  2. ^ Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
  3. ^ Джилек, Роберт Э .; Трипепи, Джованна; Урнезиус, Евгений; Бреннессел, Уильям В .; Янг, Виктор Г., младший; Эллис, Джон Э. (2007). «Комплексы титана с нулевой валентностью сера. Новые дитиокарбаматопроизводные Ti (CO) 6 : [Ti (CO) 4 (S 2 CNR 2 )] - ». Chem. Commun. (25): 2639–2641. DOI : 10.1039 / B700808B . PMID 17579764 . 
  4. ^ Андерссон, N .; и другие. (2003). «Спектры излучения TiH и TiD около 938 нм» (PDF) . J. Chem. Phys . 118 (8): 10543. Bibcode : 2003JChPh.118.3543A . DOI : 10.1063 / 1.1539848 .
  5. ^ Weast, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  6. ^ a b c d e f g h i "Титан" . Британская энциклопедия . 2006 . Источник +29 Декабрю 2 006 .
  7. ^ a b c d e f g h i j k l m Lide, DR, ed. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  8. ^ a b c d e f g h 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.
  9. ^ Donachie 1988 , стр. 11
  10. ^ a b Barksdale 1968 , стр. 738
  11. ^ a b c d e f "Титан" . Колумбийская энциклопедия (6-е изд.). Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета . 2000–2006 гг. ISBN 978-0-7876-5015-5.
  12. ^ a b c Барбалас, Кеннет Л. (2006). «Периодическая таблица элементов: Ti - титан» . Проверено 26 декабря 2006 года .
  13. ^ a b c d e Stwertka, Альберт (1998). «Титан» . Путеводитель по элементам (пересмотренная ред.). Издательство Оксфордского университета . С. 81–82. ISBN 978-0-19-508083-4.
  14. ^ Стил, MC; Хайн, Р.А. (1953). «Сверхпроводимость титана». Phys. Ред . 92 (2): 243–247. Полномочный код : 1953PhRv ... 92..243S . DOI : 10.1103 / PhysRev.92.243 .
  15. ^ Thiemann, M .; и другие. (2018). «Полная электродинамика БКШ сверхпроводника с энергиями в мкэВ: микроволновая спектроскопия на титане при температурах mK». Phys. Rev. B . 97 (21): 214516. arXiv : 1803.02736 . Bibcode : 2018PhRvB..97u4516T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.97.214516 . S2CID 54891002 . 
  16. ^ Donachie 1988 , Приложение J, таблица J.2
  17. ^ а б в г д Барксдейл 1968 , стр. 734
  18. ^ Пуигдоменек, Игнаси (2004) База данных химического равновесия Гидры / Медузы и программное обеспечение для построения графиков, Королевский технологический институт KTH.
  19. ^ а б в г д Эмсли 2001 , стр. 453
  20. ^ Касильяс, N .; Charlebois, S .; Смирл, WH; Белый, HS (1994). «Питтинговая коррозия титана» . J. Electrochem. Soc . 141 (3): 636–642. Bibcode : 1994JELS..141..636C . DOI : 10.1149 / 1.2054783 .
  21. Перейти ↑ Forrest, AL (1981). «Влияние химии металлов на поведение титана в промышленных применениях» . Промышленное применение титана и циркония . п. 112.
  22. ^ a b c Барксдейл 1968 , стр. 732
  23. ^ a b c d Геологическая служба США . «Информация о полезных ископаемых USGS: Титан» .
  24. ^ Buettner, KM; Валентин, AM (2012). «Биоинорганическая химия титана». Химические обзоры . 112 (3): 1863–81. DOI : 10.1021 / cr1002886 . PMID 22074443 . 
  25. ^ Б с д е е Эмсли 2001 , с. 451
  26. ^ Титан . Миндат
  27. ^ Ван, М .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003 .
  28. Перейти ↑ Greenwood 1997 , p. 958
  29. Перейти ↑ Greenwood 1997 , p. 970
  30. ^ Лю, банда; Хуанг, Ван-Ся; Йи Юн (26 июня 2013 г.). «Приготовление и оптические свойства хранения порошка λTi 3 O 5 ». Журнал неорганических материалов (на китайском языке). 28 (4): 425–430. DOI : 10.3724 / SP.J.1077.2013.12309 .
  31. ^ Бонарди, Антонио; Пюльхофер, Герд; Германуц, Стефан; Сантанджело, Андреа (2014). «Новое решение для зеркальных покрытий в $ γ $ -лучевой черенковской астрономии». Экспериментальная астрономия . 38 (1–2): 1–9. arXiv : 1406.0622 . Bibcode : 2014ExA .... 38 .... 1B . DOI : 10.1007 / s10686-014-9398-х . S2CID 119213226 . 
  32. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 962. ISBN 978-0-08-037941-8.
  33. ^ Саха, Нареш (1992). "Химия окисления нитрида титана: исследование рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии". Журнал прикладной физики . нет. 7 (7): 3072–3079. Bibcode : 1992JAP .... 72.3072S . DOI : 10.1063 / 1.351465 .
  34. ^ Шуберт, EF "Шкала твердости, введенная Фридрихом Моосом" (PDF) . Архивировано 3 июня 2010 года (PDF) .
  35. ^ Truini, Джозеф (май 1988). «Сверла» . Популярная механика . 165 (5): 91. ISSN 0032-4558 . 
  36. ^ Baliga, Б. Jayant (2005). Силовые устройства из карбида кремния . World Scientific. п. 91. ISBN 978-981-256-605-8.
  37. ^ «Информация о продукте из карбида титана» . ХК Старк. Архивировано из оригинального 22 сентября 2017 года . Проверено 16 ноября 2015 года .
  38. ^ Сеонг, S .; и другие. (2009). Титан: производственная база, ценовые тенденции и технологические инициативы . Rand Corporation. п. 10. ISBN 978-0-8330-4575-1.
  39. ^ Джонсон, Ричард В. (1998). Справочник по гидродинамике . Springer. С. 38–21. ISBN 978-3-540-64612-9.
  40. ^ Коутс, Роберт М .; Пакетт, Лео А. (2000). Справочник реагентов для органического синтеза . Джон Вили и сыновья. п. 93. ISBN 978-0-470-85625-3.
  41. ^ Хартвиг, JF (2010) Химия органических переходных металлов, от связывания до катализа . Научные книги университета: Нью-Йорк. ISBN 189138953X 
  42. ^ Tshuva, Edit Y .; Миллер, Майя (2018). «Глава 8. Координационные комплексы титана (IV) для противоопухолевой терапии» . В Сигеле, Астрид; Сигель, Гельмут; Фрайзингер, Ева; Сигель, Роланд КО (ред.). Металло-препараты: разработка и действие противоопухолевых средств . Ионы металлов в науках о жизни . 18 . Берлин: de Gruyter GmbH. С. 219–250. DOI : 10.1515 / 9783110470734-014 . ISBN 9783110470734. PMID  29394027 .
  43. ^ a b c d e f g h Эмсли 2001 , стр. 452
  44. ↑ Грегор, Уильям (1791) «Beobachtungen und Versuche über den Menakanit, einen in Cornwall gefundenen magnetischen Sand» (Наблюдения и эксперименты, касающиеся менакканита [т.е. ильменита], магнитного песка, найденного в Корнуолле), Chemische Annalen …, 1 , стр. 40–54 , 103–119.
  45. ^ Грегор, Уильям (1791) "Sur Le menakanite, espèce де соболя attirable пар l'aimant, Trouvé данс ла провинции де Cornouilles" (На menaccanite, вид магнитного песка, найденные в графстве Корнуолл), наблюдения и др Mémoires Сюр la Physique , 39 : 72–78 , 152–160.
  46. ^ Клапрот, Мартин Генрих (1795) «Chemische Untersuchung des sogenannten hungarischen rothen Schörls» (Химическое исследование так называемого венгерского красного турмалина [рутила]) в: Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper (Вклад в химическое знание минеральных веществ) , т. 1, (Берлин, (Германия): Генрих Август Роттманн, 233–244. Со страницы 244: «Diesem zufolge will ich den Namen für die gegenwärtige Metallische Substanz, gleichergestalt wie bei dem Uranium geschehen, aus der Mythologie, und zwaröhn von den Urs. der Erde, den Titanen, entlehnen, und benenne также diese neue Metallgeschlecht: Titanium;… " (На основании этого я получу название для настоящего металлического вещества - как это произошло аналогичным образом в случае с ураном - из мифологии, а именно от первых сыновей Земли, Титанов, и таким образом [я] назову этот новый вид металл: «титан»;…)
  47. ^ a b c Роза 2008 , с. 9
  48. ^ a b Гринвуд 1997 , стр. 955
  49. ^ ван Аркель, AE ; де Бур, JH (1925). «Получение чистого титана, циркония, гафния и металлического тория». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 148 : 345–50. DOI : 10.1002 / zaac.19251480133 .
  50. ^ Янко, Евгений; Омская выставка вооружений и Военный парад ВТТВ (2006 г.). «Подводные лодки: общие сведения» . Дата обращения 2 февраля 2015 .
  51. ^ Мир нержавеющей стали (июль – август 2001 г.). «ВСМПО сильнее, чем когда-либо» (PDF) . KCI Publishing BV, стр. 16–19 . Проверено 2 января 2007 года .
  52. ^ Национальный консультативный совет по материалам, Комиссия по инженерным и техническим системам (CETS), Национальный исследовательский совет (1983). Титан: прошлое, настоящее и будущее . Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press. п. R9. DOI : 10.17226 / 1712 . ISBN 978-0-309-07765-1. НМАБ-392.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  53. ^ "Titanium Metals Corporation. Answers.com. Энциклопедия историй компании" . Корпорация "Ответы". 2006 . Проверено 2 января 2007 года .
  54. ^ Центр обороны Национального запаса (2008). Отчет по стратегическим и критическим материалам для Конгресса. Операции в соответствии с Законом о складировании стратегических и критически важных материалов в период с октября 2007 г. по сентябрь 2008 г. (PDF) . Министерство обороны США . п. 3304. Архивировано из оригинального (PDF) 11 февраля 2010 года.
  55. ↑ Буш, Джейсон (15 февраля 2006 г.). «План Боинга по посадке Аэрофлота» . BusinessWeek . Архивировано 9 апреля 2009 года . Источник +29 Декабрю 2 006 .CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  56. ^ «Информационные службы Roskill: прогнозируется рост мировых поставок титана» , «Металлический титан: обзор рынка до 2015 года» (5-е издание, 2010 г.).
  57. ^ "Завод по производству губчатого титана ISRO в Керале полностью сдан в эксплуатацию" . Timesofindia-Economictimes . Проверено 8 ноября 2015 года .
  58. ↑ DuPont (12 сентября 2006 г.). «Агентство обороны США награждает DuPont и MER Corporation 5,7 миллиона долларов за новый процесс получения порошка металлического титана» (пресс-релиз). Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 1 августа 2009 года .
  59. ^ Доначи 1988 , гл. 4
  60. ^ Barksdale 1968 , стр. 733
  61. ^ Чен, Джордж Чжэн; Fray, Дерек Дж .; Фартинг, Том У. (2000). «Прямое электрохимическое восстановление диоксида титана до титана в расплаве хлорида кальция». Природа . 407 (6802): 361–364. Bibcode : 2000Natur.407..361C . DOI : 10.1038 / 35030069 . PMID 11014188 . S2CID 205008890 .  
  62. ↑ Роза 2008 , с. 23
  63. ^ «Титан» . Microsoft Encarta . 2005. Архивировано из оригинального 27 октября 2006 года . Источник +29 Декабрю 2 006 .
  64. ^ Donachie 1988 , стр. 16, Приложение J
  65. ^ ASTM International (2006). Ежегодная книга стандартов ASTM (Том 02.04: Цветные металлы) . Вест Коншохокен, Пенсильвания : ASTM International. Раздел 2. ISBN 978-0-8031-4086-8. ASTM International (1998). Ежегодная книга стандартов ASTM (Том 13.01: Медицинские устройства; Скорая медицинская помощь) . Вест Коншохокен, Пенсильвания : ASTM International. разделы 2 и 13. ISBN 978-0-8031-2452-3.
  66. ^ Donachie 1988 , стр. 13-16, Приложение Н и J
  67. ↑ Роза 2008 , с. 25
  68. ^ «Титан» . Основная химическая промышленность онлайн . Йорк, Великобритания: CIEC по продвижению науки в Йоркском университете. 15 января 2015.
  69. ^ AWS G2.4 / G2.4M: 2007 Руководство по сварке плавлением титана и титановых сплавов . Майами: Американское общество сварки. 2006. Архивировано 10 декабря 2010 года.CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  70. ^ Titanium Metals Corporation (1997). Справочник по проектированию и производству титана для промышленного применения . Даллас: Titanium Metals Corporation. Архивировано 9 февраля 2009 года.CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  71. ^ "Паяемость" . Проверено 16 июня 2011 года .
  72. ^ Хэмпел, Клиффорд А. (1968). Энциклопедия химических элементов . Ван Ностранд Рейнхольд. п. 738. ISBN 978-0-442-15598-8.
  73. ^ Smook, Gary A. (2002). Справочник для технологов целлюлозы и бумаги (3-е изд.). Публикации Ангуса Уайльда. п. 223. ISBN 978-0-9694628-5-9.
  74. ↑ Моисеев, Валентин Н. (2006). Титановые сплавы: применение в авиастроении и космонавтике в России . Тейлор и Фрэнсис, ООО. п. 196. ISBN. 978-0-8493-3273-9.
  75. ^ a b Крамер, Эндрю Э. (5 июля 2013 г.). «Титан играет жизненно важную роль для Boeing и России» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 июля 2013 года .
  76. ^ а б Эмсли 2001 , стр. 454
  77. ^ Donachie 1988 , стр. 13
  78. ↑ Севан, Вардан (23 сентября 2006 г.). «Рособоронэкспорт контролирует титан в России» . Sevanco Strategic Consulting. Архивировано 11 ноября 2012 года . Проверено 26 декабря 2006 года .CS1 maint: unfit URL (link)
  79. ^ "orenda | avro canada | 1957 | 1324 | Flight Archive" .
  80. ^ "GlobalSecurity" . GlobalSecurity.org. Апрель 2006 . Проверено 23 апреля 2008 года .
  81. ^ Scharf, Калеб А. (17 июня 2016) Юпитер Vault . Scientific American .
  82. ^ Donachie 1988 , стр. 11-16
  83. ^ Kleefisch, EW, изд. (1981). Промышленное применение титана и циркония . Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International. ISBN 978-0-8031-0745-8.
  84. ^ Bunshah, Rointan Ф., изд. (2001). «Глава 8» . Справочник по твердым покрытиям . Норидж, штат Нью-Йорк: ISBN William Andrew Inc. 978-0-8155-1438-1.
  85. ^ Белл, Том; и другие. (2001). Термическая обработка . Материалы 20-й конференции, 9–12 октября 2000 г. ASM International. п. 141. ISBN. 978-0-87170-727-7.
  86. ^ Национальный музей корвета (2006). «Титановые выхлопы» . Архивировано из оригинального 3 -го января 2013 года . Проверено 26 декабря 2006 года .
  87. ^ Компактная силовая установка: внутри Corvette Z06 двигатель LT4 мощностью 650 л.с. с 6,2-литровым V-8 с наддувом обеспечивает мощность мирового класса в более эффективном корпусе . media.gm.com. 20 августа 2014 г.
  88. ^ Дэвис, Джозеф Р. (1998). Справочник по металлам . ASM International. п. 584 . ISBN 978-0-87170-654-6.
  89. ↑ a b c Доначи 1988 , с. 11, 255
  90. ^ Майк Gruntman (2004). Прокладывая путь: ранняя история космических кораблей и ракетной техники . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. п. 457. ISBN. 978-1-56347-705-8.
  91. ^ Lütjering, Герд; Уильямс, Джеймс Кейс (12 июня 2007 г.). «Приложения, связанные с внешним видом» . Титан . ISBN 978-3-540-71397-5.
  92. ^ "Денверский художественный музей, здание Фредерика К. Гамильтона" . SPG Media. 2006 . Проверено 26 декабря 2006 года .
  93. ^ «Спецификации Apple PowerBook G4 400 (Оригинал - Ti)» . everymac.com . Проверено 8 августа 2009 года .
  94. ^ Гафнер, G. (1989). «Разработка золота-титана 990-й пробы: его производство, использование и свойства» (PDF) . Золотой бюллетень . 22 (4): 112–122. DOI : 10.1007 / BF03214709 . S2CID 114336550 . Архивировано 29 ноября 2010 года.  CS1 maint: unfit URL (link)
  95. ^ «Изобразительное искусство и функциональные произведения из титана и других элементов земли» . Архивировано 13 мая 2008 года . Проверено 8 августа 2009 года .CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  96. ^ Алвитт, Роберт С. (2002). «Энциклопедия электрохимии» . Архивировано 2 июля 2008 года . Проверено 30 Декабрь 2006 .CS1 maint: unfit URL (link)
  97. ^ "Безопасность пирсинга" . doctorgoodskin.com . Проверено 1 августа 2009 года .
  98. ^ "World Firsts | Британский монетный двор Pobjoy" . www.pobjoy.com . Проверено 11 ноября 2017 года .
  99. ^ Turgeon, Лука (20 сентября 2007). «Титановый титан: увековеченный Бротон» . Бюллетень Голд-Коста . Архивировано 28 сентября 2013 года.CS1 maint: unfit URL (link)
  100. ^ "Ортопедические металлические сплавы" . Totaljoints.info . Проверено 27 сентября 2010 года .
  101. ^ «Титановая пена заменяет поврежденные кости» . Новости исследований . 1 сентября 2010 . Проверено 27 сентября 2010 года .
  102. ^ Лавин, Марк С., Не сомневайтесь в титане , Science Magazine, 2018.01.08, том 359, выпуск 6372, стр. 173-174 doi : 10.1126 / science.359.6372.173-f
  103. ^ Харун, WSW, и др. «Обзор технологий порошкового аддитивного производства для биомедицинских применений Ti-6al-4v». Порошковые технологии 331 (2018): 74-97.
  104. ^ Тревизан, Франческо и др. «Аддитивное производство титановых сплавов в биомедицине: процессы, свойства и применения». Журнал прикладных биоматериалов и функциональных материалов 16.2 (2018): 57-67
  105. ^ 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 TLR / p38 MAPK-опосредованного сигнального пути» . Научные отчеты . 5 : 14492. Bibcode : 2015NatSR ... 514492P . DOI : 10.1038 / srep14492 . PMC 4585977 . PMID 26412401 .  
  106. ^ Shoesmith, DW; Ноэль, JJ; Hardie, D .; Икеда, БМ (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 . 
  107. ^ Картер, LJ; Пигфорд, Т.Дж. (2005). «Доказательство безопасности на горе Юкка» . Наука . 310 (5747): 447–8. DOI : 10.1126 / science.1112786 . PMID 16239463 . S2CID 128447596 .  
  108. ^ Elekes, Кармен Cristina; Бусуйок, Габриэла. «Микромедиация почв, загрязненных металлами, с использованием дикорастущих видов грибов» (PDF) . Инженерное образование . Архивировано 3 марта 2016 года из оригинального (PDF) . Проверено 28 января 2014 .
  109. ^ Берглунд, Фредрик; Карлмарк, Бьорн (октябрь 2011 г.). «Титан, синусит и синдром желтых ногтей» . Биологические исследования микроэлементов . 143 (1): 1–7. DOI : 10.1007 / s12011-010-8828-5 . PMC 3176400 . PMID 20809268 .  
  110. ^ Котелл, Кэтрин Мэри; Sprague, JA; Смидт, Ф.А. (1994). Справочник ASM: Surface Engineering (10-е изд.). ASM International. п. 836. ISBN 978-0-87170-384-2.
  111. ^ Ассоциация сжатого газа (1999). Справочник по сжатым газам (4-е изд.). Springer. п. 323. ISBN 978-0-412-78230-5.
  112. ^ Соломон, Роберт Э. (2002). Руководство по надзору за пожарной безопасностью и безопасностью жизни . Национальная ассоциация предотвращения пожаров (8-е изд.). Издательство "Джонс и Бартлетт". п. 45. ISBN 978-0-87765-472-8.

Библиография

  • Барксдейл, Джелкс (1968). «Титан» . В Клиффорде А. Хэмпеле (ред.). Энциклопедия химических элементов . Нью-Йорк: Книжная корпорация Рейнхольда. С.  732–738 . LCCN  68029938 .
  • Доначи, Мэтью Дж. Младший (1988). ТИТАН: Техническое руководство . Металл Парк, Огайо: ASM International. п. 11. ISBN 978-0-87170-309-5.
  • Эмсли, Джон (2001). «Титан» . Природа Строительные блоки: AZ Руководство по элементам . Оксфорд, Англия, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-850340-8.
  • Цветок, Харви М. (2000). «Материаловедение: движущаяся кислородная история». Природа . 407 (6802): 305–306. DOI : 10.1038 / 35030266 . PMID  11014169 .
  • Гринвуд, штат Нью-Йорк; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-3365-9.
  • Роза, Грег (2008). Титан (Первое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательская группа Розена. ISBN 978-1-4042-1412-5.

внешняя ссылка

Послушайте эту статью ( 15 минут )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 25 августа 2005 г. и не отражает последующих правок. (2005-08-25)
( Аудио справка  · Больше устных статей )
  • «Титан: наш следующий главный металл» , Popular Science , октябрь 1950 г. - одна из первых публичных подробных статей о титане.
  • Титан в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
  • Титан в The Essential Chemical Industry - онлайн (CIEC по продвижению науки в Йоркском университете)
  • Международная титановая ассоциация
  • Металлургия титана и его сплавов, Кембриджский университет
  • Мировое производство титановых концентратов по странам
  • Металл богов