Какого цвета титан: Титан — это… Что такое Титан?

Содержание

Титан — это… Что такое Титан?


Физические и химические свойства титана, получение титана


Применение титана в чистом виде и в виде сплавов, применение титана в виде соединений, физиологическое действие титана

Содержание

Раздел 1. История и нахождение в природе титана.

Титанэто элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Дмитрия Ивановича Менделеева, с атомным номером 22. Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C. Температура плавления 1660±20 °C.

История и нахождение в природе титана

титан был назван так в честь древнегреческих персонажей Титанов.

Назвал его так немецкий химик Мартин Клапрот по своим личным соображениями в отличии от французов которые старались давать названия в соответствии с химическими особенностями элемента, но так как тогда свойства элемента были неизвестны, было выбрано такое название.

Титан является 10 элементов по кол-ву его на нашей планете. Кол-во титана в земной коре равно 0.57 % по массе и 0.001 миллиграмм на 1 литр морской воды. Месторождения титана находятся на территории: Южно Африканской Республики, Украины, Российской Федерации, Казахстана, Японии, Австралии, Индии, Цейлона, Бразилии и Южной Кореи.

По физическим свойствам титан легкий серебристый

металл, кроме того характерна высокая вязкость при механической обработке и склонен к прилипанию к режущему инструменту, поэтому используют специальные смазки или напыление для устранения этого эффекта. При комнатной температуре покрывается лассивирующей пленкой оксида TiO2, благодаря этому имеет стойкость к коррозии в большинстве агрессивных сред, кроме щелочей. Титановая пыль имеет свойство взрываться, при этом температура вспышки равна 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

Чтобы произвести титан в чистом виде или его сплавы в большинстве случаев используют диоксид титана с небольшим кол-вом соединений входящих в него. Например, рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Но запасы рутила крайне малы и в связи с этим используют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемый при обработке ильменитовых концентратов.

Первооткрывателем титана считается 28-летний английский монах Уильям Грегор. В 1790 г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание на распространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Британии и принялся его исследовать. В песке священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегося обыкновенным магнитом. Полученный в 1925 г. Ван Аркелем и де Буром иодидным методом чистейший титан оказался пластичным и технологичным

металлом со многими ценными свойствами, которые привлекли к нему внимание широкого круга конструкторов и инженеров. В 1940 г. Кролль предложил магниетермический способ извлечения титана из руд, который является основным и в настоящее время. В 1947 г. были выпущены первые 45 кг технически чистого титана.

В периодической системе элементов Менделеева Дмитрия Ивановича титан имеет порядковый номер 22. Атомная масса природного титана, вычисленная по результатам исследований его изотопов, составляет 47,926. Итак, ядро нейтрального атома титана содержит 22 протона. Количество же нейтронов, т. е. нейтральных незаряженных частиц, различно: чаще 26, но может колебаться от 24 до 28. Поэтому и число изотопов титана различно. Всего сейчас известно 13 изотопов элемента № 22. Природный титан состоит из смеси пяти стабильных изотопов, наиболее широко представлен титан-48, его доля в природных рудах 73,99%. Титан и другие элементы подгруппы IVВ очень близки по свойствам к элементам подгруппы IIIВ (группы скандия), хотя и отличаются от последних способностью проявлять большую валентность.

Сходство титана со скандием, иттрием, а также с элементами подгруппы VВ – ванадием и ниобием выражается и в том, что в природных минералах титан часто встречается вместе с этими элементами. С одновалентными галогенами (фтором, бромом, хлором и йодом) он может образовывать ди- три- и, тетрасоединения, с серой и элементами ее группы (селеном, теллуром) – моно- и дисульфиды, с кислородом – оксиды, диоксиды и триоксиды.

Титан образует также соединения с водородом (гидриды), азотом (нитриды), углеродом (карбиды), фосфором (фосфиды), мышьяком (арсиды), а также соединения со многими металлами – интерметаллиды. Образует титан не только простые, но и многочисленные комплексные соединения, известно немало его соединений с органическими веществами. Как видно из перечня соединений, в которых может участвовать титан, он химически весьма активен. И в то же время титан является одним из немногих металлов с исключительно высокой коррозионной стойкостью: он практически вечен в атмосфере воздуха, в холодной и кипящей воде, весьма стоек в морской воде, в растворах многих солей, неорганических и органических кислотах.

По своей коррозионной стойкости в морской воде он превосходит все металлы, за исключением благородных – золота, платины и т. п., большинство видов нержавеющей стали, никелевые, медные и другие сплавы. В воде, во многих агрессивных средах чистый титан не подвержен коррозии. Противостоит титан и эрозионной коррозии, происходящей в результате сочетания химического и механического воздействия на металл. В этом отношении он не уступает лучшим маркам нержавеющих сталей, сплавам на основе купрума и другим конструкционным материалам. Хорошо противостоит титан и усталостной коррозии, проявляющейся часто в виде нарушений целостности и прочности металла (растрескивание, локальные очаги коррозии и т. п.). Поведение титана во многих агрессивных средах, в таких, как азотная, соляная, серная, «царская водка» и другие кислоты и щелочи, вызывает удивление и восхищение этим металлом.

Титан весьма тугоплавкий металл. Долгое время считалось, что он плавится при 1800° С, однако в середине 50-х гг. английские ученые Диардорф и Хейс установили температуру плавления для чистого элементарного титана. Она составила 1668±3° С. По своей тугоплавкости титан уступает лишь таким металлам, как вольфрам, тантал, ниобий, рений, молибден, платиноиды, цирконий, а среди основных конструкционных металлов он стоит на первом месте. Важнейшей особенностью титана как металла являются его уникальные физико-химические свойства: низкая плотность, высокая прочность, твердость и др. Главное же, что эти свойства не меняются существенно при высоких температурах.

Титан – легкий металл, его плотность при 0° С составляет всего 4,517 г/см8, а при 100° С – 4,506 г/см3. Титан относится к группе металлов с удельной массой менее 5 г/см3. Сюда входят все щелочные металлы (натрий, кадий, литий, рубидий, цезий) с удельной массой 0,9–1,5 г/см3, магний (1,7 г/см3), алюминий (2,7 г/см3) и др. Титан более чем в 1,5 раза тяжелее алюминия, и в этом он, конечно, ему проигрывает, но зато в 1,5 раза легче железа (7,8 г/см3).

Однако, занимая по удельной плотности промежуточное положение между алюминием и железом, титан по своим механическим свойствам во много раз их превосходит. ). Титан обладает значительной твердостью: он в 12 раз тверже алюминия, в 4 раза–железа и купрума. Еще одна важная характеристика металла – предел текучести. Чем он выше тем лучше детали из этого металла сопротивляются эксплуатационным нагрузкам. Предел текучести у титана почти в 18 раз выше, чем у алюминия. Удельная прочность сплавов титана может быть повышена в 1,5–2 раза. Его высокие механические свойства хорошо сохраняются при температурах вплоть до нескольких сот градусов. Чистый титан пригоден для любых видов обработки в горячем и холодном состоянии: его можно ковать, как
железо
, вытягивать и даже делать из него проволоку, прокатывать в листы, ленты, в фольгу толщиной до 0,01 мм.

В отличие от большинства металлов титан обладает значительным электрическим сопротивлением: если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность купрума равна 94, алюминия – 60, железа и платины –15, а титана–всего 3,8. Титан – парамагнитный металл, он не намагничивается, как железо, в магнитном поле, но и не выталкивается из него, как медь. Его магнитная восприимчивость очень слаба, это свойство можно использовать при строительстве. Титан обладает сравнительно низкой теплопроводностью, всего 22,07 Вт/(мК), что приблизительно в 3 раза ниже теплопроводности железа, в 7 раз–магния, в 17–20 раз–алюминия и купрума. Соответственно и коэффициент линейного термического расширения у титана ниже, чем у других конструкционных материалов: при 20 С он в 1,5 раза ниже чем у железа, в 2 — у купрума и почти в 3 — у алюминия. Таким образом, титан – плохой проводник электроэнергии и тепла.

Сегодня титановые сплавы широко применяют в авиационной технике. Титановые сплавы в промышленном масштабе впервые были использованы в конструкциях авиационных реактивных двигателей. Применение титана в конструкции реактивных двигателей позволяет уменьшить их массу на 10. ..25%. В частности, из титановых сплавов изготавливают диски и лопатки компрессора, детали воздухозаборника, направляющего аппарата и крепежные изделия. Титановые сплавы незаменимы для сверхзвуковых самолетов. Рост скоростей полета летательных аппаратов привел к повышению температуры обшивки, в результате чего алюминиевые сплавы перестали удовлетворять требованиям, которые предъявляются авиационной техникой сверхзвуковых скоростей. Температура обшивки в этом случае достигает 246…316 °С. В этих условиях наиболее приемлемым материалом оказались титановые сплавы. В 70-х годах существенно возросло применение титановых сплавов для планера гражданских самолетов. В среднемагистральном самолете ТУ-204 общая масса деталей из титановых сплавов составляет 2570 кг. Постепенно расширяется применение титана в вертолетах, главным образом, для деталей системы несущего винта, привода, а также системы управления. Важное место занимают титановые сплавы в ракетостроении.

Благодаря высокой коррозионной стойкости в морской воде титан и его сплавы находят применение в судостроении для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т. д. На титан и его сплавы не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении. Постепенно области применения титана расширяются. Титан и его сплавы применяют в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, цветной металлургии, энергомашиностроении, электронике, ядерной технике, гальванотехнике, при производстве вооружения, для изготовления броневых плит, хирургического инструмента, хирургических имплантатов, опреснительных установок, деталей гоночных автомобилей, спортинвентаря (клюшки для гольфа, снаряжение альпинистов), деталей ручных часов и даже украшений. Азотирование титана приводит к образованию на его поверхности золотистой пленки, по красоте не уступающей настоящему золоту.

Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре 0,57 % по массе, в морской воде 0,001 мг/л. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiSiO5. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.

Основные руды: ильменит (FeTiO3), рутил (TiO2), титанит (CaTiSiO5).

На 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без Российской Федерации) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта Российской Федерации, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49.7—52.7 млн т. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта Российской Федерации) хватит более, чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана Российской Федерации составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %.

Крупнейший в мире производитель титана — российская организация «ВСМПО-АВИСМА».

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а не восстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

В чистом виде и в виде сплавов

Титановый памятник Гагарину на Ленинском проспекте в Москве

металл применяется в: химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной индустрии, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, украшениях для пирсинга, медицинской промышленности (протезы, остеопротезы), стоматологических и эндодонтических инструментах, зубных имплантатах, спортивных товарах, ювелирных предметах торговли (Александр Хомов), мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д. Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето-, кораблестроении.

Титановое литье выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литье по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей, в художественном литье используется ограниченно. Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве.

Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов.

Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.

Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.

Титан является одним из наиболее распространённых геттерных материалов, используемых в высоковакуумных насосах.

Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.

Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.

Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.

Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов.

Нитрид титана применяется для покрытия инструментов, куполов церквей и при производстве бижутерии, т.к. имеет цвет, похожий на золото.

Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов —- сегнетоэлектрики.

Существует множество титановых сплавов с различными металлами. Легирующие элементы разделяют на три группы, в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения: на бета-стабилизаторы, альфа-стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Первые понижают температуру превращения, вторые повышают, третьи не влияют на неё, но приводят к растворному упрочнению матрицы. Примеры альфа-стабилизаторов: алюминий, кислород, углерод, азот. Бета-стабилизаторы: молибден, ванадий, железо, хром, Ni. Нейтральные упрочнители: цирконий, олово, кремний. Бета-стабилизаторы, в свою очередь, делятся на бета-изоморфные и бета-эвтектоидообразующие. Самым распространённым титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V (в российской классификации — ВТ6).

В 2005 фирма titanium corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

60 % — краска;

20 % — пластик;

13 % — бумага;

7 % — машиностроение.

15-25 $ за килограмм, в зависимости от чистоты.

Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по её твёрдости, которая зависит от содержания примесей. Наиболее распространены марки ТГ100 и ТГ110.

Цена ферротитана (минимум 70 % титана) на 22.12.2010 $6,82 за килограмм. На 01.01.2010 цена была на уровне $5,00 за килограмм.

В Российской Федерации цены на титан на начало 2012 года составляли 1200-1500 руб/кг.

Достоинства:

малая плотность (4500 кг/м3) способствует уменьшению массы используемого материала;

высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;

необычайнао высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью титана образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO2, прочно связанные с массой металла;

удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.

Недостатки:

высокая стоимость производства, титан значительно дороже железа, алюминия, купрума, магния;

активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего титан и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;

трудности вовлечения в производство титановых отходов;

плохие антифрикционные свойства, обусловленные налипанием титана на многие материалы, титан в паре с титаном не может работать на трение;

высокая склонность титана и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;

плохая обрабатываемость резанием, аналогичная обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса;

большая химическая активность, склонность к росту зерна при высокой температуре и фазовые превращения при сварочном цикле вызывают трудности при сварке титана.

Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техникии и морского судостроения. Титан (ферротитан) используют в качестве лигирующей добавки к качественным сталям и как раскислитель. Технический титан идет на изготовление емкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов, клапанов и других предметов торговли, работающих в агрессивных средах. Из компактного титана изготавливают сетки и другие детали элетктровакуумных приборов, работающих при высоких температурах.

По использованию в качестве конструкционного материала титан находится на 4-ом месте, уступая лишь Al, Fe и Mg. Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов. Биологическая безвредность титана делает его превосходным материалом для пищевой промышленности и восстановительной хирургии.

Титан и его сплавы нашли широкое применеие в технике ввиду своей высокой мехнической прочности, которая сохраняется при высоких температурах, коррозионной стойкости, жаропрочности, удельной прочности, малой плотности и прочих полезных свойств. Высокая стоимость титана и его сплавов во многих случаях компенсируется их большей работоспособностью, а в некоторых случаях они являются единственным материалом, из которого можно изготовить оборудование или конструкции, способные работать в данных конкретных условиях.

Титановые сплавы играют большую роль в авиационной технике, где стремятся получить наиболее легкую конструкцию в сочетании с необходимой прочностью. Титан легок по сравнению с другими металлами, но в то же время может работать при высоких температурах. Из титановых сплавов изготовляют обшивку, детали крепления, силовой набор, детали шасси, различные агрегаты. Также данные материалы применяются в конструкциях авиационных реактивных двигателей. Это позволяет уменьшить их массу на 10-25%. Из титановых сплавов производят диски и лопатки компрессора, детали воздухозаборника и направляющего аппарата, крепеж.

Также титан и его сплавы используют в ракетостроении. Ввиду кратковременной работы двигателей и быстрого прохождения плотных слоев атмосферы в ракетостроении в значительной мере снимаются проблемы усталостной прочности, статической выносливости и отчасти ползучести.

Технический титан из-за недостаточно высокой теплопрочности не пригоден для применення в авиации, но благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии в ряде случаев незаменим в химической промышленности и судостроении. Так его применяют при изготовлении компрессоров и насосов для перекачки таких агрессивных сред, как серная и соляная кислота и их соли, трубопроводов, запорной арматуры, автоклав, различного рода емкостей, фильтров и т. п. Только титан обладает коррозионной стойкостью в таких средах, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, поэтому из данного металла изготовляют оборудование для хлорной промышленности. Из титана делают теплообменникн, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей). В судостоении титан используется для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На титан и его сплавы не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении.

Титановые сплавы перспективны для использования во многих других применениях, но их распространение в технике сдерживается высокой стоимостью и дефицитностью титана.

Соединения титана также получили широкое применение в различных отраслях промышленности. Карбид титана обладает высокой твердостью и применяется в производстве режущих инструментов и абразивных материалов. Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки. Диборид титана — важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов. Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.

При существующих высоких ценах на титан его применяют преимущественно для производства военного оборудования, где главная роль принадлежит не стоимости, а техническим характеристикам. Тем не менее известны случаи использования уникальных свойств титана для гражданских нужд. По мере снижения цен на титан и роста его производства применение этого металла в военных и гражданских целях будет все больше расширяться.

Авиация. Малый удельный вес и высокая прочность (особенно при повышенных температурах) титана и его сплавов делают их весьма ценными авиационными материалами. В области самолетостроения и производства авиационных двигателей титан все больше вытесняет алюминий и нержавеющую сталь. С повышением температуры алюминий быстро утрачивает свою прочность. С другой стороны, титан обладает явным преимуществом в отношении прочности при температуре до 430° С, а повышенные температуры такого порядка возникают при больших скоростях благодаря аэродинамическому нагреванию. Преимущество замены стали титаном в авиации заключается в снижении веса без потери прочности. Общее снижение веса с повышением показателей при повышенных температурах позволяет увеличить полезную нагрузку, дальность действия и маневренность самолетов. Этим объясняются усилия, направленные на расширение применения титана в самолетостроении при производстве двигателей, постройке фюзеляжей, изготовлении обшивки и даже крепежных деталей.

При постройке реактивных двигателей титан применяется преимущественно для изготовления лопаток компрессора, дисков турбины и многих других штампованных деталей. Здесь титан вытесняет нержавеющую и термически обрабатываемую легированную стали. Экономия в весе двигателя в один килограмм позволяет сберегать до 10 кг в общем весе самолета благодаря облегчению фюзеляжа. В дальнейшем намечено применять листовой титан для изготовления кожухов камер сгорания двигателя.

В конструкции самолета титан находит широкое применение для деталей фюзеляжа, работающих при повышенных температурах. Листовой титан применяется для изготовления всевозможных кожухов, защитных оболочек кабелей и направляющих для снарядов. Из листов легированного титана изготовляются различные элементы жесткости, шпангоуты фюзеляжа, нервюры и т. д.

Кожухи, закрылки, защитные оболочки для кабелей и направляющие для снарядов изготовляются из нелегированного титана. Легированный титан применяется для изготовления каркаса фюзеляжа, шпангоутов, трубопроводов и противопожарных перегородок.

Титан получает все большее применение при постройке самолетов F-86 и F-100. В будущем из титана будут делать створки шасси, трубопроводы гидросистем, выхлопные патрубки и сопла, лонжероны, закрылки, откидные стойки и т. д.

Титан можно применять для изготовления броневых плит, лопастей пропеллера и снарядных ящиков.

В настоящее время титан применяется в конструкции самолетов военной авиации Дуглас Х-3 для обшивки, Рипаблик F-84F, Кертисс-Райт J-65 и Боинг В-52.

Применяется титан и при постройке гражданских самолетов DC-7. Компания «Дуглас» заменой алюминиевых сплавов и нержавеющей стали титаном при изготовлении мотогондолы и противопожарных перегородок уже добилась экономии в весе конструкции самолета около 90 кг. В настоящее время вес титановых деталей в этом самолете составляет 2%, причем эту цифру предусматривается довести до 20% общего веса самолета.

Применение титана позволяет уменьшить вес геликоптеров. Листовой титан используется для полов и дверей. Значительное снижение веса геликоптера (около 30 кг) было достигнуто в результате замены легированной стали титаном для обшивки лопастей его несущих винтов.

Военно-морской флот. Коррозионная стойкость титана и его сплавов делает их весьма ценным материалом на море. Военно-морское министерство США обстоятельно исследует коррозионную стойкость титана против воздействия дымовых газов, пара, масла и морской воды. Почти такое же значение в военно-морском деле имеет и высокое значение удельной прочности титана.

Малый удельный вес металла в сочетании с коррозионной стойкостью повышает маневренность и дальность действия кораблей, а также снижает расходы по уходу за материальной частью и ее ремонту.

Применение титана в военно-морском деле включает изготовление выхлопных глушителей для дизельных двигателей подводных лодок, дисков измерительных приборов, тонкостенных труб для конденсаторов и теплообменников. По мнению специалистов, титан, как никакой другой металл, способен увеличить срок службы выхлопных глушителей на подводных лодках. Применительно к дискам измерительных приборов, работающих в условиях соприкосновения с соленой водой, бензином или маслом, титан обеспечит лучшую стойкость. Исследуется возможность применения титана для изготовления труб теплообменников, которые должны обладать коррозионной стойкостью в морской воде, омывающей трубы снаружи, и одновременно противостоять воздействию выхлопного конденсата, протекающего внутри них. Рассматривается возможность изготовления из титана антенн и узлов радиолокационных установок, от которых требуется стойкость к воздействию дымовых газов и морской воды. Титан может найти применение и для производства таких деталей, как клапаны, пропеллеры, детали турбин и т. д.

Артиллерия. По-видимому, наиболее крупным потенциальным приобретателем титана может явиться артиллерия, где в настоящее время ведутся интенсивные исследования различных опытных образцов. Тем не менее в этой области стандартизовано производство лишь отдельных деталей и частей из титана. Весьма ограниченное использование титана в артиллерии при большом размахе исследований объясняется его высокой стоимостью.

Были исследованы различные детали артиллерийского оборудования с точки зрения возможности замены титаном обычных материалов при условии снижения цен на титан. Главное внимание уделялось деталям, для которых существенно снижение веса (детали, переносимые вручную и перевозимые по воздуху).

Опорная плита миномета, изготовленная из титана вместо стали. Путем такой замены и после некоторой переделки вместо стальной плиты из двух половинок общим весом 22 кг удалось создать одну деталь весом 11 кг. Благодаря такой замене можно уменьшить число обслуживающего персонала с трех человек до двух. Рассматривается возможность применения титана для изготовления орудийных пламегасителей.

Проходят испытания изготовленные из титана орудийные станки, крестовины лафетов и цилиндры противооткатных приспособлений. Широкое применение титан может получить при производстве управляемых снарядов и ракет.

Проведенные первые исследования титана и его сплавов показали возможность изготовления из них броневых плит. Замена стальной брони (толщиной 12,7 мм) титановой броней одинаковой снарядостойкости (толщиной 16 мм) позволяет получить, по данным этих исследований, экономию в весе до 25%.

Сплавы титана повышенного качества позволяют надеяться на возможность замены стальных плит титановыми равной толщины, что дает экономию в весе до 44%. Промышленное применение титана позволит обеспечить большую маневренность, увеличит дальность перевозки и долговечность орудия. Современный уровень развития воздушного транспорта делает очевидными преимущества легких броневиков и других машин из титана. Артиллерийское ведомство намерено снарядить в будущем пехоту касками, штыками, гранатометами и ручными огнеметами, сделанными из титана. Первое применение в артиллерии титановый сплав получил для изготовления поршня некоторых автоматических орудий.

Транспорт. Многие из тех выгод, которые сулит использование титана при производстве бронетанковой материальной части, относятся и к транспортным средствам.

Замена конструкционных материалов, потребляемых в настоящее время предприятиями транспортного машиностроения, титаном должна привести к снижению затраты топлива, росту полезной грузоподъемности, повышению предела усталости деталей кривошипно-шатунных механизмов и т. п. На железных дорогах исключительно важно снизить мертвый груз. Существенное уменьшение общего веса подвижного состава за счет применения титана позволит сэкономить в тяге, уменьшить габариты шеек и букс.

Важное значение вес имеет и для прицепных автотранспортных средств. Здесь замена стали титаном при производстве осей и колес также позволила бы увеличить полезную грузоподъемность.

Все эти возможности можно было бы реализовать при дисконте титана с 15 до 2—3 долларов за фунт титановых полуфабрикатов.

Химическая промышленность. При производстве оборудования для химической промышленности самое важное значение имеет коррозионная стойкость металла. Существенно также снизить вес и повысить прочность оборудования. Логически следует предположить, что титан мог бы дать ряд выгод при производстве из него оборудования для транспортировки кислот, щелочей и неорганических солей. Дополнительные возможности применения титана открываются в производстве такого оборудования, как баки, колонны, фильтры и всевозможные баллоны высокого давления.

Применение трубопроводов из титана способно повысить коэффициент полезного действия нагревательных змеевиков в лабораторных автоклавах и теплообменниках. О применимости титана для производства баллонов, в которых длительно хранятся газы и жидкости под давлением, свидетельствует применяемая при микроанализе продуктов сгорания вместо более тяжелой трубки из стекла (показана в верхней части снимка). Благодаря малой толщине стенок и незначительному удельному весу эта трубка может взвешиваться на более чувствительных аналитических весах меньших размеров. Здесь сочетание легкости и коррозионной стойкости позволяет повысить точность химического анализа.

Титан (Titanium) — это

Прочие области применения. Применение титана целесообразно в пищевой, нефтяной и электротехнической промышленности, а также для изготовления хирургических инструментов и в самой хирургии.

Столы для подготовки пищи, пропарочные столы, изготовленные из титана, по качествам превосходят стальные изделия.

В нефте- и газобурильной областях серьезное значение имеет борьба с коррозией, поэтому применение титана позволит реже заменять корродирующие штанги оборудования. В каталитическом производстве и для изготовления нефтепроводов желательно применять титан, сохраняющий механические свойства при высокой температуре и обладающий хорошей коррозионной устойчивостью.

В электропромышленности титан можно применить для бронирования кабелей благодаря хорошей удельной прочности, высокому электрическому сопротивлению и немагнитным свойствам.

В различных отраслях промышленности начинают применять крепежные детали той или иной формы, изготовленные из титана. Дальнейшее расширение применения титана возможно для изготовления хирургических инструментов главным образом благодаря его коррозионной стойкости. Инструменты из титана в этом отношении превосходят обычные хирургические инструменты при многократном кипячении или обработке в автоклаве.

В области хирургии титан оказался лучше виталлиума и нержавеющих сталей. Присутствие титана в организме вполне допустимо. Пластинка и винты из титана для крепления костей находились в организме животного несколько месяцев, причем имело место прорастание кости в нитки резьбы винтов и в отверстие пластинки.

Преимущество титана заключается также в том, что на пластине образуется мышечная ткань.

Примерно половина производимой в мире титановой продукции направляется обычно в гражданское авиастроение, но его спад после известных трагических событий вынуждает многих участников отрасли искать новые области применения титана. Данный материал представляет первую часть подборки публикаций в зарубежной металлургической прессе, посвященных перспективам титана в современных условиях. По оценкам одного из ведущих американских производителей титана RТ1, из общего объма производства титана в мировом масштабе на уровне 50-60 тыс. тонн в год на долю аэрокосмического сегмента приходится до 40 потребления, на долю промышленных применений и приложений приходится 34, на военную область 16, и около 10 приходится на применение титана в потребительских продуктов. Промышленное применение титана включает в себя химические процессы, энергетику, нефтегазовую отрасль, опреснительные установки. Военное не авиационное применение включает, прежде всего, использование в артиллерии и боевых машинах. Секторами со значительными объмами применения титана являются автомобилестроение, архитектура и строительство, спортивные товары, ювелирные изделия. Практически весь титан в слитках производится в США, Японии и СНГ — на долю Европы приходится всего 3,6 от общемирового объма. Региональные рынки конечного применения титана весьма различаются — наиболее ярким примером своеобразия является Япония, где на гражданский авиакосмический сектор приходится всего 2-3 при использовании 30 от общего потребления титана в оборудовании и конструкционных элементах химических заводов. Примерно 20 от общего спроса в Японии приходится на атомную энергетику и на электростанции на тврдом топливе, остальная доля приходится на архитектуру, медицину и спорт. Противоположная картина наблюдается в США и Европе, где исключительно большое значение имеет потреблениев аэрокосмическом секторе — 60-75 и 50-60 для каждого региона соответственно. В США традиционно сильными конечными рынками являются химическая промышленность, медицинское оборудование, промышленное оборудование,

Титан

Тита́н (лат. Titanium; обозначается символом Ti) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 22. Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета.

История

Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1789), выделил новую «землю» (окись) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — окислы одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные окислы титана. Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Происхождение названия

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот, в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противоход французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном. Однако согласно другой версии, публиковавшейся в журнале «Техника-Молодежи» в конце 1980-х, новооткрытый металл обязан своим именем не могучим титанам из древнегреческих мифов, а Титании — королеве фей в германской мифологии (жена Оберона в шекспировском «Сне в летнюю ночь»). Такое название связано с необычайной «лёгкостью» (малой плотностью) металла.

Получение

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом. Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4: TiO2 + 2C + 2Cl2 =TiCl2 + 2CO Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием: TiCl4+ 2Mg = 2MgCl2+ Ti Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Физические свойства

Титан — легкий серебристо-белый металл. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмноцентрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C. Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок. При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной). Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.


Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Титан — Википедия. Что такое Титан


Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Титан (др. -греч. Τιτάν):

  • Титаны — в древнегреческой мифологии боги второго поколения.
  • Титан — австронезийский язык.

Наука и техника

  • Титан — металл, 22-й элемент таблицы Менделеева.
  • Титан — спутник планеты Сатурн.
  • Титан — серия американских ракет-носителей:
    • Титан-1 — американская межконтинентальная баллистическая ракета, ставшая также первой космической ракетой-носителем серии «Титан».
    • LGM-25C Titan II — американская межконтинентальная баллистическая ракета.
      • Titan II GLV — ракета-носитель для запуска космических кораблей по программе «Джемини».
      • Титан-23G — ракета-носитель, созданная во второй половине 1980-х годов на базе снятых с боевого дежурства МБР «Titan II».
    • Titan IIIE — модификация ракеты-носителя, использовавшаяся в 1970-х годах для запуска американских межпланетных зондов.
  • Titan — суперкомпьютер Национальной лаборатории Оук-Ридж, мощнейший в рейтинге TOP500 от ноября 2012.
  • Titan[en] — микропроцессор архитектуры POWER.
  • Титан и Титан-2 — советские корабельные поисковые гидроакустические станции кругового обзора и целеуказания.
  • Титан — накопительный водонагреватель закрытого типа.
  • Terex 33-19 Titan — грузовик-самосвал.
  • Титан — польский проект солдата будущего.

Топонимы

  • Титан — гора в Фессалии (Греция).
  • Титан — населённый пункт в Мурманской области.
  • Титан — станция Мурманского отделения Октябрьской железной дороги.

Организации

  • Титан — российская группа компаний, специализирующаяся на производстве каучука и удобрений.
  • ЦКБ «Титан» — конструкторское бюро, разрабатывающее агрегаты наземного оборудования ракетных комплексов и артиллерийские комплексы среднего и крупного калибров.
  • TITAN — производитель систем охлаждения для компьютеров.
  • Крымский Титан — частное акционерное общество, крупнейший производитель диоксида титана на территории Восточной Европы.
  • Titan — финансовая пирамида в Турции.

Подразделения специального назначения

  • «Титан» — спецподразделение Государственной службы охраны МВД Украины
  • «Титан» — отряд специального назначения Управления ФСИН РФ по Липецкой области

Спортивные клубы

  • «Титан» — российский футбольный клуб, Клин.
  • «Титан» — российский футбольный клуб, Армянск.
  • «Титан» — украинский футбольный клуб, Донецк.
  • «Титан» — хоккейная команда из города Клин (Московская область).

Культура

  • «Титан» — роман Теодора Драйзера.
  • «Титан[en]» — научно-фантастический роман Джона Варли, лауреат премии Локус 1980 года.
  • «Титан: После гибели Земли» — мультфильм 2000 года (режиссёр — Дон Блут).
  • Titan — студийный альбом группы Septicflesh, выпущенный в 2014 году.
  • «Титан» — фильм 2018 года.

Компьютерные игры

  • Titan — отмененный проект Blizzard Entertainment.
  • Titan Quest — ролевая компьютерная игра по мотивам мифологии Древней Греции, Египта и Древнего Востока.
  • Titanfall — научно-фантастическая компьютерная игра в жанре шутер.

См. также

Металлический титан — Обзор рынка — Roskill

Мировая промышленность по производству металлического титана демонстрирует долгосрочную тенденцию роста, и в период 2014–2019 годов наблюдался рост объемов производства и торговли по всей цепочке поставок. Экспорт сырья значительно увеличился в 2019 году: международные поставки губки, по оценкам, увеличились примерно на 20% г / г, а экспорт титанового лома вырос на 14% г / г. Экспорт проката из титана с 2014 года увеличивался в среднем на 6,2% в год и достиг почти 107тыс.т в 2019 году.

Около половины всего спроса на титан приходится на дорогостоящие аэрокосмические приложения, а 10-летний непрерывный рост объема авиаперевозок в период 2010-2019 гг. Способствовал увеличению объемов производства коммерческих авиалайнеров. Однако ситуация внезапно изменилась в первом квартале 2020 года после вспышки пандемии коронавируса Covid-19, и теперь коммерческая авиация и аэрокосмическая промышленность переживают период беспрецедентных краткосрочных потрясений и неопределенности. Многие операторы авиакомпаний по всему миру столкнулись со значительными финансовыми проблемами в результате сокращения авиаперелетов, и снижение прибыли, вероятно, будет иметь последствия как для существующих, так и для будущих заказов на воздушные суда, что может повлиять на планы наращивания производства и, соответственно, , спрос на аэрокосмические материалы, такие как титановые сплавы.

Цепочка поставок металлического титана географически сконцентрирована. Производство губчатого титана ограничено Россией, Японией, Казахстаном, Китаем, США, Украиной, Индией и, совсем недавно, Саудовской Аравией, хотя только на Россию, Японию и Китай приходится более трех четвертей мирового производства. Производство титановых слябов и слитков сконцентрировано аналогичным образом: Китай, США, Россия и Япония владеют почти 90% плавильных мощностей в 2019 году. Также существует высокая степень интеграции в производство прокатной продукции.Географическое распределение и ограниченное количество участников отрасли частично отражает историю применения титана в военных и авиационных целях, а также технические проблемы и высокие барьеры для выхода на рынок, связанные с его производством, особенно для аэрокосмических сортов, требующих отраслевой квалификации для использования.

Металлический титан является стратегическим сырьем, которое, помимо использования в ключевых отраслях промышленности, таких как коммерческая авиакосмическая промышленность, требуется для военных программ, таких как истребитель F-35 Joint Strike Fighter.Титан включен в список минеральных ресурсов Министерства внутренних дел США, которые считаются критически важными для экономической и национальной безопасности, а в 2019 году Министерство торговли США исследовало потенциальный риск для национальной безопасности, связанный с импортом титановой губки. Получив рекомендации министерства, президент Трамп поручил министру обороны США принять меры по расширению доступа к губке и поддержке внутреннего производства для удовлетворения потребностей национальной обороны, хотя никаких прямых действий в отношении импорта предприниматься не будет.

В настоящее время подавляющее большинство металлического титана производится с использованием традиционных технологий производства, плавления губки и лома для производства слябов и слитков, которые перерабатываются в различные формы прокатных изделий, а затем разрезаются и обрабатываются на детали. Однако продолжающийся прогресс в области аддитивного производства вызывает повышенный интерес к прямому производству компонентов сложной формы из порошка или проволоки, что может значительно снизить потери материала во время производства деталей.

Ожидается, что использование аддитивного производства в ключевых отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, будет быстро расти в течение прогнозируемого периода, потенциально сдерживая общий рост спроса, поскольку соотношение закупок титана к полетам постепенно снижается. И наоборот, по мере того, как процесс становится более распространенным и рентабельным, снижение затрат на материалы может привести к расширению использования титана на нишевых рынках, таких как автомобильный сектор, где превосходные характеристики прочности металла желательны, но стоят дорого. в настоящее время непомерно.

Специалисты Roskill ответят на ваши вопросы…
  • Каковы возможные последствия пандемии Covid-19 для рынка металлического титана?
  • Какие последние тенденции в международной торговле?
  • Будет ли существующая емкость по производству губки достаточной для удовлетворения долгосрочных требований?
  • В какой степени аддитивные технологии производства могут повлиять на спрос на титан?
  • Каковы перспективы для аэрокосмического, промышленного, медицинского и потребительского рынков и какие будут главные драйверы спроса?
Подпишитесь сейчас и получите:
  • Подробный отчет с десятилетними прогнозами спроса, предложения и цен
  • Доступ к отчету через Roskill Interactive для до 5 пользователей
  • Ежеквартальные обновления, чтобы держать вас в курсе о нашем последнем обзоре отрасли
  • Доступ к специалистам Roskill по ключевым рыночным запросам
  • Возможность загрузки таблиц и графиков из отчета
  • Резюме основных результатов отчета в PowerPoint

Раскрытие красочного потенциала титана

В новом методе окраски титана, разработанном Грегори Еркевичем, профессором химического факультета Королевского университета, используется электрохимический раствор для производства цветного титана, улучшенный по сравнению с более старым, трудоемким и дорогостоящим методом, в котором для создания цветного слоя использовалось тепло. .Предоставлено: Королевский университет.

Новый рентабельный процесс окраски титана может быть использован при производстве продукции от спортивного инвентаря до контейнеров для ядерных отходов с цветовой кодировкой.

«В новом методе для производства цветного титана используется электрохимический раствор, улучшенный по сравнению с более старым, трудоемким и дорогостоящим методом, когда для создания цветного слоя использовалось тепло», — говорит Грегори Еркевич, профессор кафедры химии.

Новую технику доктора Еркевича можно точно настроить для получения более 80 различных оттенков основных цветов. Кроме того, окрашенный титан, полученный новым методом, долгие годы не имеет трещин и остается стабильным.

Цветной титан может использоваться в производстве предметов повседневного обихода, таких как оправы для очков, ювелирные изделия, клюшки для гольфа и высокопроизводительные велосипеды.

Отрасли промышленности, включая здравоохранение, авиацию и вооруженные силы, могут использовать эту технологию для создания таких предметов, как хирургические инструменты с цветовой кодировкой, ярко окрашенные детали самолетов и малозаметные подводные лодки, сделанные из синего титана.


Исследователи разработали без примесей процесс литья под давлением титановых деталей.
Предоставлено Королевский университет

Ссылка : Раскрытие красочного потенциала титана (28 июня 2011 г.) получено 29 ноября 2020 с https: // физ. org / news / 2011-06-titanium-possible.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Самые яркие и заметные цвета

Самые яркие цвета, доступные в Интернете, — это самые насыщенные цвета.Это просто цвета в правом верхнем углу палитры цветов.

  1. Красный (шестигранный # FF0000)
  2. Оранжевый (# FFC000)
  3. Желтый (# FFFC00)
  4. Зеленый (# FF0000)
  5. Голубой (# 00FFFF)
  6. пурпурный (# FF0000)

Но не все цвета могут достичь такой яркости. Давайте посмотрим на те, которые могут.

Самый яркий цвет среди ярких цветов

Что делать, если вы хотите использовать самый яркий цвет из всех самых ярких цветов.Например, если вы хотите, чтобы ваша инфографика выделялась в ленте Facebook или в ленте миниатюр видео Youtube? Могли бы вы «засветить» все остальные яркие цвета? Да.

Самый яркий цвет на вашем экране (или в любом другом месте) зависит от источника света. Прямо сейчас вы, скорее всего, смотрите на OLED-экран — например, iPhone или MacBook. Самый яркий цвет света OLED — желтый, граничащий с зеленым. Вот насколько яркими (технический термин «интенсивность» или «насыщенность») цвета могут быть на OLED-экране.Вы можете сразу увидеть, что синий цвет, например, никогда не может быть таким ярким, как желтый. Любой зеленый цвет ярче синего, но тусклее желтого.

Ось Y — интенсивность, ось X — длина волны (волна, которая попадает на сетчатку, когда вы смотрите на этот цвет)

Что все это значит для вас? Это означает, что если вы поделитесь инфографикой с ярко-желтым фоном, люди заметят ее первыми даже в море другой инфографики, которая не является желтой.

Если вы разрабатываете приложение, желтая миниатюра облегчит поиск приложения на экране iPhone, заполненном другими приложениями, кроме желтого.

Итак, пока вы смотрите на экран, подобный тому, на который смотрите сейчас, желтый будет самым ярким цветом, который вы видите. Цвет, наиболее близкий к желтому, — это цвет целевой страницы Snapchat и Pingdom. Обратите внимание, что из-за того, что этот желтый цвет невероятно яркий, единственными дополнительными цветами являются черный и белый.

Что делать, если вы хотите ярко-синий. Блюз обычно имеет низкую интенсивность. Интенсивность каждого цвета ограничена. Синий более ограничен, чем зеленый.Желтый — наименее ограниченный из всех.

Как использовать яркие цвета, чтобы привлечь внимание

Давайте посмотрим на инфографику с максимально ярким цветом фона.

Как твои глаза? Еще не больно? Но это привлекло ваше внимание, правда? Но, наверное, многовато. Отправим взгляд в отпуск — смотрите ниже.

Здесь не так интересно, но теперь вы действительно можете читать.

Так что выбирать между двумя цветами? Нет.У вас могут быть оба варианта: поделиться яркой цветной графикой в ​​социальных сетях и разместить в блоге удобочитаемую ненасыщенную версию, которую люди смогут прочитать.

Вы можете изменить цвет одним щелчком мыши в Adioma, создателе инфографики, который я использую.

Автор Анна Виталь

Основатель Adioma и дизайнер информации

6 фактов о титане

Названный в честь колоссальных титанов греческой мифологии, титан является самым прочным металлом на Земле в соотношении фунт за фунтом.Хотя это не дефицитный металл, он стоит дорого из-за затрат на его добычу и производство. Возможно, вы слышали о титановых клюшках для гольфа или титановых подводных лодках, но знаете ли вы, что в белой глазури для торта есть титан? Вот шесть интересных фактов об известном прочном металле.

1. «Богоподобный» металл не выковывали до 20 века

Еще в 1791 году британский минералог-любитель и пастор церкви Уильям Грегор зачерпнул любопытный черный песок в ручье недалеко от города Корнуолл.Часть песка была магнитной, что, как определил Грегор, было оксидом железа, но другой материал оставался загадкой. Это наверняка был еще один оксид, но не тот, который входит в списки Королевского геологического общества.

Немецкий химик Мартин Генрих Клапрот повторно открыл необычный оксид в 1795 году и дал ему мифологическое название оксид титана в честь божеств, предшествовавших олимпийцам в греческой мифологии

Несмотря на то, что чистый титан был открыт в конце 18 века, чистый титан не был изолирован от его оксида до 1910 года, когда американский химик Мэтью Хантер, работавший в General Electric, придумал, как отделить серебристый металл от оксида при высоких температурах и давление в герметичной «бомбе».«

Объявление

2. Он невероятно легкий и прочный

Титановые сплавы (смеси титана и других металлов) имеют самое высокое отношение прочности к весу среди всех металлов на планете. Чистый титан прочен, как сталь, но на 45 процентов легче.

Впечатляющее соотношение прочности и веса титана

сделало титановые сплавы незаменимыми материалами для авиационных двигателей и корпусов, ракет, ракет — любого применения, где металлические компоненты должны быть как можно более прочными и легкими.

Airbus A380, самый большой пассажирский самолет в мире, содержит 77 тонн (70 метрических тонн) титана, в основном в его мощных двигателях.

Благодаря металлургическому нововведению 1930-х годов, названному «процесс Нокса», промышленная ковка титана в 1940-х и 1950-х годах пошла полным ходом. Первое применение было в военных самолетах и ​​подводных лодках (как американских, так и российских), а затем в коммерческих самолетах в 1960-х годах.

Объявление

3.Титан не ржавеет

Коррозия — это электрохимический процесс, который со временем медленно разрушает большинство металлов. Когда металлы подвергаются воздействию кислорода в воздухе или под водой, кислород захватывает электроны, создавая то, что мы называем «оксидами» металлов. Один из наиболее распространенных коррозионных оксидов — оксид железа, он же ржавчина.

Но не все оксиды подвергают основной металл коррозии. Когда титан контактирует с кислородом, он образует тонкий слой диоксида титана (TiO2) на своей поверхности.Этот оксидный слой фактически защищает нижележащий титан от коррозии, вызываемой большинством кислот, щелочей, загрязнениями и соленой водой.

Природные антикоррозионные свойства титана делают его идеальным материалом не только для самолетов, но и для подводных компонентов, которые подвергаются воздействию высококоррозионной соленой воды. Судовые гребные винты почти всегда изготавливаются из титана, как и внутренние балластные и трубопроводные системы корабля, а также бортовое оборудование, подверженное воздействию морской воды.

Объявление

4.Титан живет в частях тела, от головы до пят

Тот же самый тонкий слой диоксида титана, который защищает титан от коррозии, также делает его самым безопасным материалом для имплантации в человеческое тело. Титан полностью «биосовместим», что означает, что он нетоксичен, не вызывает аллергии и даже может сливаться с тканями и костями человека.

Титан — предпочтительный хирургический материал для имплантатов костей и суставов, черепных пластин, корней зубных имплантатов, штифтов для искусственных глаз и ушей, сердечных клапанов, сращений позвоночника и даже уретральных дефектов.Исследования показали, что титановые имплантаты заставляют иммунную систему организма вырастать костную ткань непосредственно на титановой поверхности — процесс, называемый остеоинтеграцией.

Другая причина, по которой титан используется для замены тазобедренного сустава и штифтов при переломах костей, заключается в том, что титан имеет знаменитое высокое отношение прочности к весу, которое делает имплантаты легкими, а также демонстрирует такую ​​же эластичность, как человеческая кость.

Объявление

5. Качели в гольф-клубах и другом спортивном инвентаре

По мере того, как в конце 20-го века цена на чистый титан упала, производители начали искать новые коммерческие применения для этого чудо-металла. Легкость титана сделала его идеальным для использования в спортивных товарах.

Самые первые титановые клюшки для гольфа появились в магазинах в середине 1990-х, в том числе гигантский гонщик из Каллавея, известный как Great Big Bertha. Клюшки были дорогими по сравнению со стальными или деревянными драйверами, но их успех побудил других производителей спортивных товаров заняться титаном.

Теперь вы можете найти титан в любом спортивном инвентаре, где вес, прочность и долговечность являются ключевыми: теннисные ракетки, клюшки для лакросса, лыжи, велосипедные рамы, бейсбольные биты, походное и альпинистское снаряжение, походное снаряжение и даже подковы для профессиональных скаковых лошадей. .

Объявление

6. Белая краска (и глазурь для торта) содержат титан

Только 5 процентов из 6,3 миллиона тонн (5,7 миллиона метрических тонн) титана, производимого каждый год, выковано в металл. Подавляющее большинство из них превращается в диоксид титана, тот же материал, который естественным образом защищает титан от коррозии. Диоксид титана используется во всем мире в качестве нетоксичного отбеливающего пигмента для красок, косметики, лекарств и продуктов питания, включая глазурь для белого торта.

Белая краска раньше окрашивалась пигментом на основе свинца, но как только стало известно о влиянии свинца на здоровье, преобладал диоксид титана. Оказывается, пигменты на основе титана обладают некоторыми классными свойствами.

Маляры выбирают белые краски на основе титана, потому что они обладают антикоррозийными свойствами и служат дольше. Оксид титана обладает чрезвычайно высокой преломляющей способностью, придавая ему естественный блеск больше, чем у алмаза, и дает особенно яркий оттенок белого. Оксид титана также отражает инфракрасный свет, поэтому краски на основе титана всегда используются на внешней стороне солнечных обсерваторий для рассеивания инфракрасного света, который размывает изображения.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.