โลหะรายละเอียด: ไทเทเนี่ยมคุณสมบัติและลักษณะ

ไทเทเนี่ยมเป็นโลหะทนแรงกระแทกและมีน้ำหนักเบา โลหะผสมของไททาเนียมมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมการบินและอวกาศ แต่เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์มากมายของพวกเขานอกจากนี้ยังใช้ในทางการแพทย์เคมีและการใช้งานทางทหารเช่นเดียวกับในสินค้ากีฬา

คุณสมบัติ:

• สัญลักษณ์อะตอม: Ti
• จำนวนอะตอม: 22
• หมวดหมู่รายการ: Transition Metal
• ความหนาแน่น: 4. 506 / cm3
• จุดหลอมเหลว: 3034 ° F (1668 ° C )
• จุดเดือด: 5949 ° F (3287 ° C)

• ความแข็งของ Moh: 6

ลักษณะ:

โลหะผสมที่มีไททาเนียมเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความแข็งแรงสูงมีน้ำหนักเบาและทนทานต่อการกัดกร่อน

แม้ไทเทเนียมแข็งแรงพอเหล็กเหล็กไททาเนียมมีน้ำหนักเบากว่า 40% ซึ่งพร้อมกับความต้านทานต่อการเกิดโพรงอากาศและการกัดกร่อนทำให้โลหะโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับวิศวกรด้านอวกาศ

ไททาเนียมยังทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำและสารเคมี โดยการสร้างไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) บาง ๆ บนผิวของมันซึ่งเป็นสิ่งที่ยากสำหรับวัสดุเหล่านี้ในการเจาะ

โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำหมายความว่าไทเทเนี่ยมยังไม่ยืดหยุ่นมาก แต่กลับไปสู่รูปทรงเดิมหลังจากดัดงอส่งผลให้รูปร่างของหน่วยความจำมีความสำคัญมากขึ้น

ไททาเนียมเป็นสารที่ไม่เป็นแม่เหล็กและสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพ (ปลอดสารพิษไม่มีภูมิแพ้) ซึ่งนำไปสู่การใช้งานที่เพิ่มมากขึ้นในด้านการแพทย์

ประวัติ:

การใช้โลหะไททาเนียมในรูปแบบใด ๆ ที่เกิดขึ้นเฉพาะภายหลังสงครามโลกครั้งที่สองเท่านั้น

ในความเป็นจริงไททาเนียมไม่ได้ถูกแยกออกเป็นโลหะจนกระทั่งนักเคมีชาวอเมริกัน Matthew Hunter ผลิตสารนี้โดยการลดไทเทเนตเตทคลอไรด์ (TiCl4) กับโซเดียมในปี 1910; วิธีการนี้เรียกว่ากระบวนการของ Hunter

การผลิตเชิงพาณิชย์ไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่ง William Justin Kroll แสดงให้เห็นว่าไททาเนียมสามารถลดลงได้จากคลอไรด์โดยใช้แมกนีเซียมในทศวรรษที่ 1930

กระบวนการ Kroll ยังคงเป็นวิธีการผลิตที่สำคัญที่สุดในเชิงพาณิชย์มาจนถึงทุกวันนี้

หลังจากที่มีการพัฒนาวิธีการผลิตที่มีประสิทธิภาพแล้วการใช้งานที่สำคัญครั้งแรกของไททาเนียมคือในเครื่องบินทหาร เครื่องบินโซเวียตและเรือดำน้ำโซเวียตและเรือดำน้ำของ Mike Class และ USAF F100 Super Saber และ Lockheed A-12 ที่ออกแบบมาในยุค 50 และ 1960 เริ่มใช้ไทเทเนียมอัลลอยด์ ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 ไททาเนียมอัลลอยด์เริ่มใช้โดยผู้ผลิตเครื่องบินพาณิชย์เช่นกัน

ด้านการแพทย์โดยเฉพาะทันตกรรมรากฟันเทียมและการทำเทียมช่วยกระตุ้นให้ไทเทเนียมมีประโยชน์หลังจากการศึกษาของแพทย์สวีเดน Per-Ingvar Brånemarkย้อนหลังไปถึงปี 1950 แสดงให้เห็นว่าไททาเนียมไม่ก่อให้เกิดการตอบสนองต่อระบบภูมิคุ้มกันในมนุษย์ทำให้โลหะเข้าสู่ร่างกายของเราได้ กระบวนการที่เขาเรียกว่า

osseointegration

การผลิต: แม้ว่าไทเทเนี่ยมเป็นธาตุโลหะที่พบมากที่สุดในโลกสี่ส่วน (หลังอลูมิเนียมเหล็กและแมกนีเซียม) การผลิตโลหะไททาเนียมมีความไวต่อการปนเปื้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากออกซิเจน การพัฒนาและค่าใช้จ่ายสูง

แร่หลักที่ใช้ในการผลิตไททาเนียมหลักคือ ilmenite ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 90% ของการผลิตและ rutile ซึ่งมีสัดส่วนเหลืออีก 10%

ประมาณ 6 ล้านตันของแร่ไททาเนียมที่ผลิตในปีพ. ศ. 2553 แม้ว่าจะมีเพียงเล็กน้อย (ประมาณ 5%) ของไททาเนียมที่ผลิตในแต่ละปีในท้ายที่สุดจะกลายเป็นโลหะไททาเนียม แต่ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ซึ่งเป็นผงสีขาวที่ใช้ในสียาอาหารและเครื่องสำอาง

ในขั้นตอนแรกของกระบวนการ Kroll แร่ไททาเนียมถูกบดและให้ความร้อนด้วยถ่านหินโคเคนในบรรยากาศคลอรีนเพื่อผลิตไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ (TiCl4) คลอไรด์จะถูกจับและถูกส่งผ่านคอนเดนเซอร์ซึ่งจะเป็นของเหลวไทเทเนียมคลอไรด์ที่บริสุทธิ์กว่า 99%

ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์จะถูกส่งไปยังภาชนะที่มีแมกนีเซียมหลอมละลาย เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนออกซิเจนนี้จะทำให้เฉื่อยผ่านการเพิ่มก๊าซอาร์กอน

ในระหว่างกระบวนการกลั่นที่เกิดขึ้นซึ่งอาจใช้เวลาหลายวันเรือจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 1832 ° F (1000 ° C) แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับไททาเนียมคลอไรด์ปอกคลอไรด์และผลิตธาตุไทเทเนียมและแมกนีเซียมคลอไรด์

ไทเทเนียมที่เป็นเส้นใยที่ผลิตขึ้นจึงเรียกว่าไทเทเนียมฟองน้ำ ในการผลิตโลหะผสมไททาเนียมและแท่งไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงไทเทเนียมฟองน้ำสามารถหลอมด้วยองค์ประกอบอัลลอยต่างๆได้โดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอนพลาสมาหรือการหลอมของสูญญากาศอาร์ก

ด้วยความหวังในการลดต้นทุนการสกัดของไทเทเนียมกระบวนการผลิตไฟฟ้าและกระบวนการอื่น ๆ ในการผลิตโลหะไททาเนียมยังคงมีการวิจัยอย่างต่อเนื่อง

เนื่องจากลักษณะเชิงกลยุทธ์สถิติเกี่ยวกับการผลิตโลหะไทเทเนียมอาจเป็นเรื่องยากที่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตามคาดว่าการผลิตฟองน้ำไททาเนียมทั่วโลกจะมีประมาณ 150,000 ตันในปี 2553 ประเทศผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดคือจีนญี่ปุ่นรัสเซียคาซัคสถานและสหรัฐอเมริกา ผู้ผลิตไทเทเนียมฟองน้ำขนาดใหญ่ ได้แก่ VSMPO (Russia), Titanium Metals Corp. (USA), RTI Intl. (ประเทศจีน), ลั่วหยาง Sunrui Wayi ไทเทเนี่ยม จำกัด (ประเทศจีน) และโอซาก้า Titanium เทคโนโลยี จำกัด (ประเทศญี่ปุ่น)

การใช้งาน:

โลหะผสมไททาเนียมใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรมต่อไปนี้

การบินและอวกาศ

การแพทย์

• การแพทย์> สินค้ากีฬา
• ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาเครื่องบิน ผู้ผลิตได้หันไปใช้ไททาเนียมเป็นส่วนประกอบโครงสร้างสำคัญมากขึ้น จากการใช้ครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 ปริมาณไททาเนียมเฉลี่ยในสายการบินพาณิชย์ของโบอิ้งเพิ่มขึ้นจากประมาณ 2% ของน้ำหนักตัวไปเป็นประมาณ 15% อ่านต่อ …
• แหล่งที่มา:
• วิดีโอ TIMET: กระบวนการ Krollมีอยู่ในเว็บไซต์สมาคม Titanium นานาชาติ: // www. ไทเทเนียม. org
• การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา: ไทเทเนี่ยม // minerals. USGS gov / แร่ธาตุ / ผับ / สินค้าโภคภัณฑ์ / ไทเทเนียม /

วัลแคนทอม 2010

ไทเทเนียม: โลหะของพระเจ้า

Hardassetinvestor ดอทคอม
ติดตาม Terence บน Google+