Титан - материал будущего

 
Здравствуй, друг, зашедший на наш сайт! Сегодня мы поговорим о титане: его производстве, применении и ценности.
 
 
Титан часто называют металлом будущего. Однако можно с уверенностью сказать, что он уже стал металлом настоящего. Названный в честь царицы эльфов Титании, чудо-металл удивительно прочен и устойчив. Титан широко применяется в аэрокосмической сфере, нефтехимии, автомобилестроении, машиностроении, медицине и архитектуре.
Титан - один из самых распространенных на Земле, находится на девятом месте по распространенности в природе. По многим характеристикам, прежде всего по коррозионной стойкости он превосходит подавляющее большинство металлов и сплавов. 
Велосипедный бизнес этот материал также не обошел стороной, но ввиду крайне высокой стоимости титана, распространен не повсеместно. Наша компания привносит свой вклад в развитие индустрии, производя прочнейшие болты для втулок и шатунов.
 
Неизвестный металл
 
В 1790 году английский минералог-любитель У.Грегор обнаружил в магнитной фракции песков местечка Менакан (Англия) окись неизвестного металла, которую назвал  “менакином” (от минерала менаканит). Сейчас минерал, в котором был обнаружен этот металл, называют ильменитом. В 1795 году немецкий химик Клапрот в красных песках, привезенных из Венгрии, содержащих другой минерал - рутил, вновь открыл окись неизвестного металла и назвал его “титаном”. Позже Клапрот установил, что рутил и ильменит содержали окиси одного и того же элемента. Однако ни Грегор, ни Клапрот не смогли получить чистый металлический титан. Потребовалось более ста лет, чтобы получить элементарный титан. В 1910 году американский химик М.Хантер получил титан с чистотой в 99%. Однако всего 0.2%-0.5% примесей делали титан хрупким, непрочным, негодным к механической обработке. Ученые того времени присвоили титану нелестное звание металла, абсолютно непригодного для использования. И только в 1925 году нидерландцам ван Аркелю и де Буру удалось получить титан чистотой 99.9%. В этом виде титан являлся пластичным, ковким металлом, который можно было прокатывать в листы, ленту или проволоку и даже в очень тонкую фольгу. Сегодняшний титан - серебристо-белый прочный металл (в 4 раза прочнее железа и меди), легкий (почти вдвое легче железа), тугоплавкий, устойчив к коррозии. Титан не окисляется на воздухе и в морской воде. Температура плавления 1168 градусов по Цельсию.
 
Источники Титана
 
Среднее содержание титана в земной коре составляет 0.45%. На сегодня известно около 70 минералов титана, в которых он находится в виде оксида или солей титановой кислоты. В свободном виде не встречается, концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Главными источниками титана являются минералы ильменит, рутил и титанит. В меньшей степени – лейкоксен (продукт изменения рутила), анатаз, брукит и титаномагнетит. Основные запасы титановых руд в мире сосредоточены в магматических месторождениях (70%). Значительное количество титановых минералов накапливается в россыпях (20% мировых запасов) и в коре выветривания коренных месторождений (10%). Это связано с тем, что минералы титана очень устойчивы и образуют крупные концентрации в россыпях.
Россия занимает второе место в мире, после Китая, по запасам титана. Минерально-сырьевую базу титана Росси составляют 20 месторождений (11 основных и 9 россыпных). Большинство месторождений, из которых получают титан, - комплексные. Наряду с титаном из них извлекают железо, ванадий, цирконий, скандий, фосфор. Титановое сырье в России практически не добывают, потребность в нем удовлетворяется за счет импорта из-за рубежа.
 
ПРИМЕНЕНИЕ ТИТАНА
 
Металлический титан, обладая уникальными свойствами, широко применяется в самых различных областях науки и техники. Добыча титанового сырья в мире составляет около 6 миллионов тонн и постоянно увеличивается. Первое место устойчиво занимает Австралия, за ней, с переменным успехом, следуют ЮАР, Китай и Канада. Главный потребитель титана – аэрокосмическая отрасль. Из титановых сплавов в самолетах изготавливают: элероны, панели и поворотные узлы крыльев, стенки лонжеронов, кронштейны, рули, решетки клина, каналы воздухозаборника, трубопроводы, шпангоуты, предзакрылки и закрылки, гидросистемы, крепеж и ряд других деталей. Титан – важнейший металл и в ракетостроении.
В СССР в период “гонки вооружений” с затратами особо не считались. В конце 1970х годов едва ли не весь годовой объем производства советского титана ушел на один проект – создание ядерной подводной лодки, где в качестве основного конструкционного материала использовался титан. Результат – экономия трети массы, глубоководность, немагнитность и самая большая скорость под водой.
Титановые пластины используются в бронежилетах. Вес легкого бронежилета – 4 килограмма, тяжелого – 10,5. Пятимиллиметровые титановые пластины надежно защищают от пистолетных и ружейных пуль.
Титан применяется и в “мирных” профессиях. Несколько веков крыши зданий в Париже и в других городах Европы покрывались листовым цинком. В конце шестидесятых годов прошлого века был создан сплав цинк-титан, по своим свойствам превосходящий цинк. Этот новый сплав особенно успешно применяется в нестандартных конструкциях (шпили, купола и т.д.).
Титан не отторгается человеческим организмом, поэтому его широко применяют в медицине. Титан также востребован в электротехнике, двуокись титана входит в состав тугоплавких стекол и керамических материалов. Из титана делают опоры морских буровых платформ, корпуса компьютеров. Диоксид титана широко используется для производства красок. Титановые белила отличаются большой экономичностью, отражательной способностью, стойкостью к воздействию сероводорода и биологической безопасностью. Диоксид титана используется и в производстве резины, бумаги, пластиков и др. Достаточно успешно титан осваивают и ювелиры. Можно без преувеличения сказать, что титан – широко востребованный в народном хозяйстве элемент и проще перечислить сферы, в которых он не применяется.
 
ТИТАН – УДОВОЛЬСТВИЕ НЕ ИЗ ДЕШЕВЫХ
 
Почему же этот уникальный металл, отвечающий, казалось бы, всем требованиям ”металл века”, так медленно находит “новые места работы”? Объясняется все просто: высокая стоимость производства. Исходным материалом для получения титана служит его природный диоксид со сравнительно небольшим количество примесей. Обычно это рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире невелики, и чаще применяеют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титаного шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун) , а оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом. Полученное в процессе этих методов сырье называют “титановой губкой”.  Ее переплавляют и очищают, а затем рафинируют титан иодидным способом или электролизом. И только после этого для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.
Титан – металл дорогой. Высокая цена – следствие чрезвычайной сложности извлечения титана из руд. Если принять его стоимость в концентрате за единицу, то стоимость готовой продукции – титанового листа – в сотни раз больше. На сегодняшний день титан - металл, доступный в технологическом плане странам, который в определенной степени определяет уровень экономического развития государства и его обороноспособности.
 
LifeStyle - только лучшие материалы, самый качественный стафф
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить