Реферат: Титан

Т и т а н

Реферат по химии

Выполнил уч. 11-Г класса гимназии№115 г. Уфы

2001 г.
Из истории открытия титана

Вряд ли можно найти еще один такой металл, история открытияи изучения которого была бы так полна драматических событий, ошибок изаблуждений, как история титана.

Первооткрывателем титана считается 28-летний английскиймонах Уильям Грегор. В 1790г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание нараспространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Англии и принялся его исследовать. Впеске священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегосяобыкновенным магнитом. Будучи минералогом-любителем и имея свою небольшуюминералогическую лабораторию, Грегор произвел с этиммагнитным минералом несколько опытов: растворил его сначала в соляной, затем всерной кислоте, упарил раствор и получил белый порошок, который при прокалкежелтел, а при спекании с углем приобретал голубой цвет. Исследованное природноеобразование черного цвета Грегор принял за новый,неизвестный ранее минерал, а выделенный из него белый порошок – за новыйэлемент. Минералу и элементу дали название по местности, где они были найдены:минерал «менакэнит» и элемент «менакин». По сегодняшнимпредставлениям «менакэнит» был смесью ильменита

(FeTiO3) и магнетита (FeTiO3´nFe3O4), а белый порошок «менакин» – диоксидом титана.

В 1795 г.

немецкийисследователь-химик Мартин Генрих Клапрот,изучая рутил, выделил из него диоксид нового металла – белый порошок, похожийна описанный ранее Грегором. И хотя до получениячистого металла было еще очень далеко – почти полтора столетия, Клапрот известил мир об открытии нового металла, которомудал название «титан». Но почему титан? Вопреки распространенному в те временаправилу французских химиков во главе с Лавуазье – присваивать новым элементам исоединениям имена, отражающие их свойства, у Клапротабыл свой принцип. По поводу присвоения новому элементу названия «титан»Клапрот в 1795 г. писал: «Для вновь открываемогоэлемента трудно подобрать название, указывающее на его свойства, и я нахожу,что лучше всего подбирать такие названия, которые ничего не говорили бы освойствах и не давали бы таким образом повода для превратных толковании. Всвязи с этим мне захотелось для данной металлической субстанции подобрать, также как и для урана, имя из мифологии: поэтому я называю новый металлическийосадок титаном, в честь древних обитателей Земли» (Цит. по: Николаев Г. И.Металл века. М.: Металлургия. 1982). Это название стало поистинепророческим. Мифические жители – титаны, сыновья богини Земли Геи и бога небаУрана, были огромными, сильными, стойкими, добрыми, бессмертными существами,покорителями огня, земных просторов и недр, морей, рек и гор. И открытый металлоказался одним из самых твердых, крепких, стойких. Но чтобы познать всезамечательные свойства нового металла и использовать их для своего блага,человечеству потребовалось еще более 150 лет.

Ни один конструкционный металл не знал такой длительнойистории исследований, как титан. Первые попытки выделить чистый материалзаканчивались неудачно. Исследователи получали металл с высоким содержаниемпримесей кислорода, азота, серы, фосфора, водорода и др., в результате чего,выделенный металл был весьма хрупким и признавался бесполезным для дальнейшегоиспользования. Чистый титан (содержание примесей менее 0,1%) впервые былполучен в 1875 году русским ученым Д.К. Кирилловым, но его работа осталасьнезамеченной. Полученный в 1925 г. Ван Аркелем и деБуром иодидным методом чистейший титан оказалсяпластичным и технологичным металлом со многими ценными свойствами, которыепривлекли к нему внимание широкого круга конструкторов и инженеров. В 1940 г. Кролль предложил магниетермическийспособ извлечения титана из руд, который является основным и в настоящее время.В 1947 г. были выпущены первые 45 кг технически чистого титана. Стоимость его,конечно, была баснословно высокой – 10 долл. за 1 кг, т. е. этот новыйконструкционный материал был во много раз дороже железа, алюминия, магния.(Интересно, что стоимость технически чистого титана сегодня приблизительнатакая же: 11 долл. за 1 кг, а стоимость сплавов титана достигает 15 долл. за 1кг). Тем не менее выпуск металлического титана осуществлялся такими гигантскимитемпами, каких не знало никакое другое металлургическое производство. Перваяпромышленная партия титана массой 2 т была получена в 1948 г., и этот годсчитается началом практического применения титана. Мировое производство титана(без СССР) за период с 1953 г. по 1996 г возросло более чем в 30 раз. Производство титана в нашейстране началось в 1950 г. и нарастало довольно быстро. В 1960-1990 гг. в СССРбыло создано крупнейшее в мире производство титана и его сплавов. В конце 80-хгодов объем промышленного производства титана в СССР превышал объем егопроизводства во всех остальных странах мира вместе взятых.

Свойстватитана

В периодической системе элементов Менделеева титан имеетпорядковый номер 22. Атомная масса природного титана, вычисленная порезультатам исследований его изотопов, составляет 47,926. Итак, ядронейтрального атома титана содержит 22 протона. Количество же нейтронов, т. е.нейтральных незаряженных частиц, различно: чаще 26, но может колебаться от 24до 28. Поэтому и число изотопов титана различно. Всего сейчас известно 13изотопов элемента № 22. Природный титан состоит из смеси пяти стабильных изотопов,наиболее широко представлен титан-48, его доля в природных рудах 73,99%. Есть вприроде также изотопы с массовыми числами 46, 47, 49 и 50. Среди радиоактивныхизотопов титана самый долгоживущий – титан-44 с периодом полураспада около 1000лет.

Кроме естественных, титан может иметь и целый рядискусственных изотопов, получаемых с помощью его радиоактивного облучения. Некоторыеиз них сильнорадиоактивные, с различными сроками полураспада.

Вокругположительно заряженного ядра титана на четырех орбитах располагаются электроны: на К – два электрона, на L–восемь, на М –10, на N – два. С орбит N и Матом титана может свободно отдавать по два электрона. Таким образом, наиболееустойчивый ион титана – четырехвалентный. Пятый электрон с орбиты М «вырвать» невозможно, поэтому титан никогдане бывает больше чем четырехвалентным ионом. В то же время с орбит N иМ атом титана может отдавать не четыре, а три, два или один электрон. Вэтих случаях он становится трех-, двух- или одновалентным ионом.

В периодической системе элементов Менделеева титанрасположен в группе

IVВ, в которую, кроме него, входятцирконий, гафний, курчатовий. Элементы данной группыв отличие от элементов группы углерода (IVА)обладают металлическими свойствами. Хотя титан занимает самое верхнее место всвоей подгруппе, он является наименее активным металлическим элементом. Так,двуокись титана амфотерна, а двуокиси циркония игафния обладают слабо выраженными основными свойствами. Титан больше, чемдругие элементы подгруппы IVВ, близок к элементамподгруппы IVА – кремнию, германию, олову.Четырехвалентный титан отличается от кремния и германия большей склонностью кобразованию комплексных соединений различных типов, чем особенно сходен соловом. Титан и другие элементы подгруппы IVВочень близки по свойствам к элементам подгруппы IIIВ(группы скандия), хотя и отличаются от последних способностью проявлять большуювалентность. Сходство титана со скандием, иттрием, а также с элементамиподгруппы VВ – ванадием и ниобием выражается и втом, что в природных минералах титан часто встречается вместе с этимиэлементами.

Химическиесоединения титана

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. Образуеттитан не только простые, но и многочисленные комплексные соединения, известнонемало его соединений с органическими веществами.

Как видно изперечня соединений, в которых может участвовать титан, он химически весьмаактивен. И в то же время титан является одним из немногих металлов сисключительно высокой коррозионной стойкостью: он практически вечен в атмосферевоздуха, в холодной и кипящей воде, весьма стоек в морской воде, в растворахмногих солей, неорганических и органических кислотах. По своей коррозионнойстойкости 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 неподвержен коррозии. Почему же это происходит? Почему так активно, а нередко ибурно, со взрывами, реагирующий почти со всеми элементами периодическойсистемы титан стоек к коррозии? Дело в том, что реакций титана со многимиэлементами происходят только при высоких температурах. При обычных температураххимическая активность титана чрезвычайно мала и он практически не вступает вреакции. Связано это с тем, что на свежей поверхности чистого титана, кактолько она образуется, очень быстро появляется инертная, хорошо срастающаяся сметаллом тончайшая (в несколько ангстрем (1А=10-10м) пленка диоксидатитана, предохраняющая его от дальнейшего окисления. Если даже эту пленкуснять, то в любой среде, содержащей кислород или другие сильные окислители(например, в азотной или хромовой кислоте), эта пленка появляется вновь, иметалл, как говорят, ею «пассивируется»,

Рассмотрим несколько подробнее поведение чистого титана вразличных агрессивных средах. Противостоит титан и эрозионной коррозии,происходящей в результате сочетания химического и механического воздействияна металл. В этом отношении он не уступает лучшим маркам нержавеющих сталей,сплавам на основе меди и другим конструкционным материалам. Хорошопротивостоит титан и усталостной коррозии, проявляющейся часто в виденарушений целостности и прочности металла (растрескивание, локальные очагикоррозии и т. п.). Поведение титана во многих агрессивных средах, в таких, каказотная, соляная, серная, «царская водка» и другие кислоты и щелочи, вызываетудивление и восхищение этим металлом.

В азотной кислоте, являющейся сильным окислителем, вкотором быстро растворяются очень многие металлы,титан исключительно стоек. При любой концентрации азотной кислоты (от 10 до99%-ной), при любых температурах скорость коррозии титана не превышает 0,1–0,2мм/год. Опасна только красная дымящая азотная кислота, пересыщенная (20% иболее) свободными диоксидами азота: в ней чистый титан бурно, со взрывом,реагирует. Однако стоит добавить в такую кислоту хотя бы немного воды (1–2% иболее), как реакция заканчивается и коррозия титана прекращается.

В соляной кислоте титан стоек лишь в разбавленных еерастворах. Например, в 0,5%-ной соляной кислоте даже при нагревании до 100° Сскорость коррозии титана не превышает 0,01 мм/год, в 10%-ной при комнатнойтемпературе скорость коррозии достигает 0,1 мм/год, а в 20%-ной при 20° С–0,58мм/год. При нагревании скорость коррозии титана в соляной кислоте резкоповышается. Так, даже в 1,5%-ной соляной кислоте при 100° С скорость коррозиититана составляет 4,4 мм/год, а в 20%-ной при нагревании до 60° С – уже 29,8мм/год. Это объясняется тем, что соляная кислота, особенно при нагревании,растворяет пассивирующую пленку диоксида титана иначинается растворение металла. Однако скорость коррозии титана в солянойкислоте при всех условиях остается ниже, чем у нержавеющих сталей.

В серной кислоте слабой концентрации (до 0,5–1% ) титанстоек даже при температуре раствора до 50–95° С. Стоек он и в болееконцентрированных растворах (10–20%-ных) при комнатной температуре, в этихусловиях скорость коррозии титана не превышает 0,005–0,01 мм/год. Но сповышением температуры раствора титан в серной кислоте даже сравнительно слабойконцентрации (10–20%-ной) начинает растворяться, причем скорость коррозиидостигает 9–10 мм/год. Серная кислота, так же как и соляная, разрушает защитнуюпленку диоксида титана и повышает его растворимость. Ее можно резко понизить,если в растворы этих кислот добавлять определенное количество азотной,хромовой, марганцевой кислот, соединений хлора или других окислителей, которыебыстро пассивируют поверхность титана защитнойпленкой и прекращают его дальнейшее растворение. Вот почему титан практическиединственный металл, не растворяющийся в «царской водке»: в ней при обычныхтемпературах (10–20° С) коррозия титана не превышает 0,005 мм/год. Слабо корродирует титан и в кипящей «царской водке», а ведь вней, как известно, многие металлы, и даже такие, как золото, растворяются почтимгновенно.

Очень слабо корродирует титан вбольшинстве органических кислот (уксусной, молочной, винной), в разбавленныхщелочах, в растворах многих хлористых солей, в физиологическом растворе. А вотс расплавами хлоридов при температуре выше 375° С титан взаимодействует оченьбурно.

В расплаве многих металлов чистый титан обнаруживаетудивительную стойкость. В жидких горячих магнии, олове, галлии, ртути, литии,натрии, калии, в расплавленной сере титан практически не корродирует,и лишь при очень высоких температурах расплавов (выше 300–400° С) скорость егокоррозии в них может достигать 1 мм/год. Однако есть немало агрессивныхрастворов и расплавов, в которых титан растворяется очень интенсивно. Главный«враг» титана – плавиковая кислота

(HF). Даже в 1%-ном еерастворе скорость коррозии титана очень высока, а в более концентрированныхрастворах титан «тает», как лед в горячей воде. Фтор – этот «разрушающий все»(греч.) элемент – бурно реагирует практически со всеми металлами и сжигает их.Неможет противостоять титан кремнефтористоводородной и фосфорнойкислотам даже слабой концентрации, перекиси водорода, сухим хлору и брому,спиртам, в том числе спиртовой настойке йода, расплавленному цинку. Однакостойкость титана можно увеличить, если добавить различные окислители – такназываемые ингибиторы, например в растворы соляной и серной кислот – азотную ихромовую. Ингибиторами могут быть и ионы различных металлов в растворе: железо,медь и др.

В титан можно вводить некоторые металлы, повышающие егостойкость в десятки и сотни раз, например до 10% циркония, гафния, тантала,вольфрама. Введение в титан 20–30% молибдена делает, этот сплав настолькоустойчивым к любым концентрациям соляной, серной и других кислот, что он можетзаменить даже золото в работе с этими кислотами. Наибольший эффект достигаетсяблагодаря добавкам в титан четырех металлов платиновой группы: платины,палладия, родия и рутения. Достаточно всего 0,2% этих металлов, чтобы снизитьскорость коррозии титана в кипящих концентрированных соляной и серной кислотахв десятки раз. Следует отметить, что благородные платиноиды влияют лишь настойкость титана, а если добавлять их, скажем, в железо, алюминий, магний,разрушение и коррозия этих конструкционных металлов не уменьшаются.

Физическиеи механические свойства титана

Титан весьма тугоплавкий металл. Долгое время считалось, чтоон плавится при 1800° С, однако в середине 50-х гг. английские ученые Диардорф и Хейс установилитемпературу 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 основныхконструкционных металлов он стоит на первом месте:

Важнейшейособенностью титана как металла являются его уникальные физико-химическиесвойства: низкая плотность, высокая прочность, твердость и др. Главное же, чтоэти свойства не меняются существенно при высоких температурах.

Титан–легкийметалл, его плотность при 0° С составляет всего 4,517 г/см8, а при100° С – 4,506 г/см3. Титан относится к группе металлов с удельноймассой 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. Титанболее 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 поудельной плотности промежуточное положение между алюминием и железом, титан посвоим механическим свойствам во много раз их превосходит.

Каковы же эти свойства,которые позволяют широко использовать титан как конструкционный материал?Прежде всего прочность металла, т. е. его способность сопротивлятьсяразрушению, а также необратимому изменению формы (пластические деформации).Титан обладает значительной твердостью: он в 12 раз тверже алюминия, в 4раза–железа и меди. Еще одна важная характеристика металла – предел текучести.Чем он выше тем лучше детали из этого металла сопротивляются эксплуатационнымнагрузкам. Предел текучести у титана почти в 18 раз выше, чем у алюминия.Удельная прочность сплавов титана может быть повышена в 1,5–2 раза. Еговысокие механические свойства хорошо сохраняются при температурах вплоть донескольких сот градусов.

Чистый титанпригоден для любых видов обработки в горячем и холодном состоянии: его можноковать, как железо, вытягивать и даже делать из него проволоку, прокатывать влисты, ленты, в фольгу толщиной до 0,01 мм.

Интересноотметить, что титан долгие годы, вплоть до получения чистого металла,рассматривали как очень хрупкий материал. Связано это было с наличием в титанепримесей, особенно водорода азота, кислорода, углерода и др. Если увеличениесодержания кислорода и азота сразу сказывается на их механических свойствах, товлияние водорода более сложное и может проявляться не сразу, а в процессеэксплуатации изделия. Недооценка этого влияния при первых шагах применениятитана привела к серьезным авариям. Многочисленные случаи неожиданных хрупкихразрушений готовых титановых конструкций в авиации США даже стали причинойнекоторого кризиса в производстве титана в 1945–1955 гг. Сегодня же водородспециально вводят в титановые сплавы, как временный или постоянный легирующийэлемент. Это позволяет сильно упростить многие технологические операции приизготовлении титановых изделий (горячую обработку давлением, резание, сварку,формовку) и улучшить их свойства. При необходимости водород удаляют отжигом ввакууме.

Титан имеет ещеодно замечательное свойство – исключительную стойкость в условиях кавитации,т. е. при усиленной «бомбардировке» металла в жидкой среде пузырьками воздуха,которые образуются при быстром движении или вращении металлической детали вжидкой среде. Эти пузырьки воздуха, лопаясь на поверхности металла, вызываюточень сильные микроудары жидкости о поверхностьдвижущегося тела. Они быстро разрушают многие материалы, и металлы в томчисле, а вот титан прекрасно противостоит кавитации. Испытания в морской водебыстровращающихся дисков из титана и других металлов показали, что при вращениив течение двух месяцев титановый диск практически не потерял в массе. Внешниекрая его, где скорость вращения, а следовательно, и кавитация максимальны, неизменились. Другие диски не выдержали испытания: у всех внешние края оказалисьповрежденными, а многие из них вовсе разрушились.

Титан обладает ещеодним удивительным свойством–«памятью». В сплаве с некоторыми металлами(например, с никелем, и особенно с никелкм иводородом) он «запоминает» форму изделия, которую из него сделали приопределенной температуре. Если такое изделие потом деформировать, например,свернуть в пружину, изогнуть, то оно останется в таком положении на долгоевремя. После нагревания до той температуры, при которой это изделие былосделано, оно принимает первоначальную форму. Это свойство титана широкоиспользуется в космической технике (на корабле разворачиваются вынесенные вкосмическое пространство большие антенны, до этого компактно сложенные).Недавно это свойство титана стали использовать медики для бескровных операцийна сосудах: в больной, суженный сосуд вводится проволочка из титанового сплава,а потом она, разогреваясь до температуры тела, скручивается в первоначальнуюпружинку и расширяет сосуд.

Температурные,электрические и магнитные свойства титана.

Титан обладаетсравнительно низкой теплопроводностью, всего 22,07 Вт/(мК), что приблизительнов 3 раза ниже теплопроводности железа, в 7 раз–магния, в 17–20 раз–алюминия имеди. Соответственно и коэффициент линейного термического расширения у титананиже, чем у других конструкционных материалов: при 20 С он в 1,5 раза ниже чему железа, в 2 — у меди и почти в 3 — у алюминия. Таким образом, титан – плохойпроводник электричества и тепла. Проводов из него не сделаешь, а вот то, что онодин из очень немногих металлов является при низких температурахсверхпроводником электричества, открывает ему большие перспективы вэлектрической технике, передачи энергии на большие расстояния. Титан –парамагнитный металл: он не намагничивается, как железо, в магнитном поле, нои не выталкивается из него, как медь. Его магнитная восприимчивость оченьслаба, это свойство можно использовать при строительстве, например, немагнитныхкораблей, приборов, аппаратов.

В отличие отбольшинства металлов титан обладает значительным электросопротивлением:если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность медиравна 94, алюминия – 60, железа и платины –15, а титана–всего 3,8. Вряд линужно объяснять, что это свойство, как и немагнитность,представляет интерес для радиоэлектроники и электротехники.

Получение титана

Цена – вот что ещетормозит производство и потребление, титана. Собственно, высокая стоимость – неврожденный порок титана. В земной коре его много – 0,63%. Минералы, содержащиетитан находятся повсеместно. Важнейшие из них титаномагнетиты

FeTiO3´nFe3O4, ильменит FeTiO3, сфен CaTiSiO5 и рутил TiO2. (В России месторождения титановых руд находятся на Урале, акрупнейший производитель Верхне-Салдинское ПО). Средиконструкционных металлов титан по распространенности занимает четвертое место,уступая лишь алюминию, железу и магнию. Высокая цена титана – следствиесложности извлечения его из руд и применение вакуумного оборудования припереплавке. При промышленном получении титана руду или концентрат переводят вдиоксид титана, который затем хлорируют. Однако даже при 800-1000°С хлорирование протекает медленно. Сдостаточной для практических целей скоростью оно происходит в присутствииуглерода, связывающего кислород в основном в CO2:

TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO2

Хлорид титана

(IV) восстанавливают магнием

TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2

а образующуюсясмесь подвергают нагреванию в вакууме. При этом магний и его хлорид испаряютсяи осаждаются в конденсаторе. Остаток — губчатый титан -переплавляют, получаякомпактный ковкий металл. Для очистки от кислорода, углерода и других вредныхпримесей восстановление титана проводят в герметичной аппаратуре в атмосфереаргона, а очистку и переплавку в глубоком вакууме.

Для получениятитана высокой чистоты применяют иодидный метод, предложеннй еще в 1925 году. Суть этой технологии, вдеталях разработана в 30-х гг. немецким химиком Вильгельмом Кроллем,и заключается в следующем. Черновой металл, загрязненный примесями, нагретыйдо 100-200° С, взаимодействуя с йодом, образует четырехйодистыйтитан. Дальнейшее нагревание йодида до температурыпримерно 1300–1500° С приводит к его разложению на титан и йод. Причемпарообразный йод соединяется снова с черновым металлом, а титан осаждается нараскаленной поверхности затравки из титана же. Примеси, находящиеся в черновомметалле, взаимодействуют с йодом и не попадают на раскаленный чистый титан.

Ti

(загрязненный)+2I2(газ)®100-200°С®TiI4(газ) ®1300-1500°С®Ti(чистый)+2I2(газ)

Применение титанаи его соединений.

Выше, описывая свойства, коротко уже упоминались отдельныеобласти применения титановых сплавов. Сегодня титановые сплавы широко применяютв авиационной технике. Титановые сплавы в промышленном масштабе впервые былииспользованы в конструкциях авиационных реактивных двигателей. Применениетитана в конструкции реактивных двигателей позволяет уменьшить их массу на10...25%. В частности, из титановых сплавов изготавливают диски и лопаткикомпрессора, детали воздухозаборника, направляющегоаппарата и крепежные изделия. Титановые сплавы незаменимы для сверхзвуковыхсамолетов. Рост скоростей полета летательных аппаратов привел к повышениютемпературы обшивки, в результате чего алюминиевые сплавы пересталиудовлетворять требованиям, которые предъявляются авиационной техникойсверхзвуковых 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 титановыхсплавов для планера гражданских самолетов. В среднемагистральномсамолете 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 системыуправления. Важное место занимают титановые сплавы в ракетостроении.

Благодаря высокой коррозионной стойкости в морской водетитан и его сплавы находят применение в судостроении для изготовления гребныхвинтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На титан и егосплавы не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при егодвижении.

Постепенно области применения титана расширяются. Титан иего сплавы применяют в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумаж-нойи пищевой промышленности, цветной металлургии, энергомашиностроении,электронике, ядерной технике, гальванотехнике, при производстве вооружения,для изготовления броневых плит, хирургического инструмента, хирургических имплантатов, опреснительных установок, деталей гоночныхавтомобилей, спортинвентаря (клюшки для гольфа, снаряжение альпинистов), деталейручных часов и даже украшений. Азотирование титана приводит к образованию наего поверхности золотистой пленки, по красоте не уступающей настоящему золоту.

Из титана созданы памятники Ю.А. Гагарину и монументпокорителям космоса в Москве, обелиск в честь успехов освоения Вселенной вЖеневе.

Совершенно необычный аспект применения титана — колокольныйзвон. Колокола, отлитые из этого металла, обладают необычайным, очень красивымзвучанием.

Из соединенийтитана наиболее широко применяется двуокись. В 1908 г. в США и Норвегииначалось изготовление белил не из соединений свинца и цинка, как делалось прежде,а из двуокиси титана. Такими белилами можно окрасить в несколько раз большуюповерхность, чем тем же количеством свинцовых или цинковых белил. К тому же утитановых белил больше отражательная способность они не ядовиты и не темнеютпод действием сероводорода! В медицинской литературе описан случай, когдачеловек за один раз «принял» 460 г двуокиси титана! (Интересно, с чем он ее спутал?)«Любитель» двуокиси титана не испытал при этом никаких болезненных ощущений.Двуокись титана входит в состав некоторых медицинских препаратов, в частностимазей против кожных болезней,

Однако немедицина, а лакокрасочная промышленность потребляет наибольшие количества

TiO2.Мировое производство этого соединения намного превысило полмиллиона тонн вгод. Эмали на основе двуокиси титана широко используют в качестве защитных идекоративных покрытий по металлу и дереву в судостроении, строительстве имашиностроении. Срок службы сооружений и деталей при этом значительноповышается. Титановыми белилами окрашивают ткани, кожу и другие материалы.

Двуокись титанавходит в состав фарфоровых масс, тугоплавких стекол, керамических материалов свысокой диэлектрической проницаемостью. Как наполнитель, повышающий прочностьи термостойкость, ее вводят в резиновые смеси.

Среди новыхматериалов, которым наука приписывает большое будущее, следует отметитьсоединения титана с алюминием и никелем и углеродом. О свойствах никелида титана упоминалось выше. Интерметаллиды

Ti3Al, TiAl, TiAl3предполагаетсяиспользовать при рабочих температурах до 700°С. Карбиды титанаобладают очень высокой твердостью и износостойкостью, сто позволяетиспользовать их вместо алмазных насадок в качестве режущего инструмента.

Список использованной литературы.

1.

Н.Л. Глинка Общаяхимия: Учебное пособие для вузов.–24-е изд.–Л.: Химия,1985.–704 с.

2. </spa

еще рефераты

Еще работы по химии

Реферат по химии

Химическое действие света. Фотография

15 Июля 2015

Реферат по химии

Химические свойства неметаллических элементов

15 Июля 2015