Физические свойства титана


Титан — свойства, характеристики, сплаты

В периодической системе химический элемент титан обозначается, как Ti (Titanium) и располагается в побочной подгруппе IV группы, в 4 периоде под атомным номером 22. Это серебристо-белый твёрдый металл, который входит в состав большого количества минералов. Купить титан вы можете на нашем сайте.

Открыли титан в конце 18 века химики из Англии и Германии Ульям Грегор и Мартин Клапрот, причём независимо друг от друга с шестилетней разницей. Название элементу дал именно Мартин Клапрот в честь древнегреческих персонажей титанов (огромных, сильных, бессмертных существ). Как оказалось, название стало пророческим, но чтобы познакомиться со всеми свойствами титана, человечеству понадобилось ещё больше 150 лет. Только через три десятилетия удалось получить первый образец металла титана. На тот момент времени его практически не использовали из-за хрупкости. В 1925 году после ряда опытов, при помощи йодидного метода химики Ван Аркель и Де Бур добыли чистый титан.

Благодаря ценным свойствам металла, на него сразу же обратили внимание инженеры и конструкторы. Это был настоящий прорыв. В 1940 году Кролль разработал магниетермический способ получения титана из руды. Этот способ актуален и на сегодняшний день.

Физические и механические свойства

Титан является довольно тугоплавким металлом. Температура его плавления составляет 1668±3°С. По этому показателю он уступает таким металлам, как тантал, вольфрам, рений, ниобий, молибден, тантал, цирконий. Титан – это парамагнитный металл. В магнитном поле он не намагничивается, но не выталкивается из него. Изображение 2
Титан обладает низкой плотностью (4,5 г/см³) и высокой прочностью (до 140 кг/мм²). Эти свойства практически не меняются при высоких температурах. Он более чем в 1,5 раза тяжелее алюминия (2,7 г/см³), зато в 1,5 раза легче железа (7,8 г/см³). По механическим свойствам титан намного превосходит эти металлы. По прочности титан и его сплавы располагаются в одном ряду со многими марками легированных сталей.

По стойкости к коррозии титан не уступает платине. Металл обладает отличной устойчивостью в условиях кавитации. Пузырьки воздуха, образующиеся в жидкой среде при активном движении титановой детали, практически не разрушают её.

Это прочный металл, способный сопротивляться разрушению и пластической деформации. Он в 12 раз твёрже алюминия и в 4 раза - меди и железа. Ещё один важный показатель – это предел текучести. С увеличением этого показателя улучшается сопротивление деталей из титана эксплуатационным нагрузкам.

В сплавах с определёнными металлами (особенно с никелем и водородом) титан способен «запоминать» форму изделия, созданную при определённой температуре. Такое изделие потом можно деформировать и оно надолго сохранит это положение. Если же изделие нагреть до температуры, при которой оно было сделано, то изделие примет первоначальную форму. Называют это свойство «памятью».

Теплопроводность титана сравнительно низкая и коэффициент линейного расширения соответственно тоже. Из этого следует, что металл плохо проводит электричество и тепло. Зато при низких температурах он является сверхпроводником электричества, что позволяет ему передавать энергию на значительные расстояния. Также титан обладает высоким электросопротивлением.
Чистый металл титан подлежит различным видам обработки в холодном и горячем состоянии. Его можно вытягивать и делать проволоку, ковать, прокатывать в ленты, листы и фольгу с толщиной до 0,01 мм. Из титана изготавливают такие виды проката: титановая лента, титановая проволока, титановые трубы, титановые втулки, титановый круг, титановый пруток.

Химические свойства

Чистый титан – это химически активный элемент. Благодаря тому, что на его поверхности формируется плотная защитная плёнка, металл обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он не подвергается окислению на воздухе, в соленой морской воде, не меняется во многих агрессивных химических средах (например: разбавленная и концентрированная азотная кислота, царская водка). При высоких температурах титан взаимодействует с реагентами намного активнее. На воздухе при температуре 1200°С происходит его воспламенение. Возгораясь, металл даёт яркое свечение. Активная реакция происходит и с азотом, с образованием нитридной плёнки желто-коричневого цвета на поверхности титана.

Реакции с соляной и серной кислотами при комнатной температуре слабые, но при нагреве металл усиленно растворяется. В результате реакции образуются низшие хлориды и моносульфат. Также происходят слабые взаимодействия с фосфорной и азотной кислотами. Металл реагирует с галогенами. Реакция с хлором происходит при 300°С.
Активная реакция с водородом протекает при температуре чуть выше комнатной. Титан активно поглощает водород. 1 г титана может поглотить до 400 см³ водорода. Нагретый металл разлагает двуокись углерода и пары воды. Взаимодействие с парами воды происходит при температуре более 800°С. В результате реакции образуется окисел металла и улетучивается водород. При более высокой температуре горячий титан поглощает углекислый газ и образует карбид и окисел.

Способы получения

Титан является одним из самых распространённых элементов на Земле. Содержание его в недрах планеты по массе составляет 0,57%. Самая большая концентрация металла наблюдается в «базальтовой оболочке» (0,9%), в гранитных породах (0,23%) и в ультраосновных породах (0,03%). Существует около 70 минералов титана, в которых он содержится в виде титановой кислоты или двуокиси. Главные минералы титановых руд это: ильменит, анатаз, рутил, брукит, лопарит, лейкоксен, перовскит и сфен. Основные мировые производители титана – это Великобритания, США, Франция, Япония, Канада, Италия, Испания и Бельгия.
Существует несколько способов получения титана. Все они применяются на практике и вполне эффективны.

1. Магниетермический процесс.

Добывают руду, содержащую титан и перерабатывают его в диоксид, который медленно и при очень высоких температурных значениях подвергают хлорированию. Хлорирование проводят в углеродной среде. Затем хлорид титана, образовавшийся в результате реакции, восстанавливают магнием. Полученный металл нагревают в вакуумном оборудовании при высокой температуре. В результате магний и хлорид магния испаряются, остаётся титан с множеством пор и пустот. Губчатый титан переплавляют для получения качественного металла.

2. Гидридно-кальциевый метод.

Сначала получают гидрид титана, а затем разделяют его на компоненты: титан и водород. Процесс происходит в безвоздушном пространстве при высокой температуре. Образуется оксид кальция, который проходит отмывку слабыми кислотами.
Гидридно-кальциевый и магниетермический методы обычно используются в промышленных масштабах. Эти методы позволяют получить значительное количество титана за небольшой промежуток времени, с минимальными денежными затратами.

3. Электролизный метод.

Хлорид или диоксид титана подвергается воздействию высокой силы тока. В результате происходит разложение соединений.

4. Йодидный метод.

Диоксид титана взаимодействует с парами йода. Далее на титановый йодид воздействуют высокой температурой, в результате чего получается титан. Этот метод является наиболее эффективным, но и самым дорогостоящим. Титан получается очень высокой чистоты без примесей и добавок.

Применение титана

Благодаря хорошим антикоррозионным свойствам титан используют для изготовления химической аппаратуры. Высокая жаростойкость металла и его сплавов способствует применению в современной технике. Сплавы титана – это прекрасный материал для самолётостроения, ракетостроения и судостроения.

Из титана создают памятники. А колокола из этого металла известны необычайным и очень красивым звучанием. Двуокись титана является компонентом некоторых лекарственных препаратов, например: мази против кожных заболеваний. Также большим спросом пользуются соединения металла с никелем, алюминием и углеродом.

Титан и его сплавы нашли применение в таких сферах, как химическая и пищевая промышленность, цветная металлургия, электроника, ядерная техника, энергомашиностроение, гальванотехника. Вооружение, броневые плиты, хирургические инструменты и имплантаты, оросительные установки, спортинвентарь и даже украшения делают из титана и его сплавов. В процессе азотирования на поверхности металла образуется золотистая плёнка, не уступающая по красоте даже настоящему золоту.

Титан

Титан
Атомный номер 22
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
47,88 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 147 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
657,8(6,82) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ar] 3d2 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 132 пм
Радиус иона (+4e)68 (+2e)94 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,54
Электродный потенциал -1,63
Степени окисления 4, 3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 4,54 г/см?
Молярная теплоёмкость 25,1 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 21. 9 Вт/(м·K)
Температура плавления 1933 K
Теплота плавления 18.8 кДж/моль
Температура кипения 3560 K
Теплота испарения 422,6 кДж/моль
Молярный объём 10,6 см3/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
плотноупакованная (?-Ti)
Параметры решётки a=2,951 с=4,697 (?-Ti) A
Отношение c/a 1,587
Температура Дебая 380 K
Ti 22
47,88
[Ar]3d24s2
Титан

Титан — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 22. Обозначается символом Ti (лат. Titanium). Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: ?-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, -Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура перехода α↔β 883 °C

История открытия элемента Титан

Схема атома титана

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 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 80-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.

Нахождение в природе

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре 0,57 % по массе. В свободном виде не встречается. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiOSiO4, танталит (Fe,Mn)2+Ta2O6 и манганотанталит MnT2O6. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.

Запасы и добыча

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. Подтвержденные запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т.[2]. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49.7—52.7 млн т. При современных темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

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

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

Получение

Брусок кристаллического титана (чистота 99,995 %, вес ?283 г, длина ?14 см, диаметр ?25 мм), изготовленный на заводе «Уралредмет» иодидным методом ван Аркеля и де Бура

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 =TiCl4 + 2CO

Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают Mg: TiCl4+ 2Mg = 2MgCl2+ Ti

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Ильменитовые концентраты восстанавливают в электродуговых печах с последующим хлорированием возникающих титановых шлаков. 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: ?-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (a=2,951 A; с=4,697 A; z=2; пространственная группа C6mmc), ?-Ti с кубической объёмноцентрированной упаковкой (a=3,269 A; z=2; пространственная группа Im3m), температура перехода ?-? 883 °C, ?H перехода 3,8 кДж/моль. Точка плавления 1671 °C, точка кипения 3260 °C, плотность ?-Ti и ?-Ti соответственно равна 4,505 (20 °C) и 4,32 (900 °C) г/см?, атомная плотность 5,71×1022 ат/см³. Пластичен, сваривается в инертной атмосфере.

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 пленкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной).

Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки 400°С.

Химические свойства

Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок горит на воздухе.

Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF,H3PO4 и концентрированной H2SO4).

Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF6]2-.

При нагревании на воздухе до 1200°C Ti загорается с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xH2O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xH2O и диоксид TiO2амфотерны.

TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует титанат: TiO2+K2CO3=K2TiO3+CO2.

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами. Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — желтоватая, сильно дымящая на воздухе жидкость, что объясняется сильным гидролизом TiCl4 содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

Восстановлением TiCl4водородом, Al, Si, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl3 и TiCl2 — твердые вещества с сильно восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br2 и I2.

С N2 выше 400 °C титан образует нитрид TiNx(x=0,58-1,00). При взаимодействии титана с C образуется карбид титана TiCx (x=0,49-1,00).

При нагревании Ti поглощает H2 с образованием соединения переменного состава TiHх (x=1,0). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H2. Титан образует сплавы со многими металлами.

Применение

Часы из титанового сплава

В виде сплавов

  • Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы), лёгких сплавах, остеопротезах. Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето-, кораблестроении.
  • Используется в художественном литье[5]
  • Титан является легирующей добавкой в некоторых марках стали.
  • 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.

В виде соединений

  • 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.
  • Диборид титана — важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов.
  • Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.
  • Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов —- сегнетоэлектрики.

Анализ рынков потребления

В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

60 % — краска;
20 % — пластик;
13 % — бумага;
7 % — машиностроение.

Цены

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

Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по степени её пластичности.

Физиологическое действие

Нитрид титана

Соединения титана

 

 

Титан (Ti) – Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Титан

Химический элемент, Ti, атомный номер 22 и атомный вес 47,90. Его химическое поведение имеет много общего с кремнеземом и цирконием как элементом, принадлежащим к первой переходной группе. Его химия в водном растворе, особенно в более низких степенях окисления, имеет некоторое сходство с хромом и ванадием. Титан — это легкий переходный металл бело-серебристо-металлического цвета. Он прочный, блестящий, устойчивый к коррозии. Чистый титан не растворяется в воде, но растворяется в концентрированных кислотах. Этот металл образует пассивное, но защитное оксидное покрытие (приводящее к коррозионной стойкости) при воздействии повышенных температур на воздухе, но при комнатной температуре он не тускнеет.

Основная степень окисления 4+, хотя известны и состояния 3+ и 2+, но они менее стабильны. Этот элемент горит на воздухе при нагревании с образованием диоксида TiO 2 и при соединении с галогенами. Он восстанавливает водяной пар с образованием двуокиси и водорода и аналогичным образом реагирует с горячими концентрированными кислотами, хотя с соляной кислотой образует трихлорид. Металл поглощает водород с образованием TiH 2 и образует нитрид TiN и карбид TiC. Другими известными соединениями являются сера TiS 2 , а также низшие оксиды Ti 2 O 3 и TiO, а также серы Ti 2 S 3 и TiS. Соли известны в трех степенях окисления.

Области применения

Диоксид титана широко используется в качестве белого пигмента в наружных картинах из-за его химической инертности, высокой покрывающей способности, непрозрачности для УФ-излучения и способности самоочищаться. Диоксид также использовался однажды в качестве отбеливающего и успокаивающего агента в фарфоровых эмалях, придавая им последний штрих большой яркости, твердости и кислотостойкости. Типичная помада содержит 10% титана.

Титановые сплавы характеризуются очень высокой прочностью на растяжение даже при высоких температурах, малым весом, высокой коррозионной стойкостью и способностью выдерживать экстремальные температуры. Благодаря этим свойствам они в основном используются в самолетах, трубах для силовых установок, броневой обшивке, военно-морских кораблях, космических кораблях и ракетах. Титан такой же прочный, как сталь, но на 45% легче.

В медицине титан используется для изготовления эндопротезов тазобедренного и коленного суставов, кардиостимуляторов, костных пластин и винтов и черепных пластин при переломах черепа. Он также использовался для прикрепления ложного тета.

Титанаты щелочноземельных металлов обладают некоторыми замечательными свойствами. Уровень диэлектрической проницаемости изменяется от 13 для MgTiO 3 до различных миллиардов для твердых растворов SrTiO3 в BaTiO 3 . Титанат бария также имеет диэлектрическую проницаемость 10 000 вблизи 120ºC, что является его точкой Кюри; имеет низкий диэлектрический гистерезис. Керамические преобразователи, содержащие титанат бария, выгодно отличаются от сегнетовой соли по термостабильности и от кварца по силе воздействия и способности формировать керамику в различных формах. Соединение использовалось в качестве генератора ультразвуковых колебаний и детектора звука.

Титан в окружающей среде

Хотя в природе он не связан с другими элементами, титан является девятым по распространенности элементом в земной коре (0,63% по массе) и присутствует в большинстве магматических пород и в полученных отложениях. от них. Важными минералами титана являются рутил, брукит, анатаз, ильменит и титанит. Основная добытая руда, ильменит, встречается в виде обширных месторождений песка в Западной Австралии, Норвегии, Канаде и Украине. Крупные месторождения рутила в Северной Америке и Южной Африке также вносят значительный вклад в мировые поставки титана. Мировое производство металла составляет около 90,000 тонн в год, а двуокиси титана – 4,3 млн тонн в год.

Диоксид титана TiO 2 обычно встречается в черной или коричневатой форме, известной как рутил. Реже встречаются в природе естественные формы анатазита и брукита. И чистый рутил, и чистый анатазит имеют белый цвет. Черный основной оксид FeTiO 3 встречается в природной форме в виде природного минерала, называемого ильменитом; это основной коммерческий источник титана.

Воздействие титана на здоровье

Биологическая роль титана неизвестна. В организме человека имеется определяемое количество титана, и было подсчитано, что мы потребляем около 0,8 мг в день, но большая часть проходит через нас, не адсорбируясь. Это не ядовитый металл, и организм человека может переносить титан в больших дозах.

Элементарный титан и диоксид титана имеют низкий уровень токсичности. У лабораторных животных (крыс), подвергшихся ингаляционному воздействию диоксида титана, в легких развивались мелколокальные участки отложений пыли темного цвета. Чрезмерное воздействие на человека может привести к незначительным изменениям в легких.

Последствия чрезмерного воздействия порошка титана: Вдыхание пыли может вызвать стеснение и боль в груди, кашель и затрудненное дыхание. Контакт с кожей или глазами может вызвать раздражение. Пути проникновения: Вдыхание, контакт с кожей, контакт с глазами.

Канцерогенность: Международное агентство по изучению рака (IARC) отнесло диоксид титана к группе 3 (вещество не поддается классификации в отношении его канцерогенности для человека).

Воздействие титана на окружающую среду

Низкая токсичность. В виде металлического порошка металлический титан представляет значительную пожароопасность, а при нагревании на воздухе - опасность взрыва.

О воздействии на окружающую среду не сообщалось.

Теперь ознакомьтесь с нашей страницей титана в воде

Назад к периодической таблице элементов

Физические свойства титана | Тугоплавкие металлы и сплавы

Физические свойства титана



0 Комментарий admin

Просмотры сообщений: 8,515

Титан — серебристо-белый переходный металл , характеризующийся легким весом, высокой прочностью и металлическим блеском. Титан относительно распространен в земной коре и занимает 10-е место среди всех элементов. Однако титан считается редким металлом, потому что он существует в природе относительно рассредоточенно и трудно извлекается. Помимо перечисленных выше свойств титана и базовых знаний о титане, что еще мы должны знать о титане? В этой статье мы рассмотрим некоторые физические свойства титана .

Физические свойства титана

1. Титан имеет металлический блеск и пластичность. Титан имеет плотность 4,5 г/см3, температуру плавления 1660 ± 10 °С, температуру кипения 3287 °С, валентность +2, +3 и +4, энергию ионизации 6,82 электрон-вольта.

2.  Основными характеристиками титана являются малая плотность, высокая механическая прочность и простота обработки. Пластичность титана в основном зависит от чистоты, чем чище титан, тем больше пластичность.

3. Титан обладает хорошей коррозионной стойкостью и не подвержен влиянию атмосферы и морской воды. При комнатной температуре титан не подвергается коррозии соляной кислотой с концентрацией менее 7%, серной кислотой с концентрацией менее 5%, азотной кислотой, царской водкой или разбавленными щелочными растворами. На него могут действовать только плавиковая кислота, концентрированная соляная кислота, концентрированная серная кислота и т.п.

Физические свойства титана

4. Титан является важным легирующим элементом в стали и сплавах. Плотность титана составляет 4,506-4,516 грамм/кубический сантиметр (20°С), что выше, чем у алюминия, и ниже, чем у железа, меди и никель , но его удельная прочность самая высокая у металла.

5. Титан имеет температуру плавления 1668±4°С, скрытую теплоту плавления 3,7-5,0 ккал/г атом, температуру кипения 3260±20°С, скрытую теплоту парообразования 102,5-112,5 ккал /г атома, критическая температура 4350°С, критическое давление 1130 атм.

6.  Титан имеет плохую теплопроводность и электропроводность, которая аналогична или немного ниже, чем у нержавеющей стали. Титан обладает сверхпроводимостью. Критическая температура чистого титана 0,38-0,4К.

7.  При 25 °C теплоемкость титана составляет 0,126 калории/грамм-атом·градус, энтальпия тепла составляет 1149 калорий/грамм-атом, а энтропия составляет 7,33 калории/грамм-атом·градус. Металлический титан представляет собой парамагнитное вещество с магнитной проницаемостью 1,00004.

8. Титан обладает пластичностью. Относительное удлинение высокочистого титана может достигать 50-60%, а скорость усадки сечения может достигать 70-80%, но прочность на усадку низкая (то есть прочность, образующаяся при усадке).

9.  Наличие примесей в титане сильно влияет на его механические свойства, особенно примеси внедрения (кислород, азот, углерод) могут сильно повышать прочность титана и значительно снижать его пластичность. Хорошие механические свойства титана как конструкционного материала достигаются за счет строгого контроля содержания соответствующих примесей и добавления легирующих элементов.

10.  Титан не является ферромагнитным, и атомные подводные лодки, построенные из титана, могут не опасаться поражения магнитными минами.

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять физические свойства титана . Если вы хотите узнать больше о титане и других тугоплавких металлах , вы можете посетить Advanced Refractory Metal (ARM) для получения дополнительной информации.


Learn more