Introduzione alla conoscenza di base del titanio

Dec 18, 2021 Lasciate un messaggio

Dalla scoperta del titanio alla preparazione di prodotti puri ci sono voluti più di 100 anni. Il titanio venne realmente utilizzato, e fu solo dopo gli anni '40 che si comprese il suo vero volto.

 

Nello strato spesso dieci chilometri della superficie geografica, il contenuto di titanio arriva fino a sei millesimi, ovvero 6 litri volte superiore a quello del rame. Prendi con nonchalance una manciata di terra dal terreno, che contiene qualche millesimo di titanio. Il minerale di titanio con riserve di oltre 10 milioni di tonnellate nel mondo non è raro. Sulla spiaggia ci sono centinaia di milioni di tonnellate di sabbia e pietre. Il titanio e lo zirconio, due minerali più pesanti della sabbia e della pietra, sono mescolati nella sabbia e nella pietra. Dopo milioni di anni di continuo lavaggio da parte dell'acqua di mare giorno e notte, l'ilmenite più pesante e il placer di zirconio vengono lavati insieme, formando strati di titanio e zirconio sulla lunga costa. Questo deposito è una specie di sabbia nera, solitamente spessa da pochi centimetri a decine di centimetri.

 

Nel 1947, la gente cominciò a fondere il titanio nelle fabbriche. Quell'anno la produzione fu di sole 2 tonnellate. Nel 1955 la produzione raggiunse le 20.000 tonnellate. Nel 1972, la produzione annua raggiunse le 200.000 tonnellate. La durezza del titanio è simile a quella dell'acciaio e il suo peso è quasi la metà di quello dell'acciaio dello stesso volume. Sebbene il titanio sia leggermente più pesante dell’alluminio, la sua durezza è doppia rispetto a quella dell’alluminio. Ora, il titanio è ampiamente utilizzato al posto dell’acciaio nei razzi e nei missili spaziali. Secondo le statistiche, attualmente, ogni anno nel mondo vengono utilizzate più di 1000 tonnellate di polvere di titanio nella navigazione spaziale. È anche un buon carburante per i razzi. Pertanto, il titanio è noto come metallo spaziale e metallo spaziale.

 

Il titanio ha una buona resistenza al calore e il suo punto di fusione arriva fino a 1725 gradi. A temperatura ambiente, il titanio può trovarsi indenne in varie soluzioni acide e alcaline forti. Persino l'acido più feroce, l'acqua regia, non può corroderlo. Il titanio non ha paura dell'acqua di mare. Qualcuno una volta affondò un pezzo di titanio in fondo al mare. Cinque anni dopo, lo riprese e vide che era pieno di piccoli animali e piante sottomarine, ma era ancora lucido e senza ruggine.

 

Ora, le persone hanno iniziato a utilizzare il titanio per realizzare sottomarini - sottomarini in titanio. Poiché il titanio è molto resistente e può resistere all'alta pressione, questo sottomarino può navigare nelle profondità marine fino a 4500 metri di profondità. Il titanio non è magnetico. I sottomarini nucleari costruiti in titanio non devono preoccuparsi dell'attacco delle mine magnetiche. Il titanio è-resistente alla corrosione, quindi viene spesso utilizzato nell'industria chimica. In passato, le parti contenenti acido nitrico caldo nei reattori chimici erano realizzate in acciaio inossidabile. L'acciaio inossidabile teme anche il forte agente corrosivo - Acido nitrico caldo. Questo tipo di parti dovrebbero essere sostituite ogni sei mesi. Ora, l'utilizzo del titanio per realizzare queste parti è più costoso rispetto alle parti in acciaio inossidabile, ma può essere utilizzato continuamente per cinque anni, il che è molto più-economico. Il più grande svantaggio del titanio è che è difficile da affinare. Ciò è dovuto principalmente al fatto che il titanio ha una forte capacità di combinarsi con ossigeno, carbonio, azoto e molti altri elementi ad alta temperatura. Pertanto, indipendentemente dalla fusione o dalla colata, le persone fanno attenzione a evitare che questi elementi "invadano" il titanio. Durante la fusione del titanio, l'aria e l'acqua sono severamente vietate. Anche il crogiolo di allumina comunemente utilizzato in metallurgia è proibito, perché il titanio catturerà l'ossigeno dall'allumina. Ora, le persone usano il tetracloruro di magnesio e titanio per reagire in gas inerte elio o argon per raffinare il titanio.

 

Le persone sfruttano la forte capacità di combinazione chimica del titanio ad alta temperatura. Durante la produzione dell'acciaio, l'azoto si dissolve facilmente nell'acciaio fuso. Quando il lingotto viene raffreddato, al suo interno si formano delle bolle che influiscono sulla qualità dell'acciaio. Pertanto, i produttori di acciaio aggiungono titanio metallico all'acciaio fuso per combinarlo con l'azoto per diventare nitruro di titanio di scorie, che galleggia sulla superficie dell'acciaio fuso, in modo che il lingotto sia relativamente puro.

 

Quando un aereo supersonico vola, la temperatura delle sue ali può raggiungere i 500 gradi. Se l'ala è realizzata in lega di alluminio-resistente al calore, Baidu non potrà permetterselo. Deve esserci un materiale leggero, resistente e-resistente alle alte temperature per sostituire la lega di alluminio. Il titanio B può semplicemente soddisfare questi requisiti. Il titanio può anche resistere alla prova di oltre 100 gradi sotto zero. A questa bassa temperatura, il titanio ha ancora una buona tenacità senza fragilità.

 

Il forte assorbimento del titanio e dello zirconio nell'aria può rimuovere l'aria e causare il vuoto. Ad esempio, una pompa a vuoto in titanio può pompare aria solo a uno su cento milioni. Quando si fonde il titanio, ci sono passaggi complessi. Trasformare l'ilmenite in tetracloruro di titanio, quindi metterlo in un serbatoio di acciaio inossidabile sigillato, riempito con argon per farli reagire con il magnesio metallico per ottenere la "spugna di titanio". Questa "spugna di titanio" porosa non può essere utilizzata direttamente. Devono essere sciolti in un liquido in un forno elettrico prima di poter essere fusi in lingotti di titanio. Ma non è facile realizzare questo tipo di forno elettrico! Oltre al fatto che l'aria del forno elettrico deve essere pompata pulita, la cosa più fastidiosa è che semplicemente non esiste un crogiolo contenente titanio liquido, perché generalmente la parte refrattaria contiene ossidi e l'ossigeno in essa contenuto verrà portato via dal titanio liquido. Successivamente, gli uomini finalmente inventarono un forno elettrico con un "crogiolo di rame-raffreddato ad acqua". Solo la parte centrale di questo forno elettrico è molto calda, mentre il resto è freddo. Dopo che il titanio è stato fuso nel forno elettrico, scorre verso la parete di un crogiolo di rame raffreddato con acqua e si solidifica immediatamente in un lingotto di titanio. Questo metodo è stato in grado di produrre diverse tonnellate di blocchi di titanio, ma il suo costo è immaginabile