Pengenalan kepada pengetahuan asas titanium

Dec 18, 2021 Tinggalkan pesanan

Ia mengambil masa lebih daripada 100 tahun dari penemuan titanium kepada penyediaan produk tulen. Titanium benar-benar digunakan, dan ia adalah selepas tahun 1940-an untuk memahami wajah sebenar.

 

Dalam lapisan sepuluh kilometer tebal pada permukaan geografi, kandungan titanium adalah sehingga enam perseribu, iaitu 6L kali lebih banyak daripada tembaga. Dengan santai ambil segenggam tanah dari tanah, yang mengandungi beberapa perseribu titanium. Bijih titanium dengan rizab lebih daripada 10 juta tan di dunia tidak jarang berlaku. Terdapat ratusan juta tan pasir dan batu di pantai. Titanium dan zirkonium, dua mineral yang lebih berat daripada pasir dan batu, bercampur dalam pasir dan batu. Selepas berjuta-juta tahun menyental berterusan oleh air laut siang dan malam, ilmenit dan zirkon placer yang lebih berat dibasuh bersama-sama, membentuk lapisan titanium dan zirkonium di pantai yang panjang. Mendapan ini adalah sejenis pasir hitam, biasanya setebal beberapa sentimeter hingga berpuluh-puluh sentimeter.

 

Pada tahun 1947, orang mula mencium titanium di kilang. Pada tahun itu, pengeluaran hanya 2 tan. Pengeluaran melonjak kepada 20000 tan pada tahun 1955. Pada tahun 1972, pengeluaran tahunan mencapai 200000 tan. Kekerasan titanium adalah serupa dengan keluli, dan beratnya hampir separuh daripada keluli dengan isipadu yang sama. Walaupun titanium lebih berat sedikit daripada aluminium, kekerasannya adalah dua kali ganda daripada aluminium. Kini, titanium digunakan secara meluas dan bukannya keluli dalam roket dan peluru berpandu angkasa lepas. Mengikut statistik, pada masa ini, lebih daripada 1000 tan serbuk titanium digunakan dalam navigasi angkasa setiap tahun di dunia. Ia juga merupakan bahan api yang baik untuk roket. Oleh itu, titanium dikenali sebagai logam angkasa dan logam angkasa.

 

Titanium mempunyai rintangan haba yang baik, dan takat leburnya setinggi 1725 darjah . Pada suhu bilik, titanium boleh tidak terluka dalam pelbagai larutan asid dan alkali yang kuat. Malah asid yang paling ganas, aqua regia, tidak boleh menghakisnya. Titanium tidak takut dengan air laut. Seseorang pernah menenggelamkan sekeping titanium ke dasar laut. Lima tahun kemudian, dia mengambilnya dan melihat bahawa ia tersangkut dengan banyak haiwan kecil dan tumbuhan dasar selam, tetapi ia masih berkilat tanpa karat sama sekali.

 

Kini, orang ramai mula menggunakan titanium untuk membuat kapal selam - kapal selam titanium. Oleh kerana titanium sangat kuat dan boleh menahan tekanan tinggi, kapal selam ini boleh mengemudi di laut dalam sehingga 4500 meter dalam. Titanium bukan magnet. Kapal selam nuklear yang dibina dengan titanium tidak perlu risau tentang serangan lombong magnetik. Titanium tahan kakisan-jadi ia sering digunakan dalam industri kimia. Pada masa lalu, bahagian yang mengandungi asid nitrik panas dalam reaktor kimia diperbuat daripada keluli tahan karat. Keluli tahan karat juga takut kepada agen menghakis yang kuat - Asid nitrik panas. Bahagian jenis ini perlu diganti setiap enam bulan. Kini, menggunakan titanium untuk membuat bahagian ini lebih mahal daripada bahagian keluli tahan karat, tetapi ia boleh digunakan secara berterusan selama lima tahun, yang jauh lebih menjimatkan-kos. Kelemahan terbesar titanium ialah ia sukar untuk diperhalusi. Ini terutamanya kerana titanium mempunyai keupayaan yang kuat untuk bergabung dengan oksigen, karbon, nitrogen dan banyak unsur lain pada suhu tinggi. Oleh itu, tidak kira dalam peleburan atau tuangan, orang ramai berhati-hati untuk menghalang unsur-unsur ini daripada "menyerang" titanium. Apabila melebur titanium, udara dan air adalah dilarang sama sekali. Malah cawan alumina yang biasa digunakan dalam metalurgi adalah dilarang, kerana titanium akan menangkap oksigen daripada alumina. Kini, orang ramai menggunakan magnesium dan titanium tetraklorida untuk bertindak balas dalam helium gas lengai atau argon untuk menapis titanium.

 

Orang ramai mengambil kesempatan daripada keupayaan gabungan kimia yang kuat titanium pada suhu tinggi. Apabila membuat keluli, nitrogen mudah larut dalam keluli cair. Apabila jongkong disejukkan, buih terbentuk dalam jongkong, menjejaskan kualiti keluli. Oleh itu, pembuat keluli menambah titanium logam ke dalam keluli cair untuk menggabungkannya dengan nitrogen untuk menjadi sanga titanium nitrida, yang terapung di permukaan keluli cair, supaya jongkong itu agak tulen.

 

Apabila pesawat supersonik terbang, suhu sayapnya boleh mencapai 500 darjah . Jika sayap diperbuat daripada aloi aluminium-tahan haba, Baidu tidak akan mampu membelinya. Mesti ada bahan tahan suhu-yang ringan, lasak dan tinggi untuk menggantikan aloi aluminium. Titanium B hanya boleh memenuhi keperluan ini. Titanium juga boleh menahan ujian lebih daripada 100 darjah di bawah sifar. Pada suhu rendah ini, titanium masih mempunyai keliatan yang baik tanpa kerapuhan.

 

Penyerapan kuat titanium dan zirkonium ke udara boleh mengeluarkan udara dan menyebabkan vakum. Sebagai contoh, pam vakum yang diperbuat daripada titanium boleh mengepam udara kepada hanya satu dalam seratus juta. Apabila melebur titanium, terdapat langkah-langkah yang kompleks. Tukar ilmenit kepada titanium tetraklorida, dan kemudian masukkan ke dalam tangki keluli tahan karat yang tertutup, diisi dengan argon untuk menjadikannya bertindak balas dengan magnesium logam untuk mendapatkan "titanium span". "Span titanium" berliang ini tidak boleh digunakan secara langsung. Ia mesti dicairkan menjadi cecair dalam relau elektrik sebelum ia boleh dibuang ke dalam jongkong titanium. Tetapi bukan mudah untuk membuat relau elektrik seperti ini! Sebagai tambahan kepada fakta bahawa udara relau elektrik mesti dipam bersih, apa yang lebih menyusahkan ialah tidak ada bekas yang mengandungi titanium cecair, kerana secara amnya, bahagian refraktori mengandungi oksida, dan oksigen di dalamnya akan diambil oleh titanium cecair. Kemudian, orang ramai akhirnya mencipta relau elektrik dengan "bekas tembaga yang disejukkan dengan air-". Hanya bahagian tengah relau elektrik ini sangat panas, dan selebihnya sejuk. Selepas titanium cair dalam relau elektrik, ia mengalir ke dinding mangkuk tembaga yang disejukkan dengan air dan serta-merta menjadi pepejal menjadi jongkong titanium. Kaedah ini telah dapat menghasilkan beberapa tan blok titanium, tetapi kosnya boleh dibayangkan