Титан

Титан обладает свойствами, сочетающими высокую прочность, жесткость, низкую плотность и хорошую коррозионную стойкость. Чистый титан и титановые сплавы имеют предел прочности на разрыв в диапазоне 210-1380 МПа, что эквивалентно большинству легированных сталей и на 40% легче. Титан пруток немагнитен и обладает хорошими теплопередающими свойствами. Его коэффициент теплового расширения немного ниже, чем у стали, и вдвое меньше, чем у алюминия. Одним из полезных свойств титана является его высокая температура плавления (1725 ° C), которая примерно на 400 ° C выше точки плавления стали и намного выше температуры плавления алюминия. Титановый пруток спб обладает фантастической стойкостью к коррозии в присутствии воды и химических сред. Это достигается путем создания на поверхности тонкого слоя диоксида титана (TiO 2), которые этим материалам очень трудно проникнуть. Он имеет низкий модуль упругости, что означает, что титан также очень гибкий, но он возвращается к своей первоначальной форме после изгиба, в результате чего его значение в сплавах с памятью формы возрастает. Биосовместим (не токсичен, не вызывает аллергии). Биосовместимость титана привела к значительному увеличению его использования в медицине.

Поэтому титан — прочный, легкий и стойкий металл. Титановые сплавы используются в аэрокосмической, медицинской, химической, автомобильной и военной промышленности, а также в производстве спортивного инвентаря. Самыми популярными титановыми полуфабрикатами являются титановые листы, титановые стержни, титановые винты и титановые трубы. В последнее время большой популярностью стали пользоваться и титановые проволоки.

ПРОИЗВОДСТВО ТИТАНА

Хотя титан является четвертым элементом земной коры (после алюминия, железа и магния), процесс производства титана очень чувствителен к загрязнению.
Основными рудами, используемыми в первичном производстве титана, являются ильменит, на который приходится примерно 90% производства, и рутил, на долю которого приходится оставшиеся 10%. В 2010 году было произведено около 6,3 млн тонн минерального титанового концентрата, но лишь небольшая часть (около 5%) ежегодно производимого концентрата остается в производстве титановой продукции. Вместо этого концентрат чаще всего используется для производства диоксида титана (TiO 2), используемого в качестве отбеливающих пигментов в красках (титановый белила), пищевых продуктах, лекарствах и косметике.

На первом этапе процесса титановая руда измельчается и нагревается с коксующимся углем в атмосфере хлора до тех пор, пока не будет получен тетрахлорид титана (TiCl4). Затем хлорид улавливается конденсатором, который производит жидкий хлорид титана.
 Затем тетрахлорид титана направляют непосредственно в резервуары, содержащие расплавленный магний. Добавлен аргон, чтобы избежать загрязнения кислородом.

После процесса дистилляции, который может занять несколько дней, сосуд нагревают до 1000 ° C. Магний реагирует с хлоридом титана с образованием губчатого титана и хлорида магния.

Титановая губка может быть сплавлена ​​с различными легирующими элементами с помощью электронного луча, плазменной дуги или вакуума.

Таблица свойств титана и популярных титановых сплавов:

ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТИТАНА

Теплопередача
Основное промышленное использование титана — теплопередача, где медленное охлаждение происходит в морской, солоноватой или загрязненной воде. Конденсационные и трубчатые титановые теплообменники, а также пластинчатые и каркасные решения широко используются на электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах, в системах кондиционирования воздуха, химических заводах, морских платформах, кораблях и подводных лодках.

Титановые аноды (DSA-Dimensional Stable Anodes)
Уникальные электрохимические свойства титана делают его наиболее энергоэффективным устройством для производства хлора, хлората и гипохлорита.

Опреснение
Превосходная коррозионная и эрозионная стойкость титана, а также высокая эффективность конденсации делают его экономичным и надежным материалом для основных сегментов установки на опреснительных установках.Использование тонкостенных труб делает титан конкурентом меди с никелем.

Добыча и электроэкстракция металлов
Гидрометаллургическое извлечение металлов из руд в титановых реакторах является экологически чистой альтернативой металлургическим процессам. Увеличенный срок службы, повышенная энергоэффективность и большая чистота продукта — факторы, способствующие использованию титановых электродов при извлечении металлов, таких как медь, золото, марганец и диоксид марганца.

Титан в медицине
Титан широко используется в производстве имплантатов, хирургических устройств, кардиостимуляторов и центрифуг. Титан является наиболее биосовместимым из всех металлов благодаря его устойчивости к биологическим жидкостям, высокой прочности и низкому модулю упругости.

Переработка углеводородов
Использование титана в теплообменниках, резервуарах, колоннах и системах трубопроводов на нефтеперерабатывающих заводах, СПГ — заводах по сжижению природного газа и морских платформах. Титан противостоит нагрузке от общей атаки и риску образования трещин, вызванных углеводородами, сероводородом, рассолами и диоксидом углерода.

Морские приложения
Благодаря своей высокой устойчивости к эрозии и коррозии, титан в настоящее время используется для изготовления подводных шаровых кранов, пожарных насосов, теплообменников, для отливок, в качестве материала для изготовления корпусов подводных лодок, в системах с водометным приводом и для бортовых систем охлаждения труб.

Химическая обработка
Титановые емкости, теплообменники, титановые резервуары, титановые мешалки, охладители и системы трубопроводов из титана используются при переработке агрессивных химикатов, таких как азотная кислота, органические кислоты, диоксид хлора, восстановленные кислоты и сероводород.

Титан в архитектуре
В качестве архитектурного материала титан быстро завоевывает признание во всем мире. Его коррозионная стойкость, легкий вес, прочность, пластичность, металлический внешний вид и почти неограниченный срок службы дают ему преимущество перед другими материалами. Типичные области включают крыши, потолки, наружные стеновые панели, скульптуры и памятники.