ટિટાનિયમ - મેટલ. ટાઇટેનિયમ ગુણધર્મો ધરાવે છે. ટાઇટેનિયમ ઉપયોગ. ગ્રેડ અને ટિટાનિયમ રાસાયણિક રચનામાં

સનાતન, રહસ્યમય, સ્પેસ, ભવિષ્યના સામગ્રી - આ અને બીજા ઘણા બધા અન્ય ટાઇટેનિયમ વિવિધ સ્રોતો સોંપવામાં એપિટેથ્સ. આ ધાતુની શોધનો ઇતિહાસ તુચ્છ ન હતી: શુદ્ધ સ્વરૂપ માં રિલીઝ તત્વ પર એક જ સમયે અનેક વૈજ્ઞાનિકો કામ કર્યું હતું. ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો અને તેની અરજી વ્યાખ્યા અભ્યાસ પ્રક્રિયા સમાપ્ત થયેલ નથી આજે. ટિટાનિયમ - ભાવિ અને હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે વ્યાખ્યાયિત ન માનવ જીવનમાં તેની જગ્યાએ ના મેટલ, આધુનિક સંશોધકો સર્જનાત્મકતા અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે એક વિશાળ અવકાશ આપે છે.

લક્ષણ

કેમિકલ તત્વ ટાઇટેનિયમ (ટિટાનિયમ) આવર્ત કોષ્ટક ડી આઇ Mendeleeva ટિટેનિયમ પ્રતીક નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. ચોથો ગાળો બાજુ પેટાજૂથ ચોથો જૂથ આવેલું છે, અને સીરીયલ નંબર 22 છે એક સરળ પદાર્થ ટાઇટેનિયમ ના - મેટલ સફેદ અને ચાંદી, હળવી અને ટકાઉ. આ ઈલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન ધ અણુ ધરાવે ધ નીચેના માળખું: +22) 2) 8) 10) 2 , 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 થી 6} 2P 3 પી 3D ^{6 2 2} 4S. પરિણામે, ટાઇટેનિયમ કેટલાક સંભવિત ઓક્સિડેશન રાજ્યો 2, 3, 4, સૌથી સ્થિર સંયોજનો, તે tetravalent છે.

ટિટાનિયમ - એલોય અથવા મેટલ?

આ પ્રશ્ન ઘણા રસ છે. 1910 માં, અમેરિકન રસાયણશાસ્ત્રી હન્ટર પ્રથમ શુદ્ધ ટાઇટેનિયમ હતી. મેટલ અશુદ્ધિઓ ફક્ત 1% સમાયેલ છે, પરંતુ જથ્થો નહિવત્ છે અને તેના ગુણધર્મો વધુ તપાસ શક્યતા આપી નથી સાબિત થયા હતા. આ સામગ્રીનો તન્યતા ઊંચા તાપમાને tolkopod હાંસલ કરવામાં આવી હતી, સામાન્ય શરતો (ઓરડાના તાપમાને) હેઠળ, સેમ્પલ પણ બરડ હતી. હકીકતમાં, આ આઇટમ કારણ કે તેનો ઉપયોગ ભવિષ્ય ના રસ વૈજ્ઞાનિકો પણ અનિશ્ચિત લાગતું નથી. મેળવવા અને વધુ તપાસ જટિલતા તેની અરજી સંભવિત ઘટાડો કર્યો હતો. માત્ર 1925 માં, નેધરલેન્ડ્સ જે દી બોએર અને એ વાન Arkel થી રસાયણશાસ્ત્રીઓ ટાઇટેનિયમ મેટલ, જે ગુણધર્મો સમગ્ર વિશ્વમાં ઇજનેરો અને ડિઝાઇનર્સ ધ્યાન ખેંચ્યું છે પ્રાપ્ત થઈ છે. આ ઘટક અભ્યાસ ઇતિહાસ 1790 સાથે શરૂ થાય છે, તે સમાંતર આ સમયે હતી, એકબીજા સ્વતંત્ર, બે વૈજ્ઞાનિકો રાસાયણિક તત્વ તરીકે ટાઇટેનિયમ શોધે છે. તેમને દરેક સંયોજન (ઓક્સાઇડ) એજન્ટ મેળવે છે, શુદ્ધ સ્વરૂપમાં મેટલ પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે નિષ્ફળ ગયા હતા. ટિટાનિયમ ઇંગલિશ સાધુ ખનિજવિજ્ઞાની વિલિયમ ગ્રેગર એક પાયોનિયર ગણાય છે. તેમના પરગણું, ઈંગ્લેન્ડ નૈર્ૠત્ય ભાગમાં આવેલું પ્રદેશ પર, એક યુવાન વૈજ્ઞાનિક કાળા રેતી Menakena વેલી અભ્યાસ શરૂ કર્યો. ચુંબક સાથે પ્રયોગો પરિણામો મજાની અનાજ, જે ટાઇટેનિયમ સંયોજનો છે ફાળવણી કરવામાં આવી છે. તે જ સમયે જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી માર્ટિન હેઇનરિચ Klaproth ખનિજ rutile નવા પદાર્થ ઓળખાયેલ છે. 1797 માં, તેમણે પણ સાબિત કર્યું કે ઓપન તત્વો સમાંતર સમાન છે. ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ કરતાં વધુ એક સદી મેળવવા માટે શુદ્ધ ધાતુ Berzelius પણ શક્ય ન હતું ઘણી રસાયણશાસ્ત્રીઓ માટે એક રહસ્ય હતો. XX સદીના છેલ્લી ટેકનોલોજી મોટા પ્રમાણમાં કહ્યું તત્વ ના શીખવાની પ્રક્રિયા ત્વરિત અને તેના ઉપયોગ પ્રારંભિક દિશામાં નક્કી કરે છે. આ સ્કોપ સતત વિસ્તરણ કરી રહી છે. તેના અવકાશ મર્યાદિત ફક્ત આવા શુદ્ધ ટાઇટેનિયમ તરીકે પદાર્થ મેળવવા પ્રક્રિયા જટિલતા કરી શકો છો. ભાવ અને મેટલ એલોય બદલે ઊંચી છે, તેથી તે પરંપરાગત લોખંડ અને અપ ટુ ડેટ એલ્યુમિનિયમ સ્થળાતર કરી શકતા નથી.

નામનું મૂળ

Menakin - ટાઇટેનિયમ પ્રથમ નામ, કે જે 1795 સુધી ઉપયોગમાં લેવાતો હતો. તે સાચું, પ્રાદેશિક જોડાણ અનુસાર, નવા તત્વ ડબલ્યુ ગ્રેગર કહેવાય છે. માર્ટિન Klaproth 1797 માં તત્વ સોંપે નામ "ટાઇટન". આ સમયે, તેના ફ્રેન્ચ counterpart ની, તદ્દન પ્રભાવશાળી રસાયણશાસ્ત્રી એ.એલ. Lavuaze વડપણ હેઠળની તેમના મૂળભૂત ગુણધર્મો અનુસાર નવી શોધાયેલી પદાર્થ કૉલ કરવા ઓફર કરે છે. જર્મનીના વૈજ્ઞાનિકના આ અભિગમ સાથે સહમત ન હતી, તેમણે ન્યાયથી વિચાર્યું કે શોધ તબક્કો બધા લક્ષણો એક પદાર્થ સહજ ઓળખવા માટે, અને તેમને શીર્ષક પ્રતિબિંબિત તદ્દન મુશ્કેલ છે. જોકે, આપણે યાદ રાખવું જોઈએ કે વપરાશકર્તા પસંદ Klaproth શબ્દ સંપૂર્ણપણે મેટલ અનુલક્ષે - તે વારંવાર આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે. ત્યાં નામ ટાઇટન બે મુખ્ય સિદ્ધાંતો છે. મેટલ Elven રાણી ટિટાનિયા (કેરેક્ટર જર્મની દંતકથા) માનમાં નિયુક્ત કરી શકાય છે. આ નામ બંને ચપળતા અને તાકાત એજન્ટ પ્રતીક છે. મોટા ભાગના વૈજ્ઞાનિકો ગ્રીક પૌરાણિક ઉપયોગ, જેમાં ટાઇટન્સ શકિતશાળી પૃથ્વી દેવી ગૈયા પુત્રો કહેવાતા હતા વલણ ધરાવે છે. યુરેનિયમ - આ સંસ્કરણ અગાઉ ઓપન તત્વ નામ કહે છે.

પ્રકૃતિ બનવું

ધાતુઓ, જે વ્યક્તિ માટે કિંમત ટેકનીકલ દ્રષ્ટિએ, ટિટેનિયમ પૃથ્વીના પોપડાના હદ પર ચોથા ક્રમે છે. કુદરત એક મહાન પ્રમાણ માત્ર લોહ, મેગ્નેશિયમ અને એલ્યુમિનિયમ લાક્ષણિકતા છે. બેસાલ્ટ નોંધ્યું સૌથી ટાઇટેનિયમ સામગ્રી તેના ગ્રેનાઈટ સ્તર થોડી નાની શેલ. દરિયાના, પદાર્થ સામગ્રી ઓછી છે - 0.001 વિશે mg / L. કેમિકલ તત્વ ટાઇટેનિયમ, ખૂબ જ સક્રિય છે, તેથી તેના શુદ્ધ સ્વરૂપ મળવા અશક્ય છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, તે ઓક્સિજન સાથે સંયોજનો હાજર છે, અને ચાર એક સંયોજકતા છે. titaniferous ખનિજો સંખ્યા 63 થી 75 માંથી (વિવિધ સ્રોતોમાંથી) બદલાય જ્યારે સંશોધન હાજર તબક્કે, વૈજ્ઞાનિકો સંયોજનો નવા સ્વરૂપો શોધવા માટે ચાલુ રાખો. વ્યવહારુ ઉપયોગ માટે, સૌથી મહત્વપૂર્ણ નીચેના ખનીજ છે:

1. યુક્ત (FeTiO _3).
2. Rutile (Tio _2).
3. Titanite (CaTiSiO _5).
4. Perovskite (Catío _3).
5. Titanomagnetite (FeTiO ₃ + ફે ₃ ઓ ₄₎ અને ટી. ડી

બધા વર્તમાન titaniferous ઓર મૂળભૂત અને PLACER વહેંચવામાં આવે છે. આ તત્વ નબળા સ્થળાંતર છે, તે માત્ર એક વેતર પત્થરો મુસાફરી કરી શકો છો અથવા ખડકો કાંપ નીચે ખસેડો. ધ જૈવક્ષેત્ર ધી મહાન રકમ ટાઇટેનિયમ સમાયેલ ધ શેવાળ. આ પ્રતિનિધિઓ ધ પાર્થિવ પ્રાણીસૃષ્ટિ તત્વ જમા ધ પેશીઓ ધ હોર્ન, વાળ. એક માનવ શરીર લાક્ષણિકતાના ટાઇટેનિયમ હાજર ધ બરોળ, ધ મૂત્રપિંડ પાસેની ગ્રંથીઓ, સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન, થાઇરોઇડ ગ્રંથિ.

ભૌતિક ગુણધર્મો

ટિટાનિયમ - ફેરસ મેટલ ચાંદી સફેદ રંગની કર્યા, સ્ટીલ જેવું લાગે છે. 0 ⁰ સી 4,517 ના g / સે.મી. ³ ઘનતા તાપમાન ^પર. પદાર્થ ઓછી થર્મલ જથ્થો છે, જે અંદર ક્ષારીય ધાતુઓની (કેડિયમ, સોડિયમ, લિથિયમ, સીઝીયમ) ની લાક્ષણિકતા છે. ગીચતા ટાઇટેનિયમ, આયર્ન અને એલ્યુમિનિયમની વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે, જ્યારે તેની કામગીરી બંને તત્વો કરતાં વધારે છે. ધાતુઓ મુખ્ય ગુણધર્મો છે, કે જે તેની અરજી અવકાશ નક્કી માનવામાં આવે છે ઊપજ તાકાત અને કઠિનતા. ટિટાનિયમ એલ્યુમિનિયમ 12 વખત, લોખંડ અને તાંબાના મજબૂત - 4 વખત, જ્યારે તે નોંધપાત્ર રીતે સરળ છે. શુદ્ધ પદાર્થ અને તેના ઉપજ મર્યાદાનો તન્યતા અન્ય ધાતુઓ કિસ્સામાં, ટી. ઈ riveting યુકિતઓ, ફોર્જિંગ, વેલ્ડીંગ, રોલિંગ તરીકે, ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાન કિંમતો અંતે પ્રક્રિયા પરવાનગી આપે છે. ફોકસ ટિટાનિયમ - તેની ઓછી થર્મલ અને વિદ્યુત વાહકતા, અને માહિતી ગુણધર્મો છે ટાઇટનની ચુંબકીય ક્ષેત્ર માં 500 ⁰ સી અપ એલિવેટેડ તાપમાને જાળવવામાં આવે છે paramagnetic તત્વ, તેમણે લોહ કારણ કે ખેંચ્યું નથી, અને તાંબુ તરીકે, ખરી ગયેલા નથી. કઠોર વાતાવરણમાં અને યાંત્રિક અસરો ખૂબ જ ઊંચી વિરોધી કાટ કામગીરી અનન્ય છે. દરિયાઈ પાણી હોવા કરતાં વધુ 10 વર્ષ દેખાવ અને ટિટાનિયમ પ્લેટને ની રચના બદલી ન હતી. આ કિસ્સામાં આયર્ન સંપૂર્ણપણે corroded નાશ કરવામાં આવશે.

ટાઇટેનિયમ ઉષ્માગતિક ગુણધર્મો

1. (સામાન્ય શરતો પર) ગીચતા 4.54 g / સે.મી. ^{3 છે.}
2. અણુ નંબર - 22.
3. મેટલ્સ ગ્રુપ - એક પ્રત્યાવર્તન, પ્રકાશ.
4. ટાઇટેનિયમ અણુ વજન - 47.0.
5. ઉત્કલન બિંદુ ⁽⁰ સી) - 3260.
6. દાઢ વોલ્યુમ સે.મી. ³ / mol - 10.6.
7. ગલન બિંદુ ટાઇટેનિયમ ⁽⁰ સી) - 1668.
8. બાષ્પીભવન ચોક્કસ ગરમી (kJ / mol) - 422,6.
9. (20 ⁰ સે) પ્રતિરોધકતા ઓહ્મ * સે.મી. * 10 ^-6 - 45.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઓક્સાઇડ ફિલ્મ નાના સપાટી પર રચના કારણે કાટ પ્રતિકાર તત્વ સુધારો થયો છે. તે અટકાવે (સામાન્ય શરતો હેઠળ) રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા જેમ મેટલ ટાઇટેનિયમ જેવા વાયુઓ (ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન) એક તત્વ આસપાસના વાતાવરણમાં સ્થિત છે. તેના ગુણધર્મો તાપમાન પ્રભાવ હેઠળ બદલો. તે 600 ⁰ સી, ઓક્સિજન વચ્ચે પ્રતિક્રિયા, ટિટેનિયમ ઓક્સાઇડ રચના પરિણમે (Tio ₂₎ વધારવામાં આવે _છે. વાતાવરણીય વાયુઓનું શોષણ કેસમાં નાજુક સંયોજનો કે જે આ કારણોસર વેલ્ડીંગ અને ટિટાનિયમ શૂન્યાવકાશ ઉત્પન્ન ગલન માટે કોઈ વ્યવહારુ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે બને છે. મેટલ હાઇડ્રોજન ઓગાળી એક ઉલટાવી શકાય તેવું પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા છે, તે ઊંચા તાપમાને (400 ⁰ સી અને ઉપર) પર વધુ સક્રિય થાય છે. ટિટાનિયમ, ખાસ કરીને અહીં રજકણોનું (પાતળા પ્લેટ અથવા એક વાયર) એક નાઇટ્રોજન વાતાવરણ હેઠળ દહન કરવામાં આવે છે. 700 ⁰ સી તાપમાન પર માત્ર શક્ય વચ્ચે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે, તેથી એક નાઇટ્રાઇડની ટીન રચે છે. ઘણા સ્વરૂપો ખૂબ સખત ધાતુના એલોય સાથે વારંવાર તત્વ alloying છે. halogens (ક્રોમીયમ, બ્રોમો પર્વત, iodo) સાથે પ્રતિક્રિયા પ્રવેશે ત્યારે જ ડ્રાય પદાર્થ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે એક ઉત્પ્રેરક (ઉચ્ચ તાપમાન) અને તે વિષય હાજરી. આ એક ખૂબ જ હાર્ડ પ્રત્યાવર્તન એલોય પેદા કરે છે. સૌથી એસિડ અને આલ્કલી ટાઇટેનિયમ ઉકેલની સાથે રાસાયણિક સક્રિય અપવાદ છે સંકેન્દ્રિત sulfuric (લાંબા સમય સુધી ઉકાળવું), હાઇડ્રોફ્લોરિક, ગરમ કાર્બનિક (ફોર્મિક એસિડ, oxalic એસિડ).

થાપણ

સૌથી સામાન્ય કુદરતી રીતે બનતું યુક્ત ઓર - તેના અનામત 800 મિલિયન ટન હોવાનો અંદાજ છે. rutile થાપણો જમા વધુ વિનમ્ર હોય છે, પરંતુ કુલ વોલ્યુમ - જ્યારે ઉત્પાદન વૃદ્ધિ જાળવવા - માનવતા આગામી 120 વર્ષ માટે મેટલ જેમ ટીટાનિયમનું પૂરી પાડવી જોઇએ. અંતિમ ઉત્પાદન કિંમત માગ અને વધારવામાં ઉત્પાદન કામગીરીમાં પર આધાર રાખે છે કરશે, પરંતુ સરેરાશ 1200 થી 1800 રુબેલ્સને સુધીનું હતું. / કિગ્રા. સતત તકનિકી સુધારણા સાથે મહત્વપૂર્ણ રીતે તેમના સમયસર સુધારાઓ તમામ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ કિંમત ઘટાડો કર્યો હતો. સૌથી મોટી અનામત ટાઇટેનિયમ અયસ્કનો જાપાન, દક્ષિણ આફ્રિકા, ઓસ્ટ્રેલિયા, કઝાકિસ્તાન, ભારત, દક્ષિણ કોરિયા, યુક્રેન, સિલોન છે ચાઇના અને રશિયા અને ખનિજ સંસાધન આધાર છે. વિવિધ ઉત્પાદન ગ્રંથો અને ઓર માં ટાઇટેનિયમ ટકાવારી મોટી થાપણો, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સર્વેક્ષણ સતત છે, જે તેને શક્ય મેટલ બજાર મૂલ્યમાં ઘટાડો અને તેના વિસ્તૃત અરજી ધારણ બનાવે ચાલુ છે. રશિયા સુધી ટાઇટેનિયમ સૌથી મોટો ઉત્પાદક છે.

સ્વાગત

માટે આ ઉત્પાદન ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, તે સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં સમાવતી ધ લઘુત્તમ રકમ અશુદ્ધિઓ. તે યુક્ત અથવા rutile ઓર ધ્યાન કેન્દ્રિત માધ્યમથી મેળવી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રીક-ચાપ ભઠ્ઠી હીટ ટ્રીટમેન્ટ ઓર, જે લોખંડ અને ટિટાનિયમ ઓક્સાઇડ સમાવતી સ્લેગ અલગ રચના સાથે જોડાયેલું છે જોવા મળે છે. સલ્ફેટ અથવા ક્લોરાઇડ પદ્ધતિ પ્રક્રિયા અપૂર્ણાંક લોખંડ મફત માટે વપરાય છે. ટિટાનિયમ ઓક્સાઇડ ગ્રે પાવડર (જુઓ. ફોટો) છે. ટિટાનિયમ ધાતુ તેના ક્રમિક સારવાર મેળવી શકાય છે.

પ્રથમ તબક્કામાં કોક અને કલોરિન વરાળ સંપર્કમાં સાથે સ્લેગ થર પ્રક્રિયા છે. TiCl ₄ મેગ્નેશિયમ અથવા સોડિયમ પરિણામી ઘટાડો થાય છે જ્યારે 850 ⁰ સી ટિટાનિયમ સ્પોન્જ તાપમાન (છિદ્રાળુ એકીકૃત સમૂહ) રાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવી આધિન, અથવા ingots માં ઓગાળવામાં શુદ્ધ. સ્થળો વધુ ઉપયોગ પર આધાર રાખીને, અથવા મેટલ એલોય શુદ્ધ સ્વરૂપ માં રચના કરવામાં આવે છે (અશુદ્ધિઓ 1000 ⁰ સે ગરમી દ્વારા દૂર થાય છે.) અશુદ્ધિઓ અપૂર્ણાંક 0.01% આયોડિડ વપરાય પદ્ધતિ સાથે એક પદાર્થ ઉત્પાદન માટે. તે ટાઇટેનિયમ સ્પોન્જ હેલોજન સાથે pretreated, તેના વરાળ બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા પર આધારિત છે.

અરજી ક્ષેત્રો

ટાઇટેનિયમ ગલન બિંદુ પૂરતી ઊંચી મેટલ માળખાકીય સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરવામાં સરળતા રહે તે અમૂલ્ય લાભ છે. તેથી, શોધે મહાન અરજી ધ જહાજવાડા ઉદ્યોગ, ઉડ્ડયન ઉદ્યોગ, ઉત્પાદન મિસાઇલ, રાસાયણિક છોડ. ટિટાનિયમ વારંવાર વિવિધ એલોય, એટલે કે ગરમીની પ્રતિકાર અને કઠિનતા ના સુધારેલ લક્ષણો દર્શાવે છે એક ડોપન્ટ તરીકે વપરાય છે. હાઇ કાટ પ્રતિકાર અને મોટા ભાગના આક્રમક વાતાવરણમાં ટકી ક્ષમતા આ ધાતુ રાસાયણિક ઉદ્યોગ માટે અનિવાર્ય છે તેની ખાતરી કરો. ટિટાનિયમ (એલોય) પાઈપલાઈન, ટાંકી, વાલ્વ, ફિલ્ટર્સ, આસવન અને એસિડ અને અન્ય રાસાયણિક સક્રિય પદાર્થો પરિવહન માટે વપરાય છે કરવામાં આવે છે. તેમણે માગણી કરી ત્યારે બનાવી ઉપકરણો ઓપરેટિંગ ખાતે એલિવેટેડ તાપમાન કામગીરી. ટાઇટેનિયમ સંયોજનો ટકાઉ કટીંગ સાધનો, પેઇન્ટ, પ્લાસ્ટીક અને કાગળ, વાઢકાપ સાધનો, પ્રત્યારોપણની, ઘરેણાં સુશોભન સામગ્રી, ખોરાક ઉદ્યોગમાં ઉપયોગ કરવા માટે વપરાય છે. બધા દિશાઓ વર્ણન કરવા મુશ્કેલ છે. સંપૂર્ણ જૈવિક સુરક્ષા માટે આધુનિક દવા વારંવાર મેટલ ટાઇટેનિયમ ઉપયોગ કરે છે. ભાવ - આ માત્ર પરિબળ આ તત્વની અરજી લાંબા પહોળાઇ અસર કરે છે. ન્યાયથી કે ટાઇટેનિયમ દ્રઢપણે માને - ભવિષ્યના સામગ્રી, કે માનવજાત શીખવાની વિકાસ ની નવી તબક્કામાં દાખલ કરશે.