Títan fannst í Cornwall í Bretlandi af William Gregor árið 1791 og var nefnt af Martin Heinrich Klaproth eftir títanum grískrar goðafræði. Frumefnið á sér stað í fjölda steinefnaútfella, aðallega rútíls og ilmeníts, sem eru víða dreifðar í jarðskorpunni og steinhvolfinu; það er að finna í nánast öllum lífverum, svo og vatnshlotum, steinum og jarðvegi. Málmurinn er unninn úr helstu málmgrýti með Kroll og Hunter aðferðum. Algengasta efnasambandið, títantvíoxíð, er vinsæll ljóshvati og er notað við framleiðslu á hvítum litarefnum. Önnur efnasambönd innihalda títantetraklóríð (TiCl4), sem er hluti af reykskjám og hvata; og títantríklóríð (TiCl3), sem er notað sem hvati við framleiðslu á pólýprópýleni.
Títan er hægt að blanda með járni, áli, vanadíum og mólýbdeni, meðal annarra frumefna, til að framleiða sterkar, léttar málmblöndur fyrir geimferða (þotuhreyfla, eldflaugar og geimfar), hernaðar-, iðnaðarferla (efna- og jarðolíuefna, afsöltunarverksmiðja, kvoða, og pappír)bifreiðar, landbúnaður (búskapur), læknisgervilir, bæklunarígræðslur, tannlækningar og tannlækningar og skrár, tannígræðslur, íþróttavörur, skartgripir, farsímar og önnur forrit.
Tveir gagnlegustu eiginleikar málmsins eru tæringarþol og hlutfall styrks og þéttleika, það hæsta af málmþáttum. Í óblanduðu ástandi er títan eins sterkt og sumt stál en minna þétt. Það eru tvær allótrópískar form og fimm náttúrulegar samsætur þessa frumefnis, 46Ti til 50Ti, þar sem 48Ti er algengast (73,8 prósent).
Líkamlegir eiginleikar
Sem málmur er títan viðurkennt fyrir hátt hlutfall styrks og þyngdar. Það er sterkur málmur með lágan þéttleika sem er nokkuð sveigjanlegur (sérstaklega í súrefnislausu umhverfi), gljáandi og málmhvítur á litinn. Tiltölulega hátt bræðslumark (1.668 gráður eða 3,034 gráður F) gerir það gagnlegt sem eldfastur málmur. Það er parasegulmagnaðir og hefur frekar litla raf- og hitaleiðni miðað við aðra málma. Títan er ofurleiðandi þegar það er kælt niður fyrir mikilvæga hitastigið sem er 0,49 K.
Viðskiptahreinar (99,2 prósent hreinar) títantegundir hafa endanlegan togstyrk upp á um 434 MPa (63,000 psi), jafn venjulegum lággæða stálblendi, en eru minna þéttar. Títan er 60 prósent þéttara en ál, en meira en tvöfalt sterkara en algengasta 6061-T6 álblandan. Ákveðnar títan málmblöndur (td Beta C) ná togstyrk upp á yfir 1.400 MPa (200,000 psi). Hins vegar missir títan styrk þegar það er hitað yfir 430 gráður (806 gráður F).
Títan er ekki eins hart og sumar tegundir af hitameðhöndluðu stáli; það er ekki segulmagnað og lélegur leiðari hita og rafmagns. Vinnsla krefst varúðarráðstafana því efnið getur gallað nema beitt verkfæri og viðeigandi kæliaðferðir séu notaðar. Eins og stálbyggingar hafa þau sem eru unnin úr títan þreytumörk sem tryggir langlífi í sumum forritum.
Málmurinn er tvískiptur allotrope af sexhyrndu formi sem breytist í líkamsmiðaða kúbikform (grindur) við 882 gráður (1.620 gráður F). Eðlisvarmi formsins eykst verulega þegar það er hitað upp í þetta umbreytingshitastig en lækkar síðan og helst nokkuð stöðugt fyrir formið óháð hitastigi.
Efnafræðilegir eiginleikar
Eins og ál og magnesíum, oxast yfirborð títanmálms og málmblöndur hans strax við snertingu við loft til að mynda þunnt, ekki porous passivation lag sem verndar magn málmsins fyrir frekari oxun eða tæringu. Þegar það myndast fyrst er þetta hlífðarlag aðeins 1–2 nm þykkt en það heldur áfram að vaxa hægt og nær 25 nm þykkt á fjórum árum. Þetta lag gefur títan framúrskarandi tæringarþol, nánast jafngildir platínu.
Títan er fær um að standast árásir af þynntri brennisteins- og saltsýru, klóríðlausnum og flestum lífrænum sýrum. Hins vegar er títan tært af óblandaðri sýru. Eins og gefur til kynna með neikvæðum afoxunargetu þess er títan varmafræðilega mjög hvarfgjarn málmur sem brennur í venjulegu andrúmslofti við lægra hitastig en bræðslumarkið. Bráðnun er aðeins möguleg í óvirku andrúmslofti eða í lofttæmi. Við 550 gráður (1.022 gráður F) sameinast það klór. Það hvarfast einnig við önnur halógen og gleypir vetni.
Títan hvarfast auðveldlega við súrefni við 1.200 gráður (2.190 gráður F) í lofti og við 610 gráður (1.130 gráður F) í hreinu súrefni og myndar títantvíoxíð. Títan er einn af fáum frumefnum sem brenna í hreinu köfnunarefnisgasi, hvarfast við 800 gráður (1.470 gráður F) til að mynda títanítríð, sem veldur stökkleika. Vegna mikillar hvarfgirni þess við súrefni, köfnunarefni og margar aðrar lofttegundir, er títan sem gufar upp úr þráðum grunnurinn að títan sublimation dælur, þar sem títan þjónar sem hreinsiefni fyrir þessar lofttegundir með því að bindast þeim efnafræðilega. Slíkar dælur framleiða á ódýran hátt mjög lágan þrýsting í ofurháu lofttæmiskerfi.
Tilkoma
Títan er níunda algengasta frumefnið í jarðskorpunni (0.63 prósent miðað við massa) og sjöundi algengasti málmurinn. Það er til staðar sem oxíð í flestum gjósku, í seti úr þeim, í lífverum og í náttúrulegum vatnshlotum. Af 801 tegundum gjósku sem greindar voru af jarðfræðistofnun Bandaríkjanna, innihéldu 784 títan. Hlutfall þess í jarðvegi er um það bil 0,5 til 1,5 prósent.
Algeng steinefni sem innihalda títan eru anatasi, brookite, ilmenite, perovskite, rutile og titanite (sphene). Akaogiite er afar sjaldgæft steinefni sem samanstendur af títantvíoxíði. Af þessum steinefnum hafa aðeins rútíl og ilmenít efnahagslegt mikilvægi, en jafnvel erfitt að finna þau í miklum styrk. Um 6.0 og 0.7 milljónir tonna af þessum steinefnum voru unnin árið 2011, í sömu röð. Verulegar títanberandi ilmenítútfellingar eru til í vesturhluta Ástralíu, Kanada, Kína, Indlandi, Mósambík, Nýja Sjálandi, Noregi, Sierra Leone, Suður-Afríku og Úkraínu. Um 210,000 tonn af títanmálmsvampum voru framleidd árið 2020, aðallega í Kína (110,000 t), Japan (50,000 t), Rússlandi (33,{{ 15}} t), og Kasakstan (15,000 t). Heildarforði anatasa, ilmeníts og rútíls er áætlaður yfir 2 milljarðar tonna.
Styrkur títans er um það bil 4 píkómólar í sjónum. Við 100 gráður er styrkur títans í vatni áætlaður minni en 10−7 M við pH 7. Deili á títantegundum í vatnslausn er enn óþekkt vegna lítillar leysni þess og skorts á viðkvæmum litrófsfræðilegum aðferðum, þó aðeins 4 plús oxunarástand er stöðugt í lofti. Engar vísbendingar eru fyrir líffræðilegu hlutverki, þó vitað sé að sjaldgæfar lífverur safna háum styrk af títan.
Títan er að finna í loftsteinum og það hefur fundist í sólinni og í stjörnum af gerðinni M (svalasta gerð) með yfirborðshitastig upp á 3.200 gráður (5.790 gráður F). Steinar sem fluttar eru til baka frá tunglinu í Apollo 17 leiðangrinum eru samsettar úr 12,1 prósent TiO2. Náttúrulegt títan (hreint málm) er mjög sjaldgæft.
Ef þú vilt vita fleiri fréttir um títan,vinsamlegast smelltu hér.
Hafðu samband við okkur: zhangjixia@bjygti.com
