Titanium ditemui di Cornwall, Great Britain, oleh William Gregor pada tahun 1791 dan dinamakan oleh Martin Heinrich Klaproth sempena Titans mitologi Yunani. Elemen ini berlaku dalam beberapa deposit mineral, terutamanya rutile dan ilmenite, yang diedarkan secara meluas di kerak dan litosfera Bumi; ia terdapat di hampir semua makhluk hidup, serta badan air, batu, dan tanah. Logam ini diekstrak dari bijih mineral utamanya oleh proses Kroll dan Hunter. Kompaun yang paling biasa, titanium dioksida, adalah photocatalyst yang popular dan digunakan dalam pembuatan pigmen putih. Sebatian lain termasuk titanium tetrachloride (TiCl4), komponen skrin asap dan pemangkin; dan titanium trichloride (TiCl3), yang digunakan sebagai pemangkin dalam pengeluaran polipropilena.
Titanium boleh dialoi dengan besi, aluminium, vanadium, dan molibdenum, antara elemen lain, untuk menghasilkan aloi yang kuat dan ringan untuk aeroangkasa (enjin jet, peluru berpandu, dan kapal angkasa), tentera, proses perindustrian (bahan kimia dan petrokimia, tumbuhan penyahgaraman, pulpa, dan kertas)automotif, pertanian (pertanian), prostesis perubatan, implan ortopedik, instrumen dan fail pergigian dan endodontik, implan pergigian, barangan sukan, barang kemas, telefon bimbit, telefon bimbit, dan aplikasi lain.
Dua sifat logam yang paling berguna adalah rintangan kakisan dan nisbah kekuatan-ke-ketumpatan, yang tertinggi dari mana-mana elemen logam. Dalam keadaan yang tidak bermaya, titanium adalah sekuat beberapa keluli tetapi kurang padat. Terdapat dua bentuk alotropik dan lima isotop semulajadi unsur ini, 46Ti hingga 50Ti, dengan 48Ti menjadi yang paling banyak (73.8%).
Sifat fizikal
Sebagai logam, titanium diiktiraf kerana nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi. Ia adalah logam yang kuat dengan ketumpatan rendah yang agak mulur (terutamanya dalam persekitaran bebas oksigen), berkilau, dan warna logam-putih. Titik lebur yang agak tinggi (1,668 ° C atau 3,034 ° F) menjadikannya berguna sebagai logam refraktori. Ia adalah paramagnetik dan mempunyai kekonduksian elektrik dan terma yang agak rendah berbanding logam lain. Titanium adalah superkonduktor apabila disejukkan di bawah suhu kritikal 0.49 K.
Gred titanium tulen komersial (99.2% tulen) mempunyai kekuatan tegangan muktamad kira-kira 434 MPa (63,000 psi), sama dengan aloi keluli gred rendah biasa, tetapi kurang padat. Titanium adalah 60% lebih padat daripada aluminium, tetapi lebih daripada dua kali lebih kuat daripada aloi aluminium 6061-T6 yang paling biasa digunakan. Aloi titanium tertentu (contohnya, Beta C) mencapai kekuatan tegangan lebih daripada 1,400 MPa (200,000 psi). Walau bagaimanapun, titanium kehilangan kekuatan apabila dipanaskan di atas 430 °C (806 °F).
Titanium tidak sekeras beberapa gred keluli yang dirawat haba; ia bukan magnet dan konduktor haba dan elektrik yang lemah. Machining memerlukan langkah berjaga-jaga kerana bahan boleh hempedu melainkan alat tajam dan kaedah penyejukan yang betul digunakan. Seperti struktur keluli, yang diperbuat daripada titanium mempunyai had keletihan yang menjamin umur panjang dalam beberapa aplikasi.
Logam adalah alotrope dimorfik bentuk α heksagon yang berubah menjadi bentuk kubik berpusatkan badan (kisi) β pada 882 °C (1,620 °F). Haba spesifik bentuk α meningkat secara dramatik kerana ia dipanaskan pada suhu peralihan ini tetapi kemudian jatuh dan kekal agak malar untuk bentuk β tanpa mengira suhu.
Sifat kimia
Seperti aluminium dan magnesium, permukaan logam titanium dan aloinya mengoksidakan serta-merta apabila terdedah kepada udara untuk membentuk lapisan pasif bukan berliang nipis yang melindungi logam pukal daripada pengoksidaan atau kakisan selanjutnya. Apabila ia mula-mula terbentuk, lapisan pelindung ini hanya 1-2 nm tebal tetapi ia terus tumbuh perlahan-lahan, mencapai ketebalan 25 nm dalam tempoh empat tahun. Lapisan ini memberikan rintangan titanium yang sangat baik terhadap kakisan, hampir sama dengan platinum.
Titanium mampu menahan serangan dengan mencairkan asid sulfurik dan hidroklorik, penyelesaian klorida, dan kebanyakan asid organik. Walau bagaimanapun, titanium berkarat oleh asid pekat. Seperti yang ditunjukkan oleh potensi redoks negatifnya, titanium adalah termodinamik logam yang sangat reaktif yang terbakar dalam suasana normal pada suhu yang lebih rendah daripada titik lebur. Leburan hanya boleh dilakukan dalam suasana lengai atau dalam vakum. Pada 550 °C (1,022 ° F), ia digabungkan dengan klorin. Ia juga bertindak balas dengan halogen lain dan menyerap hidrogen.
Titanium mudah bertindak balas dengan oksigen pada 1,200 °C (2,190 °F) di udara, dan pada 610 °C (1,130 °F) dalam oksigen tulen, membentuk titanium dioksida. Titanium adalah salah satu daripada beberapa elemen yang terbakar dalam gas nitrogen tulen, bertindak balas pada 800 °C (1,470 °F) untuk membentuk nitride titanium, yang menyebabkan embrittlement. Kerana kereaktifan yang tinggi dengan oksigen, nitrogen, dan banyak gas lain, titanium yang disejat dari filamen adalah asas untuk pam pemejalwapan titanium, di mana titanium berfungsi sebagai scavenger untuk gas-gas ini dengan mengikat kimia kepada mereka. Pam sedemikian dengan murah menghasilkan tekanan yang sangat rendah dalam sistem vakum ultra tinggi.
Kejadian
Titanium adalah elemen kesembilan yang paling banyak dalam kerak Bumi (0.63% oleh jisim) dan logam ketujuh yang paling banyak. Ia hadir sebagai oksida di kebanyakan batu igneous, dalam sedimen yang berasal dari mereka, dalam makhluk hidup, dan dalam badan semula jadi air. Daripada 801 jenis batu igneous yang dianalisis oleh Kajian Geologi Amerika Syarikat, 784 mengandungi titanium. Perkadarannya dalam tanah adalah kira-kira 0.5 hingga 1.5%.
Mineral yang mengandungi titanium biasa adalah anatase, brookite, ilmenite, perovskite, rutile, dan titanite (sphene). Akaogiite adalah mineral yang sangat jarang berlaku yang terdiri daripada titanium dioksida. Daripada mineral ini, hanya rutile dan ilmenite mempunyai kepentingan ekonomi, namun mereka juga sukar untuk mencari dalam kepekatan yang tinggi. Kira-kira 6.0 dan 0.7 juta tan mineral tersebut dilombong pada tahun 2011, masing-masing. Deposit ilmenite galas titanium yang ketara wujud di barat Australia, Kanada, China, India, Mozambique, New Zealand, Norway, Sierra Leone, Afrika Selatan, dan Ukraine. Kira-kira 210,000 tan span logam titanium dihasilkan pada tahun 2020, kebanyakannya di China (110,000 t), Jepun (50,000 t), Rusia (33,000 t), dan Kazakhstan (15,000 t). Jumlah rizab anatase, ilmenite, dan rutile dianggarkan melebihi 2 bilion tan.
Kepekatan titanium adalah kira-kira 4 picomolar di lautan. Pada 100 °C, kepekatan titanium dalam air dianggarkan kurang daripada 10-7 M pada pH 7. Identiti spesies titanium dalam larutan berair masih tidak diketahui kerana kelarutan yang rendah dan kekurangan kaedah spektroskopi sensitif, walaupun hanya keadaan pengoksidaan 4+ yang stabil di udara. Tiada bukti wujud untuk peranan biologi, walaupun organisma jarang diketahui mengumpul kepekatan titanium yang tinggi.
Titanium terkandung dalam meteorit, dan ia telah dikesan di Matahari dan dalam bintang jenis M (jenis paling sejuk) dengan suhu permukaan 3,200 °C (5,790 °F). Batu-batu yang dibawa kembali dari Bulan semasa misi Apollo 17 terdiri daripada 12.1% TiO2. titanium asli ( logam tulen) sangat jarang berlaku.
Jika kau ingin tahu lebih banyak berita tentang Titanium,sila klik di sini.
Hubungi kami:zhangjixia@bjygti.com
