Mwyndoddi Titaniwm

Mae'r deunydd crai ar gyfer cynhyrchu metel titaniwm yn rutile yn bennaf, sy'n cynnwys mwy na 96% TiO2. Diffyg gwledydd mwyn rutile, megis yr Undeb Sofietaidd, y defnydd o ilmenite gwneud o "slag titaniwm uchel", sy'n cynnwys tua 90% TiO2. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, oherwydd pris rutile naturiol a chronfeydd wrth gefn sy'n prinhau, mae gwledydd yn tueddu i ddefnyddio ilmenite wedi'i wneud o ddeunyddiau cyfoethog titaniwm, hynny yw, slag titaniwm uchel a rutile artiffisial.

Darganfuwyd titaniwm ym 1791, ond y tro cyntaf i wneud titaniwm pur yw ym 1910, canol mwy na chan mlynedd. Y rheswm yw: mae titaniwm yn weithgar iawn ar dymheredd uchel, mae'n hawdd ei gyfuno ag ocsigen, nitrogen, carbon ac elfennau eraill, er mwyn echdynnu titaniwm pur mae angen amodau llym iawn.

Diwydiant a ddefnyddir yn gyffredin dadelfeniad asid sylffwrig o ilmenite titaniwm deuocsid, titaniwm deuocsid o ditaniwm metel titaniwm. Triniaeth asid sylffwrig crynodedig o ilmenit daear (crynodiad), mae'r adwaith cemegol canlynol yn digwydd:

FeTiO3 + 3H2SO4 == Ti(SO4)2 + FeSO{5}}H2O

FeTiO{0}}H2SO4 == TiOSO{{3}FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O

Er mwyn cael gwared ar yr amhuredd Fe2(SO4)3, ychwanegir ffiliadau haearn a gostyngir Fe3+ i Fe2+, yna caiff yr hydoddiant ei oeri i lai na 273K, gan ganiatáu FeSO4-7H2O (alwm gwyrdd) i grisialu fel sgil-gynnyrch.

Roedd hydrolysis Ti(SO4)2 a TiOSO4 yn gwaddodi gwaddod metatitanad gwyn, yr adwaith oedd:

Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

Mae titaniwm deuocsid yn cael ei gynhyrchu trwy ffugio asid metatitanig:

H2TiO3 == TiO2+H2O

Cynhyrchu metel titaniwm yn ddiwydiannol gan ddefnyddio dull lleihau thermol metel i leihau tetraclorid titaniwm. TiO2 (neu rutile naturiol) a chymysgedd powdr siarcol gwresogi i 1000 ~ 1100K, clorineiddio, a gwneud y genhedlaeth o TiCl4, anwedd anwedd.

TiO{0}}C+2Cl2=TiCl4+2CO-

Mae gostyngiad o TiCl4 gyda magnesiwm tawdd mewn argon ar 1070K yn rhoi sbwng titaniwm mandyllog:

TiCl{0}}Mg=2MgCl2+Ti

Mae'r sbwng titaniwm hwn yn cael ei falu, wedi'i doddi mewn ffwrnais arc gwactod ac yn olaf wedi'i wneud yn wahanol ddeunyddiau titaniwm.

Mae hefyd yn bosibl ymateb: Ti{0}}I2=TiI4

Mae'r TiI4 a geir yn cael ei ddadelfennu ar dymheredd uchel (tua 1250 gradd):

TiI4=Ti+2I2

Mae hyn yn arwain at wialen titaniwm pur.

Priodweddau a defnyddiau titaniwm a aloion titaniwm

Mae titaniwm pur yn fetel arian-gwyn, sydd â llawer o briodweddau rhagorol. Mae dwysedd titaniwm yn 4.54g/cm3, 43% yn ysgafnach na dur, ac ychydig yn drymach na'r magnesiwm metel ysgafn mawreddog. Mae cryfder mecanyddol yn debyg i ddur, ddwywaith mor fawr ag alwminiwm, bum gwaith yn fwy na magnesiwm. Mae titaniwm yn gwrthsefyll tymheredd uchel, pwynt toddi 1942K, bron i 1000K yn uwch nag aur, bron i 500K yn uwch na dur.

Mae titaniwm yn perthyn i briodweddau cemegol mwy gweithredol y metel. Pan gaiff ei gynhesu ag O2, N2, H2, S a halogenau a rôl anfetelaidd arall. Ond ar dymheredd ystafell, mae wyneb titaniwm yn hawdd i gynhyrchu haen denau iawn o ffilm amddiffynnol ocsid trwchus, gall wrthsefyll rôl asidau cryf a hyd yn oed aqua regia, gan ddangos ymwrthedd cyrydiad cryf. Felly, mae'r metel cyffredinol yn yr ateb asid, alcali, halen yn dod yn llawn tyllau ac mae titaniwm yn ddiogel ac yn gadarn.

Gall titaniwm hylif ddiddymu bron pob metel, felly gall ffurfio aloion gydag amrywiaeth o fetelau. Mae titaniwm yn cael ei ychwanegu at ddur i gynhyrchu dur titaniwm, sy'n galed ac yn hyblyg. Titaniwm a metel Al, Sb, Be, Cr, Fe, ac ati i gynhyrchu cyfansoddion llenwi bylchau neu gyfansoddion rhyngfetelaidd.

Aloi titaniwm gwneud o awyrennau na metelau eraill a wneir o'r un pwysau yr awyren yn fwy na 100 o deithwyr. Wedi'u gwneud o longau tanfor, y ddau ymwrthedd cyrydiad dŵr môr, ond hefyd ymwrthedd i bwysau dwfn, cynyddodd ei ddyfnder plymio na llongau tanfor dur di-staen 80%. Ar yr un pryd, mae titaniwm yn anfagnetig, ni fydd yn cael ei ddarganfod gan fwyngloddiau, mae ganddo rôl gwrth-warcheidwad da iawn.

Mae gan ditaniwm ryw "pro-biotig". Yn y corff dynol, gall wrthsefyll cyrydiad secretion a diwenwyn, ac mae'n addasadwy i unrhyw ddull sterileiddio. Felly, fe'i defnyddir yn helaeth wrth gynhyrchu offer meddygol, cynhyrchu cymalau clun artiffisial, cymalau pen-glin, cymalau ysgwydd, cymalau, cymalau gorfodol, penglog, falfiau calon gweithredol, clipiau gosod esgyrn. Pan fydd y cylch ffibr cyhyrau newydd wedi'i lapio yn yr "esgyrn titaniwm" hyn, dechreuodd yr esgyrn titaniwm hyn gynnal gweithgareddau arferol y corff dynol.

Mae titaniwm wedi'i ddosbarthu'n eang yn y corff dynol, ac nid yw cynnwys arferol y corff dynol yn fwy na 15mg fesul 70kg o bwysau'r corff, ac mae ei rôl yn dal yn aneglur. Fodd bynnag, gall titaniwm ysgogi phagocytes, fel bod rôl imiwnedd wedi'i gadarnhau.

Cyfansoddion a defnyddiau titaniwm

Mae cyfansoddion titaniwm pwysig yn cynnwys: titaniwm deuocsid (TiO2), tetraclorid titaniwm (TiCl4), a metatitanad bariwm (BaTiO3).

Mae titaniwm deuocsid pur yn bowdr gwyn, yn pigment gwyn ardderchog, yr enw masnach "titaniwm deuocsid". Mae ganddo berfformiad gorchudd gwyn plwm (PbCO3) a pherfformiad parhaol gwyn sinc (ZnO). Felly, mae pobl yn aml yn ychwanegu titaniwm deuocsid mewn paent, wedi'i wneud o baent gwyn gradd uchel; yn y diwydiant papur fel llenwad ychwanegu at y padl papur; diwydiant tecstilau fel asiant matio ar gyfer ffibrau artiffisial.

Yn y diwydiant tecstilau fel asiant matio ar gyfer ffibrau o waith dyn; yn y diwydiant gwydr, cerameg, enamel fel ychwanegyn i wella ei berfformiad; a ddefnyddir fel catalydd mewn llawer o adweithiau cemegol. Yn y diwydiant cemegol yn datblygu fwyfwy heddiw, titaniwm deuocsid a thitaniwm cyfansoddion fel cynhyrchion cemegol dirwy, mae gwerth ychwanegol uchel, mae'r posibilrwydd yn ddeniadol iawn.

Mae tetraclorid titaniwm yn hylif di-liw; pwynt toddi o 250K, berwbwynt o 409K, gyda'r system o arogl cynhyrfus. Mae'n hawdd hydrolyze mewn dŵr neu aer llaith ac yn allyrru llawer o fwg gwyn.

TiCl{0}}H2O == H2TiO3+4HCl

Felly, defnyddir TiCl4 yn y fyddin fel asiant mwg artiffisial, fel pe bai'n cael ei ddefnyddio mewn rhyfela morwrol. Mewn amaethyddiaeth, mae pobl yn defnyddio TiCl4 i ffurfio tir niwl trwchus i leihau colli gwres o'r ddaear gyda'r nos, ac i amddiffyn llysiau a chnydau rhag niwed oerfel a rhew.

Gwneir metatitanad bariwm trwy doddi TiO2 a BaCO3 gyda'i gilydd:

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 ten CO2-

Mae gan BaTiO3 a gynhyrchir yn artiffisial gysonyn dielectrig uchel, wedi'i wneud o gynwysorau mae gan gapasiti mwy, yn bwysicach fyth, mae gan BaTiO3 "eiddo piezoelectrig" sylweddol, bydd y pwysedd grisial yn cynhyrchu cerrynt, pŵer, a bydd yn newid siâp. Mae pobl yn ei roi yn y don ultrasonic, mae dan bwysau i gynhyrchu cerrynt, trwy fesur y cryfder presennol gellir ei fesur cryfder ultrasonic. Mae'n rhaid i bron pob un o'r offerynnau ultrasonic ei ddefnyddio. Gyda datblygiad a defnydd titanate, fe'i defnyddir yn fwy a mwy eang wrth gynhyrchu cydrannau aflinol, chwyddseinyddion dielectrig, cydrannau cof cyfrifiadurol electronig, micro-gynwysorau, deunyddiau electroplatio, deunyddiau awyrofod, magnetig cryf, deunyddiau lled-ddargludyddion, offerynnau optegol , adweithyddion ac yn y blaen.

Mae priodweddau rhagorol titaniwm, aloion titaniwm a chyfansoddion titaniwm wedi arwain at angen brys amdanynt. Fodd bynnag, mae cost uchel cynhyrchu wedi cyfyngu ar eu cymhwysiad. Credwn, yn y dyfodol agos, gyda gwelliant parhaus a gwella technoleg mwyndoddi titaniwm, y bydd cymhwyso titaniwm, aloion titaniwm a chyfansoddion titaniwm yn fwy datblygedig.

Cynhyrchion titaniwm:

Mae aloion titaniwm a thitaniwm yn ddeunyddiau strwythurol ysgafn hynod bwysig gyda gwerth cymhwysiad pwysig iawn a rhagolygon cymhwyso eang mewn awyrennau, awyrofod, peirianneg cerbydau, peirianneg fiofeddygol a meysydd eraill.

Mathau: canonization titaniwm, titaniwm pur ddiwydiannol, -type titaniwm, -type titaniwm, + -math titaniwm