Titanio ( taɪˈteɪniəm ) es un elemento químico con el Ti del símbolo y el número atómico 22. Es una luz, fuerte, brillante, corrosión - (resistencia incluyendo a la agua de mar y a la clorina ) metal de transición resistente con un color grisáceo . El titanio puede ser aleado con otros elementos tales como hierro, aluminio, vanadio, molibdeno y otros, producir las aleaciones ligeras fuertes para aeroespacial (los misiles de los motores de jet y la nave espacial ), los militares, proceso industrial (los productos químicos y los productos petroquímicos, mercancías automotoras, agroalimentarias, médicas (las prótesis, los implantes ortopédicos, los implantes dentales), sporting de la pulpa y del papel de las desalinizadoras ), la joyería, y otros usos. El titanio fue descubierto en el Inglaterra por el Guillermo Gregor en 1791 y nombrado por el Martin Heinrich Klaproth para los titanes de la mitología griega .
El elemento ocurre dentro de un número de depósitos minerales, principalmente rutilo y la ilmenita, que se distribuyen extensamente en corteza y litosfera de s de la tierra el ', y se encuentra en casi todas las cosas, rocas, cuerpos del agua y suelos vivos. Otros compuestos incluyen el tetracloruro Titanium (TiCl4) (usado en el Skywriting de las pantallas de humo y como catalizador ) y el tricloruro Titanium (usado como catalizador en la producción del polipropileno ). En sus condiciones no aleadas, el titanio es tan fuerte como algunos aceros pero alumbrador del 45%. y cinco isótopos naturales de este elemento; 46Ti con 50Ti con 48Ti que es la mayoría abundante (73. Las características del titanio son químicamente y físicamente similares al circonio .
Historia
El titanio era descubierto combinado en un mineral en el Cornualles, el Inglaterra en 1791 por el geólogo aficionado y el Guillermo Gregor, el vicario de entonces del pastor de la parroquia del credo . ¡Él reconoció la presencia de un nuevo elemento en ilmenita Gregor, realizando que el óxido no identificado contuvo un metal que no emparejó las características de ninguÌn elemento sabido, divulgó sus resultados a la sociedad geológica real de Cornualles y en el Annalen de la ciencia del diario del del Crell alemán.Alrededor del mismo tiempo, la moleta de Francisco José también produjo una sustancia similar, pero no podía identificarla. Klaproth encontró que contuvo un nuevo elemento y lo nombró para los titanes de la mitología griega .
En los años 50 y los años 60 el Unión Soviética inició el uso del titanio en usos militares y submarinos (la clase de la alfa y el Mike clasifican ) como parte de los programas relacionados con la guerra fría. Comenzando en los comienzos de los años 50, el titanio comenzó a ser utilizado extensivamente para los propósitos militares de la aviación, particularmente en jets de alto rendimiento, comenzando con los aviones tales como el F-100 SABRE estupendo y Lockheed A-12 ., el Departamento de Defensa realizó la importancia estratégica del metal y apoyó esfuerzos tempranos de la comercialización. ¡Unión Soviética a través de las compañías de fachada fijadas en Europa. De hecho, titanio para alto - el avión de reconocimiento acertado SR-71 de los E. fue adquirido de la Unión Soviética en la altura de la guerra fría. /NEEDS CITA --> A través del período de la guerra fría, el titanio era considerado un material estratégico por el gobierno de los E., y una reserva grande de la esponja titanium fue mantenida por el centro nacional de la reserva de la defensa, que finalmente fue agotado en 2005. Hoy, estiman al productor más grande del mundo, Ruso-basado VSMPO-Avisma, para explicar el cerca de 29% de la parte del mercado mundial.
En 2006, la agencia de la defensa de los E.7 millón a un consorcio de la dos-compañía para desarrollar un nuevo proceso para hacer el polvo titanium del metal. Bajo calor y presión, el polvo se puede utilizar para crear los artículos fuertes, ligeros que se extienden de la galjanoplastia de armadura a los componentes para el espacio aéreo, el transporte e industrias de transformación químicas.
Características
Físico
Un elemento metálico, titanio se reconoce para su colmo - fuerza - cociente del a-peso. brillante, y metálico-blanco en el color . El punto de fusión relativamente alto (sobre 1,649 °C o 3,000 el °F) hace útil como metal refractario .2% puros) los grados comerciales de titanio tienen fuerza extensible del último alrededor de 63,000 PSI (434 El MPa ), igual a el de algunas aleaciones de acero, pero es alumbrador del 45%. Sin embargo, el titanio pierde fuerza cuando está calentado sobre 430 °C (800 °F).El metal es un alótropo dimorfo con la forma alfa hexagonal que cambia en (enrejado) la forma beta cúbica body-centered en 882 °C (1,619 °F).
Mientras que el diagrama siguiente de Pourbaix demuestra que el titanio es termodinámico un metal muy reactivo, es lento reaccionar con agua y el aire.
Este metal forma un pasivo y la capa protectora del óxido (que lleva a la corrosión-resistencia creciente) cuando está expuesto a las temperaturas elevated en aire, pero en las temperaturas ambiente resiste el que deslustra . ¡ el titanio es resistente al diluído sulfúrico y el ácido hidroclórico, junto con el gas de la clorina, las soluciones del cloruro, y la mayoría de los ácidos orgánicos < Br/> < pequeño > debido al redondeo, valores no suma a 100%.
El titanio se enlaza siempre a otros elementos en naturaleza. Es el noveno-más elemento abundante en corteza de s de la tierra el la '(0.63% por la masa ) de hecho, de los 801 tipos de rocas ígneas analizadas por el estudio geológico de Estados Unidos, titanio contenido 784. reducción del mineral titanium en " sponge", una forma porosa; fusión de la esponja, o esponja más una aleación principal para formar un lingote; fabricación primaria, donde un lingote se convierte en productos generales del molino tales como billete, barra, placa, hoja, tira y tubo; y fabricación secundaria de formas finished de productos del molino.
Porque el metal reacciona con oxígeno en las temperaturas altas no puede ser producido por la reducción de su dióxido. El metal Titanium por lo tanto es producido comercialmente por el Kroll de proceso, un proceso de hornada complejo y costoso . (El valor de mercado relativamente alto del titanio es principalmente debido a su proceso, que sacrifica otro metal costoso, magnesio. puede substituir eventual el proceso de Kroll. Este método utiliza el polvo del dióxido Titanium (que es una forma refinada del rutilo ) como materia de base para hacer el producto final que es un polvo o esponja. Si se utilizan los polvos mezclados del óxido, el producto es una aleación manufacturada en un mucho más barato que el proceso de fusión de varias fases convencional. El proceso de FFC Cambridge puede rendir el titanio un material menos raro y costoso para la industria aeroespacial y el mercado de lujo de las mercancías, y se podría considerar en muchos productos manufacturados actual usar el aluminio y los grados del especialista del acero .
Las aleaciones titanium comunes son hechas por la reducción. Por ejemplo; se reducen el cuprotitanium (el rutilo con el cobre agregado se reduce), el titanio del ferrocarbon (ilmenita reducida con el coque en un horno eléctrico), y el manganotitanium (rutilo con el manganeso o los óxidos del manganeso). El ASTM internacional reconoce 31 grados de metal y de aleaciones titanium, cuyo los grados 1 a 4 son comercialmente puros (no aleado). Estos cuatro son distinguidos por sus diversos grados de fuerza extensible, en función de contenido del oxígeno, con el grado 1 siendo los más dúctiles (la fuerza extensible más baja con un contenido en oxígeno de 0.18%), y califican 4 el lo menos (la fuerza extensible más alta con un contenido en oxígeno de 0.
Los grados cubiertos por ASTM y otras aleaciones también se producen para resolver las especificaciones aeroespaciales y militares (SAE-AMS, MIL-T), los estándares de ISO, y las especificaciones country-specific, así como las especificaciones propietarias del usuario final para los usos aeroespaciales, militares, médicos e industriales.
En términos de fabricación, toda la soldadura del titanio se debe hacer en una atmósfera inerte del argón o del helio para blindarla de la contaminación con los gases atmosféricos tales como oxígeno, nitrógeno o hidrógeno . El metal se puede trabajar a máquina usar el mismo equipo y vía los mismos procesos que el acero inoxidable . Los usos para los productos titanium del molino (hoja, placa, barra, alambre, forjas, bastidores) se pueden encontrar en industrial, aeroespacial, recreacional y mercados emergentes. El titanio pulverizado se utiliza en pirotecnia como fuente de partículas brillante-ardiendo.
Pigmentos, añadidos y capas
El cerca de 95% de mineral titanium extraído de la tierra es destinado para el refinamiento en el dióxido Titanium (), un pigmento permanente intenso blanco usado en el papel de las pinturas, la crema dental, y los plásticos . También se utiliza en el cemento, en las piedras preciosas como opacificador óptico en el papel, y un agente de consolidación en barras y clubs de golf compuestos de pesca del grafito.el polvo es químicamente inerte, resiste el descolorarse en luz del sol, y es muy opaco: esto permite que imparta un color blanco puro y brillante a los productos químicos marrones o grises que forman a mayoría de plásticos del hogar.
Espacio aéreo e infante de marina
Debido a su fuerza extensible del alto al cociente de densidad, en usos del motor, el titanio se utiliza para los rotores, las láminas de compresor, los componentes y las barquillas del sistema hydráulico. La aleación del titanio 6AL-4V explica el casi 50% de todas las aleaciones usadas en usos de los aviones.Debido a su alta resistencia a la corrosión a la agua de mar, titanio se utiliza para hacer que los ejes y el aparejo de propulsor y en los cambiadores de calor de las desalinizadoras otros usos incluyen: Soldadura ultrasónica, onda que suelda, y blancos de la farfulla.
Consumidor y arquitectónico
El metal Titanium se utiliza en usos automotores, particularmente en el automóvil o la motocicleta que compite con, donde está crítica la perdida de peso mientras que mantiene de alta resistencia y rigidez. El metal es generalmente demasiado costoso hacerlo comercial al mercado de consumidores general, con excepción de productos de gama alta. El último modelo Corbetas ha estado disponible con los extractores titanium, y compitiendo con las bicis se equipan con frecuencia con los silenciadores titanium. La aleación Titanium se utiliza para las bielas en el motor de el 2006 y Corbeta posterior Z06. Otras aplicaciones automotoras incluyen las barras de pistón y el hardware (pernos, tuercas, etc.
El Parker Pen Company utilizó el titanio para formar la pluma T-1, ampliada más adelante a las plumas de bola T-1 y a los rollerballs. La pluma T-1 fue introducida en 1970 y la pluma del rollerball T-1 y de bola en 1971. La producción fue parada en 1972 debido al alto coste de fabricar el titanio. Los T-1 de Parker son estimados para su colectivilidad por los colectores.
Las cabezas del martillo hechas del titanio fueron introducidas en 1999. Su peso ligero tiene en cuenta una manija más larga que aumente la velocidad de la cabeza y de los resultados en más energía que es entregada al clavo, toda mientras que disminuye fatiga del brazo. El titanio también disminuye el choque transferido al usuario porque una cabeza titanium genera el retroceso del cerca de 3% comparado a una cabeza de acero que genere el cerca de 27%.
El titanio se utiliza en muchas mercancías sporting; Clubs de golf, ejes de las raquetas de tenis del palillo del lacrosse ; Grillo, hockey, lacrosse, y parrillas del casco de balompié, y marcos y componentes de la bicicleta . Las aleaciones Titanium también se utilizan en marcos del espectáculo . Esto da lugar a un marco algo costoso, pero alto durable y duradero que sea ligero en peso y no causa ninguna alergia de la piel. Muchos equipo titanium del uso de los backpackers, incluyendo el cookware, comiendo los utensilios, las linternas y las estacas de la tienda. Sin embargo levemente más costosas que alternativas de acero o de aluminio tradicionales, estos productos titanium pueden ser perceptiblemente más ligeros sin fuerza de compromiso. El titanio también se favorece para uso de los herradores puesto que es más ligero y más durable que el acero cuando está formado en las herraduras . Las herraduras Titanium se pueden encontrar en la carrera de caballos, y son utilizadas por muchos dueños Amish del caballo, que confían enteramente en los carros traídos por caballo para el transporte. El titanio incluso ha llegado a ser algo popular para el uso en joyería, tal como anillos y perforaciones del cuerpo.
Debido a su durabilidad, el titanio ha llegado a ser más popular para la joyería del diseñador estos últimos años, mientras que hasta hace poco tiempo el metal era demasiado difícil de trabajar en las formas intrincadas con la precisión necesaria para la joyería fina . Hoy, anillos titanium -- incluyendo los anillos de compromiso y las vendas de boda -- es uno de los segmentos más de crecimineto rápido del mercado titanium de la joyería, en la parte debido a la capacidad del metal de ser acanalado, embutido, y tallado sin fuerza perdidosa. Un poco de joyería titanium también incorpora los diamantes u otras piedras preciosas, típicamente en ajustes cercanos tales como biseles, rubor, o diseños de la tensión. Su inercia otra vez le toma una buena decisión para los con alergias o los que estén usando la joyería en ambientes tales como piscinas.
El titanio se ha utilizado de vez en cuando en usos arquitectónicos: el 120 pie (40 m) el monumento al Yuri Gagarin, el primer hombre a viajar en espacio, en el Moscú, se hace del titanio para el color atractivo y la asociación del metal con rocketry. El museo Bilbao de Guggenheim y la biblioteca del milenio de Cerritos eran los primeros edificios en Europa y Norteamérica, respectivamente, ser forrado en los paneles titanium. Otras aplicaciones de la construcción del forro titanium incluyen el edificio de Federico C. Hamilton adentro ( Denver, Colorado ).
Debido a su fuerza y peso ligero cuando está comparado a otros metales usados tradicionalmente en las armas de fuego (acero, acero inoxidable, y aluminio ), y avances superiores en técnicas de la metalurgia, el uso del titanio ha llegado a ser más extenso en la fabricación de armas de fuego. Las aplicaciones primarias incluyen marcos de la pistola y los cilindros del revólver .
Médico
Porque es biocompatible (no tóxico y no es rechazado por el cuerpo), el titanio se utiliza en una gama de usos médicos incluyendo los instrumentos y los implantes quirúrgicos, tales como bolas y zócalos hip (reemplazo común ) que puedan permanecer en el lugar por hasta 20 años. El titanio tiene la característica inherente al osseointegrate, permitiendo uso en los implantes dentales que pueden permanecer en el lugar por más de 30 años. Esta característica es también útil para los usos ortopédicos del implante. El titanio puede ser anodizado para producir varios colores. Un número de artistas trabajan con el titanio para producir ilustraciones tales como esculturas, objetos decorativos y muebles.
Compuestos
El estado de oxidación de +4 domina en la química titanium, pero los compuestos en el estado de oxidación de +3 son también campo común. Debido a este alto estado de oxidación, muchos compuestos titanium tienen un alto nivel de la vinculación covalenteLos zafiros de estrella y los rubíes consiguen su asterism de las impurezas del dióxido Titanium presentes en ellas.
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