El origen del titanio y la aplicación de materiales de titanio

Feb 21, 2025

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Titanio: un elemento metálico, gris, puede quemar en nitrógeno y tiene un alto punto de fusión. Las aleaciones pasivas a base de titanio y titanio son nuevos materiales estructurales, principalmente utilizados en la industria aeroespacial y la industria marina. Tomó más de cien años desde el descubrimiento de titanio hasta la producción de productos puros. El titanio fue realmente utilizado y reconocido después de la década de 1940. En los estratos de diez kilómetros de grosor en la superficie de la tierra, el contenido de titanio es 6/1 000, que es 61 veces más que el cobre. Si tomas un puñado de tierra del suelo, contiene unas pocas milésimas de titanio. No es raro encontrar mineral de titanio con una reserva de más de 10 millones de toneladas. Hay cientos de millones de toneladas de arena y grava en la playa. El titanio y el circón, dos minerales más pesados ​​que la arena y la grava, se mezclan en la arena y la grava. Después de millones de años de lavado continuo por agua de mar y noche, el mineral de arena de ilmenita y circón más pesado se lavan juntos, formando un trozo de capa de mineral de titanio y capa de mineral de circón en la larga costa. Esta capa de mineral es una arena negra, generalmente a unos pocos centímetros de decenas de centímetros de espesor. El titanio no es magnético, por lo que los submarinos nucleares construidos con titanio no tienen que preocuparse por el ataque de las minas magnéticas. En 1947, la gente comenzó a oler titanio en las fábricas. En ese momento, la salida era de solo 2 toneladas. En 1955, la salida aumentó a 20, 000 toneladas. En 1972, la producción anual llegó a 200, 000 toneladas. La dureza del titanio es similar a la del acero, y su peso es casi la mitad del mismo volumen de acero. Aunque el titanio es ligeramente más pesado que el aluminio, su dureza es el doble que la del aluminio. Ahora, el titanio se usa en grandes cantidades para reemplazar el acero en cohetes y misiles. Según las estadísticas, la cantidad de titanio utilizada para la navegación en el mundo ha alcanzado más de 1,000 toneladas por año. El polvo de titanio ultra fino también es un buen combustible para los cohetes, por lo que el titanio se conoce como metal y un metal espacial.

 

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El titanio tiene buena resistencia al calor y un punto de fusión de hasta 1725 grados. A temperatura ambiente, el titanio puede estar de manera segura en varias soluciones de ácido y álcali fuertes. Incluso el ácido feroz, Aqua Regia, no puede corroerlo. El titanio no le teme al agua de mar. Alguien una vez hundió un pedazo de titanio al fondo del mar. Cinco años después, cuando lo sacó, descubrió que estaba cubierto con muchos animales pequeños y plantas de lonros marinos, pero no estaba oxidado en absoluto y todavía era brillante.
Ahora, la gente ha comenzado a usar titanio para hacer submarinos - submarinos de titanio. Debido a que el titanio es muy fuerte y puede soportar una presión muy alta, este submarino puede navegar en el mar profundo de hasta 4.500 metros.
El titanio es resistente a la corrosión, por lo que a menudo se usa en la industria química. En el pasado, se usó acero inoxidable para las piezas que contenían ácido nítrico caliente en reactores químicos. El acero inoxidable también tiene miedo del fuerte agente corrosivo: ácido nítrico caliente. Cada seis meses, estas partes deben ser reemplazadas. Ahora, aunque el costo de usar titanio para hacer estas piezas es más costoso que las piezas de acero inoxidable, se puede usar continuamente durante cinco años, lo que es mucho más rentable.
En electroquímica, el titanio es un metal de válvula unidireccional con un potencial muy negativo, y generalmente es imposible usar el titanio como ánodo para la descomposición.
La mayor desventaja del titanio es que es difícil de refinar. Esto se debe principalmente a que el titanio tiene una fuerte capacidad de combinar a altas temperaturas y puede combinarse con oxígeno, carbono, nitrógeno y muchos otros elementos. Por lo tanto, ya sea en fundición o fundición, las personas tienen cuidado de evitar que estos elementos "atacen" el titanio. Al fundir titanio, por supuesto, el aire y el agua tienen estrictamente prohibido acercarse, e incluso el crisol de alúmina comúnmente utilizado en la metalurgia está prohibido de su uso, porque el titanio tomará oxígeno de la alúmina. Ahora, las personas usan tetracloruro de magnesio y titanio para reaccionar en un gas inerte: helio o argón para extraer titanio. Las personas usan las características de la fuerte capacidad química del titanio a altas temperaturas. Al hacer acero, el nitrógeno se disuelve fácilmente en acero fundido. Cuando el lingote se enfría, las burbujas se forman en el lingote, lo que afecta la calidad del acero. Por lo tanto, los trabajadores de acero agregan titanio metálico al acero fundido para que se combine con nitrógeno para convertirse en escoria - nitruro de titanio, flotando en la superficie del acero fundido, de modo que el lingote es relativamente puro.
Cuando un avión supersónico vuela, la temperatura de sus alas puede alcanzar 500 grados. Si se usa una aleación de aluminio relativamente resistente al calor para hacer alas, no podrá resistir de uno a dos o trescientos grados. Debe haber un material ligero, resistente y resistente a la alta temperatura para reemplazar la aleación de aluminio, y el titanio puede cumplir con estos requisitos. El titanio también puede resistir la prueba de más de 100 grados bajo cero. A esta baja temperatura, el titanio todavía tiene buena resistencia y no se vuelve frágil. Usando la fuerte absorción de titanio y circonio en el aire, se puede quitar el aire para crear un vacío. Por ejemplo, se puede usar una bomba de vacío hecha de titanio para extraer aire a solo una diez millones del total.
El óxido de titanio, el dióxido de titanio, es un polvo blanco como la nieve y es el mejor pigmento blanco, comúnmente conocido como dióxido de titanio. En el pasado, las personas extraían mineral de titanio principalmente con el fin de obtener dióxido de titanio. El dióxido de titanio tiene una fuerte adhesión, no es fácil de someterse a cambios químicos y siempre es blanco como la nieve. El dióxido de titanio es particularmente valioso. Tiene un alto punto de fusión y se usa para hacer vidrio refractario, esmalte, esmalte, arcilla, utensilios experimentales resistentes a alta temperatura, etc.

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