Fusion de titane

La matière première pour la production du titane métallique est principalement le rutile, qui contient plus de 96 % de TiO2. Le manque de pays producteurs de rutile, comme l'Union soviétique, utilise de l'ilménite à base de « scories à haute teneur en titane », qui contient environ 90 % de TiO2. Ces dernières années, en raison du prix du rutile naturel et de la diminution des réserves, les pays ont tendance à utiliser de l'ilménite composée de matériaux riches en titane, c'est-à-dire des scories à haute teneur en titane et du rutile artificiel.

Le titane a été découvert en 1791, mais la première production de titane pur remonte à 1910, soit au milieu de plus de cent ans. La raison en est que le titane est très actif à haute température, il est facile à combiner avec l'oxygène, l'azote, le carbone et d'autres éléments, pour extraire le titane pur nécessite des conditions très difficiles.

L'industrie utilise couramment la décomposition de l'acide sulfurique du dioxyde de titane ilménite, du dioxyde de titane à partir du titane métallique. Traitement à l'acide sulfurique concentré de l'ilménite broyée (concentré), la réaction chimique suivante se produit :

FeTiO3 + 3H2SO4 == Ti(SO4)2 + FeSO4 + 3H2O

FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

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

Afin d'éliminer l'impureté Fe2(SO4)3, de la limaille de fer est ajoutée et Fe3+ est réduit en Fe2+, puis la solution est refroidie en dessous de 273K, permettant à FeSO4-7H2O (alun vert) pour cristalliser comme sous-produit.

L'hydrolyse de Ti(SO4)2 et TiOSO4 a précipité un précipité de métatitanate blanc, la réaction était :

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

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

Le dioxyde de titane est produit en forgeant de l'acide métatitanique :

H2TiO3 ==} TiO2+H2O

Production industrielle de titane métallique à l'aide d'une méthode de réduction thermique des métaux pour réduire le tétrachlorure de titane. Mélange de TiO2 (ou rutile naturel) et de poudre de charbon de bois chauffé à 1 000 ~ 1 100 K, chloration, et génère du TiCl4, condensation de vapeur.

TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-

La réduction de TiCl4 avec du magnésium fondu dans l'argon à 1070K donne une éponge de titane poreuse :

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

Cette éponge de titane est broyée, fondue dans un four à arc sous vide et finalement transformée en divers matériaux de titane.

Il est également possible de réagir : Ti+2I2=TiI4

Le TiI4 obtenu est décomposé à haute température (environ 1250 degrés) :

TiI4=Ti+2I2

Il en résulte des tiges de titane pur.

Propriétés et utilisations du titane et des alliages de titane

Le titane pur est un métal blanc argenté qui possède de nombreuses excellentes propriétés. La densité du titane est de 4,54 g/cm3, 43 % plus légère que l'acier et légèrement plus lourde que le prestigieux métal léger magnésium. La résistance mécanique est similaire à celle de l’acier, deux fois supérieure à celle de l’aluminium, cinq fois supérieure à celle du magnésium. Le titane résiste aux températures élevées, point de fusion 1942K, près de 1000K plus élevé que l'or, près de 500K plus élevé que l'acier.

Le titane fait partie des propriétés chimiques les plus actives du métal. Lorsqu'il est chauffé avec O2, N2, H2, S et halogènes et autres rôles non métalliques. Mais à température ambiante, la surface du titane génère facilement une très fine couche de film protecteur d'oxyde dense, peut résister au rôle des acides forts et même de l'eau régale, montrant une forte résistance à la corrosion. Par conséquent, le métal général dans la solution acide, alcaline et saline devient plein de trous et le titane est sain et sauf.

Le titane liquide peut dissoudre presque tous les métaux et former des alliages avec une variété de métaux. Le titane est ajouté à l'acier pour produire de l'acier au titane, qui est résistant et flexible. Titane et métal Al, Sb, Be, Cr, Fe, etc. pour générer des composés de remplissage ou des composés intermétalliques.

Alliage de titane fait d'avions que d'autres métaux faits du même poids de l'avion plus de 100 passagers. Fabriqué à partir de sous-marins, à la fois résistant à la corrosion de l'eau de mer, mais aussi à la pression profonde, sa profondeur de plongée par rapport aux sous-marins en acier inoxydable a augmenté de 80 %. Dans le même temps, le titane est non magnétique, ne sera pas trouvé par les mines et a un très bon rôle anti-gardien.

Le titane a un sexe « probiotique ». Dans le corps humain, il peut résister à la corrosion des sécrétions et est non toxique, et il est adaptable à toute méthode de stérilisation. Par conséquent, il est largement utilisé dans la production d'équipements médicaux, la production d'articulations artificielles de la hanche, des articulations du genou, des articulations de l'épaule, des articulations, des articulations coercitives, du crâne, des valvules cardiaques actives, des clips de fixation osseuse. Lorsque le nouvel anneau de fibres musculaires s'est enveloppé dans ces « os en titane », ces os en titane ont commencé à maintenir les activités normales du corps humain.

Le titane est largement distribué dans le corps humain et sa teneur normale dans le corps humain ne dépasse pas 15 mg pour 70 kg de poids corporel, et son rôle n'est toujours pas clair. Cependant, le titane peut stimuler les phagocytes, ce qui confirme le rôle de l’immunité.

Composés de titane et utilisations

Les composés importants du titane comprennent : le dioxyde de titane (TiO2), le tétrachlorure de titane (TiCl4) et le métatitanate de baryum (BaTiO3).

Le dioxyde de titane pur est une poudre blanche, c'est un excellent pigment blanc, le nom commercial « dioxyde de titane ». Il possède à la fois les performances couvrantes du blanc de plomb (PbCO3) et les performances durables du blanc de zinc (ZnO). Par conséquent, les gens ajoutent souvent du dioxyde de titane dans la peinture, faite de peinture blanche de haute qualité ; dans l'industrie papetière comme charge ajoutée à la palette de papier ; industrie textile comme agent matifiant pour les fibres artificielles.

Dans l'industrie textile comme agent matifiant pour les fibres synthétiques ; dans l'industrie du verre, de la céramique, de l'émail comme additif pour améliorer ses performances ; utilisé comme catalyseur dans de nombreuses réactions chimiques. Dans l'industrie chimique qui se développe de plus en plus aujourd'hui, le dioxyde de titane et les composés de titane, en tant que produits de chimie fine, ont une forte valeur ajoutée et les perspectives sont très attractives.

Le tétrachlorure de titane est un liquide incolore ; point de fusion de 250K, point d'ébullition de 409K, avec le système d'odeur excitatrice. Il s’hydrolyse facilement dans l’eau ou l’air humide et émet beaucoup de fumée blanche.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

Par conséquent, le TiCl4 est utilisé dans l’armée comme agent de fumée artificiel, comme s’il était utilisé dans la guerre maritime. En agriculture, les gens utilisent le TiCl4 pour former un brouillard dense afin de réduire la perte de chaleur du sol la nuit et pour protéger les légumes et les cultures des méfaits du froid et du gel.

Le métatitanate de baryum est obtenu en faisant fondre ensemble TiO2 et BaCO3 :

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 dix CO2-

Le BaTiO3 produit artificiellement a une constante diélectrique élevée, composé de condensateurs ayant une plus grande capacité, plus important encore, BaTiO3 a des « propriétés piézoélectriques » significatives, la pression cristalline produira du courant, une puissance et changera de forme. Les gens le mettent dans l'onde ultrasonique, il est pressurisé pour produire du courant, en mesurant l'intensité du courant, on peut mesurer la force ultrasonique. Presque tous les instruments à ultrasons doivent l'utiliser. Avec le développement et l'utilisation du titanate, il est de plus en plus largement utilisé dans la fabrication de composants non linéaires, d'amplificateurs diélectriques, de composants électroniques de mémoire informatique, de micro-condensateurs, de matériaux de galvanoplastie, de matériaux aérospatiaux, de matériaux magnétiques puissants, de matériaux semi-conducteurs, d'instruments optiques. , réactifs et ainsi de suite.

Les excellentes propriétés du titane, des alliages de titane et des composés de titane ont conduit à un besoin urgent de ceux-ci. Cependant, le coût élevé de production a limité leur application. Nous pensons que dans un avenir proche, avec l'amélioration continue de la technologie de fusion du titane, l'application du titane, des alliages de titane et des composés de titane sera plus développée.

Produits en titane :

Le titane et les alliages de titane sont des matériaux structurels légers extrêmement importants avec une valeur d'application très importante et de larges perspectives d'application dans l'aviation, l'aérospatiale, l'ingénierie automobile, l'ingénierie biomédicale et d'autres domaines.

Types : canonisation du titane, titane industriellement pur, titane de type , titane de type , titane de type + -