Մետաղներ

Տիտանի մետաղի և տիտանի երկօքսիդի օգտագործում



CIA A-12 հետախուզման ինքնաթիռ. «The Titanium սագ» անունով CIA A-12 գերձայնային հետախուզական ինքնաթիռի լուսանկարը պատրաստվում է վերալիցքավորել վերամբարձ բարձրությունը: Անունը տեղավորվում է, քանի որ դրա շատ մասեր պատրաստված են տիտանիով: Պատկերը Կենտրոնական հետախուզական գործակալության կողմից:

Ինչ է տիտանը:

Titanium- ը արծաթե մետաղ է, որը դիմացկուն է կոռոզիայից և իներտ է: Դա Երկրի ընդերքի իններորդ ամենատարածված տարրն է: Խոշոր հանքավայրերում հայտնվելու փոխարեն, տիտան փոքր քանակություններ են առաջանում գրեթե բոլոր ժայռերի մեջ:

Տիտանը կարևոր բաղադրիչ է փոքր քանակությամբ հանքանյութերի մեջ: Երկրի ընդերքում տիտանի մոտ 90% -ը տեղի է ունենում իլմենիտում, հանքանյութ, որի մասին մարդկանց մեծ մասին երբեք չեն լսել: Դա երկաթի տիտանի օքսիդ է ՝ FeTiO- ի քիմիական կազմով3. Երկրի մոտակա մակերևույթի տիտանի մնացած մասը հանքանյութերում է, ինչպիսիք են անատազը, բրոկիտը, լեյկոքսենը, պերովսկիտը, ռուտիլը և սֆենը:

Nitinol 60: Nitinol 60- ը համաձուլվածքներ է, որոնք պարունակում են 60 տոկոս նիկել և 40 տոկոս տիտան: Սովորաբար չժանգոտվող պողպատը օգտագործվում է առանցքակալներ պատրաստելու համար, քանի որ այն դժվար է, բայց չժանգոտվող պողպատը ենթակա է կոռոզիայից: Nitinol 60- ը լուծեց կորոզիայի խնդիրը `առանց ուժի կորստի և չարձագանքեց կրող քսուկներով: Պատկեր ՝ NASA- ի կողմից:

Titanium Metal- ի օգտագործումները

Տիտանը ծանոթ մետաղ է: Շատերը գիտեն, որ այն օգտագործվում է զարդերի, պրոթեզիկայի, թենիսի ռակետների, գոլերի դիմակների, մկրատների, հեծանիվների շրջանակների, վիրաբուժական գործիքների, բջջային հեռախոսների և բարձրորակ այլ ապրանքների մեջ: Տիտանը նույնքան ուժեղ է, որքան պողպատը, բայց կշռում է մոտավորապես կեսը: Այն կրկնակի ուժեղ է, քան ալյումինը, բայց միայն մոտ 60% -ը ավելի ծանր է:

Տիտանը համատեղում է երկաթի, ալյումինի, վանադիոնի, նիկելի, մոլիբդենի և այլ մետաղների հետ `բարձրորակ համաձուլվածքներ արտադրելու համար: Ինքնաթիռի շարժիչները, տիեզերանավերը, ռազմական տեխնիկան, առանցքակալները, մարմնի զրահը և այլ բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքները անհրաժեշտ են այս խառնուրդներով պատրաստված մասերի:

Titanium ինքնաթիռների մասեր. Տիտանի մետաղը և համաձուլվածքները ապահովում են բարձրորակ, թեթև, կոռոզիոն դիմացկուն մասեր օդանավերի շարժիչների, հսկիչների և կառուցվածքային բաղադրիչների համար: Այս NASA F-16XL- ն ունի տիտանի ձեռնոց `լամինարային հոսքի ուսումնասիրության համար, որը ծածկում է իր ձախ թևի մի մասը: NASA- ի նկարը ՝ Jimիմ Ռոսի:

Սպիտակ ներկ Այսօր օգտագործված սպիտակ ներկի մեծ մասը պարունակում է տիտանի երկօքսիդ ՝ որպես գունանյութ: Սա ներկին տալիս է վառ սպիտակ գույն, որը կայուն է, մեկ ծածկույթով ծածկելու անթափանցելիություն, և լուսավորությունը լուսավորող պայծառություն: Երբ ներկը չորանում է, ձեր պատին մնացած հանքային ծածկույթը տիտանի երկօքսիդն է:

Ի՞նչ է տիտանի երկօքսիդը:

Տիտանի երկօքսիդը պայծառ, սպիտակ, անթափանց նյութ է TiO- ի քիմիական կազմով2. Այն արտադրվում է բարձր ջերմաստիճանում օքսիդացնող իլմենիտ կամ այլ տիտանի հանքանյութերով: Այնուհետև այն բազմանում է նուրբ փոշու համար, որն անհրաժեշտ է դրա բազմաթիվ օգտագործման համար:

Մոտ տաս անգամ ավելի շատ տիտանի օգտագործվում է տիտանի երկօքսիդի տեսքով `տիտանի մետաղի համեմատ: Մարդկանց մեծամասնությունը երբեք չի լսել, որ տիտանն այս ձևով է օգտագործվում: Դա այն է, որ տիտանի երկօքսիդը ավելի շատ բաղադրիչ է ապրանքների մեջ, քան առաջնային նյութ:

Փայլեցնող միացություններ. Տիտանի երկօքսիդի փոշին խնամքով դասակարգվում է մասնիկների չափսերով և վաճառվում է որպես լեհական լապիդար և մետաղական աշխատանքների համար: Պատկերը ժայռամրրիկի տակառ է, որը պարզապես բացվել է լեհի հաստ սպիտակ փրփրով:

Տիտանի երկօքսիդի օգտագործումներ

Տիտանի ամենատարածված օգտագործումը `որպես սպիտակեցնող, պայծառացնող և անթափանցող միջոց: Բարձրորակ սպիտակ ներկերը սովորաբար պարունակում են զգալի քանակությամբ տիտանի երկօքսիդ, որն ունի «տիտանի սպիտակ» պիգմենտային անուն: Տիտանի երկօքսիդը մեծացնում է ներկի սպիտակությունը և արտացոլումը: Երբ մտնում եք սենյակ և միացնում լույսը, ներկը խիստ արտացոլում է և դարձնում սենյակը ավելի պայծառ, քանի որ ներկված մակերեսներից ավելի շատ լույս է արտացոլվում: Տիտանի երկօքսիդը նաև մեծացնում է ներկերի անթափանցելիությունը, ինչը թույլ է տալիս մեկ ծածկույթ ծածկել այն, ինչը ներքևում է բազմաթիվ իրավիճակներում:

Մոտ 2000 տարի «կապար սպիտակը» սպիտակ ներկում օգտագործվող կարևոր գունանյութ էր: 1904-ին ներկ արտադրող Շերվին-Ուիլյամսը զեկուցեց կապարի գունանյութ պարունակող ներկի վտանգների մասին: Այդ ժամանակվանից ներկերի արտադրողները սկսեցին հեռանալ կապարի պիգմենտներից, իսկ տիտանի պիգմենտը առավել կենսունակ փոխարինող էր: Այսօր արտադրված սպիտակ ներկի մեծ մասը ունի տիտանի երկօքսիդ, որպես դրա գունանյութ:

Տիտանի երկօքսիդը սեղմվում է բարձրորակ թղթերի մանրաթելերի մեջ `դրանց սպիտակությունը, պայծառությունն ու հյուսվածքը բարելավելու համար: Այն ավելացվում է յուղազերծված կաթի մեջ `դրա սպիտակությունն ու անթափանցելիությունը բարելավելու համար: Նույն պատճառաբանությամբ այն ավելացվում է ատամի մածուկի, ռետինի, պլաստմասսայե, կոսմետիկայի, արևապաշտպան և շատ սննդամթերքի համար: Սրանք նյութեր են, որոնք Երկրի վրա գրեթե յուրաքանչյուր մարդ օգտագործում է գրեթե ամեն օր: Քիչ մարդիկ գիտակցում են այն դերը, որը տիտանն է խաղում դրանց մեջ: Այն կարող է օգտագործվել սննդի, կոսմետիկայի և այլ ապրանքների մեջ, որոնք մարդիկ սպառում են, քանի որ այն իներտ է:

Տիտանի երկօքսիդի փոշին դասակարգվում է նաև մասնիկների մասնիկների չափերին `որպես հղկող բաղադրություն օգտագործելու համար: Այն օգտագործվում է քարեղենի, մետաղների և այլ նյութերի փայլեցման համար: Այն հաճախ ավելի քիչ արդյունավետ է, քան մյուս հղկիչները, բայց երբ այն արդյունավետ է, կարող է ապահովել ծախսերի խնայողություն:

Ծանր հանքային ավազ: Հարավային Կարոլինա նահանգի Folly Beach- ում գտնվող փորված փորերը բացահայտում են ծանր հանքային ավազի բարակ շերտեր: Այսօր ականապատված իլմենիտի մեծ մասը հանքանյութերի ծանր համակենտրոնացում ունեցող ավազներից է: Լուսանկարը ՝ Քարլթոն Բեռնի, Միացյալ Նահանգների երկրաբանական հետազոտության:

Որտեղից է տիտանը

Աշխարհի տիտանի մեծ մասը արտադրվում է ծանր հանքային ավազների արդյունահանմամբ: Այս ավազերը աստիճանաբար աստիճանաբար ընկնում են այրվող ժայռի ազդեցության տակ գտնվող զանգվածներից, ինչպիսիք են gabbro, norite և anorthosite: Այս ժայռերը պարունակում են տիտանի պարունակող օգտակար հանածոներ, ինչպիսիք են ilmenite, anatase, brookite, leucoxene, perovskite, rutile և sphene:

Երբ այս ժայռերը քանդվում են եղանակային եղանակով, տիտանի հանքանյութերը ամենակայուններից են: Նրանք կենտրոնացած են եղանակային եղանակով և տեղափոխվում են ցած ՝ ավազի և տիղմի հացահատիկ: Ի վերջո, դրանք ավազի են հանձնվում մայրցամաքի ափամերձ հատվածի երկայնքով: Սա այն դեպքում, երբ դրանք սովորաբար ցրվում են կամ ականապատվում: Հանքարդյունաբերությունը տեղի է ունենում նաև երկրի ներքին վայրերում, որտեղ տիտանի հանքանյութերը պահվել են ծովի մակարդակի ժամանակաշրջանում ավելի բարձր, քան մենք այսօր գիտենք:

Այս ծանր հանքային ավազները կարող են պարունակել իլմենիտ և այլ տիտանի հանքանյութերի մի քանի տոկոսով: Ավազը ականապատելուց հետո այն անցնում է վերամշակման գործարան, որը վերականգնում է տիտանի կրող հանքանյութերը: Միևնույն ժամանակ հնարավոր է վերականգնել նաև այլ արժեքավոր հանքանյութեր: Դրանք այնուհետև վերամշակվում կամ վաճառվում են տիտանի մետաղի կամ տիտանի երկօքսիդի արտադրության համար: Այնուհետև ավազը վերադարձվում է այն վայրը, որտեղ ականապատվել է, իսկ լողափը վերադարձվում է:

Տիտան հոսքի նստվածքների և հողի մեջ. Քարտեզ, որը ցույց է տալիս տիտանի առատությունը, տիտանի երկօքսիդի տեսքով, Միացյալ Նահանգների արևելյան մասի մի մասի հոսքային նստվածքների և հողերի մեջ: Վիրջինիայի Կապույտ լեռնաշղթայի ֆիզիոգրաֆիական նահանգին համապատասխան տիտանի հարուստ գոտի ցույց է տալիս ավելի քան 3% արժեք ունեցող տիտանի երկօքսիդ, Միացյալ Նահանգների երկրաբանական ծառայություն:

Տիտանի արտադրություն Միացյալ Նահանգներում

ԱՄՆ-ն ավելի շատ տիտանի հանքանյութեր է օգտագործում, քան ներկայումս արտադրում է ՝ այն դարձնելով տիտանի զուտ ներմուծող: Ֆլորիդայի Ատլանտյան ափերից դուրս ցրվել է սահմանափակ քանակությամբ ցրման եղանակ: Այնտեղ ափամերձ նստվածքները փորված են և վերամշակվում են ծանր հանքային ավազները հեռացնելու համար: Իլմենիտը այս գործունեության արդյունքում վերականգնված առաջին տիտանի պարունակող հանքանյութն է:

Օֆշորային հանքավայրը տեղի է ունեցել Վիրջինիայի բազմաթիվ վայրերում: Կապույտ լեռնաշղթայի ֆիզիոգրաֆիական նահանգում գտնվող իլմենիտ կրող անորթոսիտ մարմինը ենթարկվել է էրոզիայի: Այս էրոզիայի արդյունքում ստացվող նստվածքները տեղայնորեն կարող են պարունակել մի քանի տոկոսով ծանր հանքանյութեր ըստ քաշի, իսկ իլմենիտը `տիտանի առաջին կրիչ հանքանյութն է: Այս հանքավայրերը պեղվել և մշակվել են `հանելու իրենց հանքային ծանր պարունակությունը: Այն տարածքը, որտեղ այս հանքարդյունաբերությունը տեղի է ունենում, համապատասխանում է տիտանի հարուստ հոսքային նստվածքների և հողերի, որոնք նմուշառված, վերլուծված և քարտեզագրված են Ազգային երկրաքիմիական հետազոտության կողմից (տես ուղեկցող քարտեզը):

Իր տիտանի պահանջները բավարարելու համար ԱՄՆ-ն ներմուծում է տիտանի հանքային խտանյութեր: Տիտանի առաջատար արտադրողներն են ՝ Ավստրալիա, Կանադա, Չինաստան, Japanապոնիա, Քենիա, Մադագասկար, Մոզամբիկ, Նորվեգիա, Ռուսաստան, Սաուդյան Արաբիա, Սենեգալ, Սիերա Լեոնե և Հարավային Աֆրիկա: