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Titan oder Titan ist ein Chemisches Element mit Symbol Ti und Ordnungszahl 22. Es ist ein graues Metallic Übergangsmetall, es gehört dazu Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf) und Rutherfordium (Rf) bis zum Titangruppe.
Entdeckung
Im 1791 entdeckt William Gregor ein noch unbekanntes Element im MineralIlmenit. 1795 wiederentdeckt Martin Heinrich Klaproth das Element, diesmal in Rutilerz und er nannte es Titan zum Titanen von dem griechischMythologie. Denn das Metall reagiert leicht mit Sauerstoff und Kohlenstoff, ist es schwierig, reines Titan herzustellen. 1922 hat es funktioniert Anton Eduard van Arkel reines metallisches Titan (Jodverfahren oder Van-Arkel-de-Boer-Prozess).
Anwendungen
- Denn das Metall ist stark, leicht und sehr korrosionsbeständig und auch beständig gegen extreme Temperaturwechsel, TitanLegierungen weit verbreitet beim Bau von Flugzeuge und Raketen. Titan wird auch häufig für Schmuck verwendet. Vor allem, weil es stark, antiallergen und einfach zu verarbeiten ist.
- Titan wird hauptsächlich (ca. 95%) in Form von Titandioxid (TiO2); ein intensives weiß Pigment (titanweiß) in Farbe, Papier-, Kaugummi und Kunststoffe. Lackieren mit Titandioxid spiegeltInfrarot Licht sehr gut, so dass es weit verbreitet in der Astronomie.
- Als Legierung in Fahrräder, Golfclubs, Brillengestelle, Laptoptaschen und Uhrengehäuse und Reifen und Hausschlüssel wegen der kleinen Massendichte.
- Als Material für Prothesen, zum Beispiel für a Hüftimplantatweil es biologisch inert ist: Der menschliche Körper stößt es nicht ab und es ist nicht toxisch.
- In Schiffspropellern wegen der guten Beständigkeit gegen Meerwasser.
- In einem Plattenwärmetauscher, beispielsweise wenn es zur Kühlung mit Meerwasser verwendet wird.
- Titantetrachlorid (TiCl4, eine farblose Flüssigkeit) wird zur Herstellung von Titan nach dem Chloridverfahren verwendet. TiO . wird erhitzt2, gemischt mit Graphit, in einem Ofen im Chlorstrom. Nach dem Abkühlen kondensiert das Titantetrachlorid. Dieses kann beispielsweise mit Natrium zu Titan reduziert werden. Titantetrachlorid ist im Gegensatz zu Dioxid eine äußerst gefährliche Substanz; es entsteht ein dichter Nebel, wenn es mit Feuchtigkeit aus der Luft in Kontakt kommt.
TiCl4 ist ein wesentlicher Bestandteil von Ziegler-Natta-Katalysatoren.
- Titandioxid, in Sprayform, wird mittlerweile auch als Beschichtung auf der Oberfläche von Gebäuden oder als Bestandteil von Kunststoffen, Stoffen und Keramikfliesen verwendet. Auf diese Weise verwendet, wirkt es als Katalysator, um die Schadstoffe aus den Fahrzeugabgasen zu zersetzen und zu „fressen“. Diese Technik reinigt auch die Wände und reinigt die Luft zum Wohle der Asthmatiker.
- Als Baustoff in Entsalzungsanlagen, um Meerwasser aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit durch Destillation in Trinkwasser umzuwandeln.
- Titannitrid (TiN) ist ein extrem hartes (Vickers-Härte 1800–2100) Keramik Material, oft verwendet als Glasur zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Titanlegierungen und Stahl und Aluminium Komponenten. Unverarbeitet ist TiN ein braunes Pulver. TiN wird als dünne Schicht aufgetragen, in der Regel weniger als 5 applied µm und dient zum Schutz von Schnitt- und Gleitflächen, oder - wegen der goldfarben Aussehen - zu dekorativen Zwecken und als nicht-giftig äußere Schicht für medizinisches Implantate.
- Titankarbid (TiC) ist ein extrem hartes (Mohs-Härte 9-9.5) feuerfest Keramik Material, ähnlich wie Wolframkarbid. Unverarbeitet ist TiC ein schwarzes Pulver. TiC wird in Cermets verwendet[1], die für hohe Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden Stahl bearbeiten. TiC wird auch als verschleißfestes Glasur auf Metall Gegenstände wie z. Werkzeuge und wenn Hitzeschild vor dem Raumfahrzeug.
Bemerkenswerte Funktionen
Titan ist bekannt für seine guten korrosionsbeständigen Eigenschaften (fast so beständig wie Platin) weil es von einer dünnen bedeckt ist schwer und untätig Schicht Titanoxid dass zumindest einige Nanometer ist dick. Titan hat ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Masse. Titan ist so stark wie Stahl, hat aber nur 60 % der Dichte. Wie die meisten Metalle ist Titan brennbar in Sauerstoff, aber es ist das einzige Metall, das in einem brennt Atmosphäre von rein Stickstoff-.
Aussehen
Titan erhebt sich Boden reich an Mineralien. Es macht 0,6% der Masse der Erdkruste aus und ist damit 9. in der Rangliste der am häufigsten vorkommenden Elemente Ö, Si, Bereits, Fe, mg, ca, Nach dem und k. Die bekanntesten titanhaltigen Mineralien sind Ilmenit und rutil. Wichtige Fundorte von Titanerz befinden sich in Australien, Südafrika, Skandinavien, Nordamerika und Malaysia.
Im Meteoriten manchmal werden hohe Titankonzentrationen gemessen. Steine, die Apollo 17 des Mond wiedergewonnen bestand aus 12,1% Titandioxid. Titan kommt in geringen Konzentrationen auch in Kohle, Pflanzen und Tieren vor.
Heute wird Titan im kommerziellen Maßstab durch TiCl . gewonnen4 reduzieren mit Magnesium, ein komplizierter und teurer Prozess, der 1946 durch William Justin Kroll ist entwickelt. Eine weitere seit Ende des 20. Jahrhunderts aufkommende Technik ist die „FFC-Cambridge“-Technik mit Titandioxid.
Isotope
sehen Isotope von Titan für den Hauptartikel zu diesem Thema.| Stabilste Isotope | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| ISO | RA (%) | halbes Leben | VV | VE (MeV) | VP |
| 44Ti | syn | 49 ja | β | 3,924 | 44sc |
| 46Ti | 8,25 | stabil mit 24 Neutronen | |||
| 47Ti | 7,44 | stabil mit 25 Neutronen | |||
| 48Ti | 73,72 | stabil mit 26 Neutronen | |||
| 49Ti | 5,41 | stabil mit 27 Neutronen | |||
| 50Ti | 5,18 | stabil mit 28 Neutronen | |||
In der Natur gibt es fünf stabile Isotope von Titan, von denen 48Ti am meisten. Darüber hinaus sind eine Reihe von radioaktiven Isotopen bekannt mit Halbwertszeiten von 63 Jahren bis zu wenigen Sekunden.
Toxikologie und Sicherheit
In Pulverform ist Titan brennbar. Im Gegensatz dazu verhält sich das Material im menschlichen Körper inert; die Titanpartikel, die sich abnutzen implantieren, reagieren nicht mit Geweben im Körper Gegenstände aus Titan sind wie Gegenstände aus Aluminium durch eine natürliche, versiegelnde Oxidschicht vor Korrosion geschützt. Sehr wichtig ist die Beständigkeit dieser Schicht gegenüber Chloridionen. Dadurch ist das Metall seewasserbeständig und eine Alternative zu rostfreier Stahl in einer chloridhaltigen Umgebung. Titan eignet sich auch sehr gut für Piercings.
Platinplattiertes Titan
Die Oxidschicht auf einer Titanelektrode verhält sich in Wasser wie ein selektiver Leiter. EIN Kathode aus Titan lässt einen elektrischen Strom leicht passieren, aber a Anode von Titan benötigt einen viel höheren Potentialgradienten im Oxid, um den gleichen Strom durchzulassen. Wird Titan jedoch platiniert, indem Platin in einem kathodischen Verfahren auf und in das Oxid aufgetrennt wird, wird das Oxid auch in anodischer Richtung stromdurchlässig. Dieses System wird häufig als Anodenmaterial in der Elektrolyse, in galvanischen Prozessen und in Kathodenschutz in einer chloridhaltigen Umgebung.
Externe Links
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
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