| ||
Algemeen | ||
---|---|---|
Naam | Titanium | |
Symbool | Ti | |
Atoomnummer | 22 | |
Groep | Titaangroep | |
Periode | Periode 4 | |
Blok | D blok | |
Reeks | Overgangsmetalen | |
Kleur | Staalgrijs | |
Chemische eigenschappen | ||
Atoommassa (u) | 47,867 | |
Elektronenconfiguratie | [Ar]3d2 4s2 | |
Oxidatietoestanden | +2, +3, +4 | |
Elektronegativiteit (Pauling) | 1,54 | |
Atoomstraal (pm) | 147 | |
1ste Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 658,82 | |
2de Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 1309,85 | |
3de Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 2652,56 | |
Fysische eigenschappen | ||
Dichtheid (kg·m-3) | 4540 | |
Smeltpunt (K) | 1940 | |
Kookpunt (K) | 3560 | |
Aggregatietoestand | Vast | |
Smeltwarmte (kJ·mol-1) | 20,9 | |
Verdampingswarmte (kJ·mol-1) | 425,5 | |
Kristalstructuur | Hex | |
Molair volume (m3·mol-1) | 10,64 | |
Geluidssnelheid (m·s-1) | 4140 | |
Specifieke warmte (J·kg-1·K-1) | 520 | |
Elektrische weerstand (μΩcm) | 42 | |
Warmtegeleiding (W·m-1·K-1) | 21,9 | |
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven |
Titanium, of titaan, is een scheikundig element met symbool Ti en atoomnummer 22. Het is een grijs metallisch overgangsmetaal, het behoort met Zirconium (Zr), Hafnium (Hf) en Rutherfordium (Rf) tot de titaangroep.
[bewerk] Ontdekking
In 1791 ontdekte Rev. William Gregor een nog onbekend element in het mineraal ilmeniet. In 1795 herontdekte Martin Heinrich Klaproth het element, ditmaal in rulieterts en noemde het titanium naar de titanen uit de Griekse mythologie. Omdat het metaal bij hoge temperaturen makkelijk reageert met zuurstof en koolstof, is het moeilijk om zuiver titanium te produceren. In 1922 lukte het A.E. van Arkel om zuiver metallisch titaan te bereiden (jodideproces).
[bewerk] Toepassingen
Titanium wordt hoofdzakelijk (ongeveer 95%) gebruikt in de vorm van titaniumdioxide (TiO2); een intens wit pigment (titaanwit) in verf, papier en kunststoffen. Verf met titaniumdioxide reflecteert infrarood licht zeer goed, waardoor het veel wordt gebruikt in de astronomie.
Omdat het metaal sterk, licht en erg corrosiebestendig is, en bovendien bestand tegen extreme temperatuursschommelingen, worden titaniumlegeringen veel toegepast bij de constructie van vliegtuigen en raketten. Andere toepassingen van titanium zijn:
- Als legering in fietsen, golf clubs, brilmonturen, laptopbehuizingen en horloge-kasten en banden vanwege licht gewicht.
- Als materiaal voor prothesen b.v. voor heupgewrichten vanwege biologisch inert.
- In scheepsschroeven vanwege de goede bestendigheid tegen zeewater.
- In een platenwarmtewisselaar, bijvoorbeeld wanneer deze wordt toegepast om te koelen door middel van zeewater.
- Titaniumtetrachloride (TiCl4, een kleurloze vloeistof) wordt gebruikt voor de productie van Titanium volgens het chlorideprocédé. Daarbij verhit men TiO2, gemengd met grafiet, in een oven in een stroom chloorgas. Na afkoeling condenseert het titaniumtetrachloride. Dat kan, bijvoorbeeld door natrium, gereduceerd worden tot titanium. Titaniumtetrachloride is een uiterst gevaarlijke stof; het veroorzaakt een dichte nevel als het in aanraking komt met vocht uit de lucht.
- Titaniumdioxyde, in nevelvorm, wordt nu ook gebruikt als bedekkende laag op de oppervlakte van gebouwen of als ingrediënt in plastieken, stoffen en ceramiektegels. Op deze wijze gebruikt doet het dienst als katalysator om de verontreinigende stoffen van voertuiguitlaten te ontbinden en 'op te eten'. Deze techniek maakt ook de muren schoon en zuivert de lucht ten voordele van de astmapatiënten.
- Als constructiemateriaal in ontziltingsinstallaties om zeewater via destillatie om te zetten in drinkwater vanwege de corrosiebestendigheid.
[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen
Titanium staat bekend om de goede corrosiebestendige eigenschappen (bijna net zo resistent als platina) en de gunstige sterkte-massaverhouding. Titanium is net zo sterk als staal, maar heeft slechts 60% van de dichtheid. Zoals meer metalen is titanium brandbaar in zuurstof, maar het is het enige metaal dat brandt in een atmosfeer van zuivere stikstof.
[bewerk] Verschijning
Titanium komt op aarde in ruime mate voor in mineralen. Het vormt 0,6% van de massa van de aardkorst en is daarmee 9e op de ranglijst van meest voorkomende elementen na O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na en K. De bekendste titaniumhoudende mineralen zijn ilmeniet en rutiel. Belangrijke vindplaatsen van titaniumerts bevinden zich in Australië, Zuid-Afrika, Scandinavië, Noord-Amerika en Maleisië.
In meteorieten en sterren (M-type, zoals de Zon) worden soms hoge concentraties titanium gemeten. Stenen die Apollo 17 van de Maan terugbracht bestonden voor 12,1% uit titaniumdioxide. In lage concentraties komt titanium ook voor in steenkool, planten en dieren.
Op commerciële schaal wordt titanium tegenwoordig verkregen door TiCl4 te reduceren met magnesium, een ingewikkeld en kostbaar proces dat in 1946 door William Justin Kroll is ontwikkeld. Een andere techniek die sinds het einde van de twintigste eeuw in opkomst is, is de "FFC-Cambridge"-techniek waarbij titaniumdioxide wordt gebruikt.
[bewerk] Isotopen
Meest stabiele isotopen | |||||
---|---|---|---|---|---|
Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
44Ti | syn | 49 j | EV | 3,924 | 44Sc |
46Ti | 8,25 | stabiel met 24 neutronen | |||
47Ti | 7,44 | stabiel met 25 neutronen | |||
48Ti | 73,72 | stabiel met 26 neutronen | |||
49Ti | 5,41 | stabiel met 27 neutronen | |||
50Ti | 5,18 | stabiel met 28 neutronen |
In de natuur komen vijf stabiele isotopen van titanium voor waarvan 48Ti het meest. Daarnaast zijn er een aantal radioactieve isotopen bekend met halfwaardetijden variërend van 63 jaar tot enkele seconden.
[bewerk] Toxicologie en veiligheid
In poedervorm is titanium brandbaar. Daarentegen gedraagt het materiaal zich in het menselijk lichaam inert; de titaniumdeeltjes die afslijten van een eventueel implantaat, reageren niet met het weefsel in het lichaam. Titanium wordt, evenals aluminium, tegen corrosie beschermd door een natuurlijke, afsluitende oxydelaag. Zeer belangrijk is de bestendigheid van deze laag tegen chloride-ionen. Daardoor is het metaal bestendig tegen zeewater en vormt het een alternatief voor roestvast staal in een chloridebevattend milieu.
Geplatineerd titanium.
De oxydelaag op een titaniumelektrode in water gedraagt zich als een selectieve geleider. Een kathode van titanium laat een elektrische stroom gemakkelijk door, maar een anode van titanium heeft een veel hogere potentiaalgradiënt in het oxyde nodig om dezelfde stroom door te laten. Als men echter titanium platineert door met een kathodisch proces platina op en in het oxyde af te scheiden wordt het oxyde ook in anodische richting doorlaatbaar voor stroom. Dit systeem wordt veelvuldig toegepast als anodemateriaal bij elektrolyses, bij galvanische processen en bij kathodische bescherming in een chloridebevattende omgeving.
BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Tapered end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
留言列表