|
|
 |
|
Металлы
 |
Титан
 |
Титан (химический символ — Ti, от лат. Titanium) — химический элемент 4-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы четвёртой группы, IVB) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Относится к переходным металлам.
Простое вещество титан в нормальных условиях — это лёгкий металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью в растворах щелочей и большинства кислот.
На фото: Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты |
Свойства титана
Чистый титан широко характеризуется своей прочностью, которая может достигать 590 МПа при растяжении или 1250 МПа в виде сплава. Низкая плотность титана обеспечивает подходящее сочетание прочности и легкости материала для конкретных применений, требующих значительного соотношения прочности и плотности. Кроме того, это тугоплавкий металл, температура плавления которого превышает 1650°C, что намного выше, чем у стали и алюминия.
К другим свойствам титана относится его коррозионная стойкость, особенно к морской воде, хлору и другим химическим соединениям, различным кислотам и экстремальным температурам. Эта устойчивость обусловлена способностью титана быстро вступать в реакцию с кислородом, создавая оксидный слой, защищающий от коррозионных материалов.
Титан широко применяется в металлургии в роли легирующего элемента в производстве жаростойких и нержавеющих сталей. Титан добавляют в медь, алюминий, никель с целью повышения прочности последних.
Где в промышленности используется титан?
Титан можно применять для изготовления броневых плит, лопастей пропеллера и снарядных ящиков. В настоящее время титан применяется в конструкции самолетов военной авиации Дуглас Х-3 для обшивки, Рипаблик F-84F, Кертисс-Райт J-65 и Боинг В-52. Применяется титан и при постройке гражданских самолетов DC-7.
Использование металлического титана во многих отраслях промышленности обусловлено тем, что его прочность примерно равна прочности стали при том, что он на 45 % легче. Титан на 60 % тяжелее алюминия, но прочность его примерно вдвое больше[2].
• Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении[14][a].
• Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д.
• Титан является физиологически инертным[2], благодаря чему применяется в медицине (протезы, остеопротезы, зубные имплантаты), в стоматологических и эндодонтических инструментах, украшениях для пирсинга.
• Титановое литьё выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литьё по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей в художественном литье используется ограниченно. Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве[17].
• Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов, например, рельсы и оси вагонных колес могут делаться из сплавов: К76Т, М76Т, Э76Т.
• Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.
• Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что, в свою очередь, определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.
• Титан является одним из наиболее распространённых геттерных материалов, используемых в высоковакуумных насосах.
Вот некоторые конкретные случаи повседневного использования титана:
• Аэрокосмическая промышленность - Благодаря высокой прочности и коррозионной стойкости титан является фантастическим выбором для изготовления компонентов и оборудования аэрокосмической промышленности, таких как двигатели, шасси, роторы, гидравлические системы, лопатки компрессоров и выхлопные каналы.
• Морская и водная техника - способность титана противостоять коррозии под воздействием морской воды делает его востребованным металлом для морских судов, таких как подводные лодки, корабельные буровые установки, гребные валы, морской такелаж, аквариумные термостаты и опреснительные установки.
• Медицина и хирургия - Титан нетоксичен и удивительно совместим с человеческим организмом. По этой причине он широко используется для изготовления хирургических инструментов и процедур, протезов, а также зубных и хирургических имплантатов.
• Военное дело - Титан и его сплавы часто используются для производства военных машин и механизмов, включая истребители, реактивные двигатели и ракеты.
• Спорт - Современное применение титана распространяется и на спорт, где из этого металла часто изготавливают велосипедные рамы, а также рамы для других видов спорта...
Исторический пример:
Заготовка титанового шпангоута истребителя F-15 до и после прессования на штамповочном прессе компании Alcoa усилием 45 тыс. тонн, май 1985
|
 |
Титановые листы
7777777777777777777777777
|
 |
Титановые трубы
7777777777777777777777777
|
 |
Ювелирные изделия
77777777777777777777
|
 |
Корпуса часов
77777777777777777777
|
 |
Альпинистское снаряжение
Титановые ледобуры для прохождения ледовых стенок и страховки на льду
(изготовлены малой партиеЙ в Киеве 1975г.)
77777777777777777777
|
 |
Титан в медицине
Протезирование тазобедренного сустава
Учёные из Национальной академии наук Украины представили эндопротезы тазобедренного сустава, выполненные из титана. Разработка существенно дешевле западных аналогов.
Титановые эндопротезы являются наилучшим решением для вживления в организм – металл демонстрирует высокую биосовместимость и не отторгается тканями тела человека, в отличие от повсеместно используемого сплава кобальта, хрома и молибдена.
Другое достоинство украинского изобретения – высочайшая износостойкость. Титановый протез изнашивается в 6 раз медленнее, нежели любой современный аналог. Вероятность хрупкого разрушения при этом полностью исключается.
|
 |
Титан в медицине
Протезирование в стоматологии
Уровень стоматологии беспрерывно растет, сегодня получить идеальную улыбку — не проблема. Распространенный вариант — сделать протезирование зубов на имплантах. Если в зубном ряду отсутствуют один или несколько зубов, эту проблему необходимо незамедлительно решать.
• Прекрасный эстетический эффект — на вид коронки не отличить от родных зубов.
• Процедура не травмирует здоровые зубы и не требует их обтачивания.
• Имплант позволяет равномерно распределить нагрузку, снижая риск атрофии челюстной кости.
• Титановые штифты не вызывают аллергических реакций.
• Импланты коронки имеют длительный срок службы и не вызывают дискомфорта во время ношения.
|
|
