チタンの起源とチタン材料の適用

Feb 21, 2025

ご伝言

チタン:灰色の金属要素は、窒素で燃える可能性があり、融点が高くなります。パッシブチタンとチタンベースの合金は、主に航空宇宙産業と海洋産業で使用されている新しい構造材料です。チタンの発見から純粋な製品の生産まで100年以上かかりました。チタンは、1940年代以降に真に利用され、認識されました。地球の表面にある厚さの10キロの層では、チタンの含有量は6/1 000であり、銅の61倍です。地面から一握りの土をつかむと、数千分の1のチタンが含まれています。 1,000万トン以上の予備のチタン鉱石を見つけることは珍しくありません。ビーチには何億トンもの砂と砂利があります。砂と砂利よりも重い2つのミネラルであるチタンとジルコンは、砂と砂利に混合されています。何百万年もの間、海水昼と夜に継続的に洗浄した後、より重いイルメナイトとジルコンの砂鉱石が一緒に洗浄され、長い海岸にチタン鉱石層とジルコン鉱石層を形成します。この鉱石層は黒い砂で、通常は数十センチメートル厚さです。チタンは磁気ではないため、チタンで作られた原子力潜水艦は磁気鉱山の攻撃を心配する必要はありません。 1947年、人々は工場でチタンを嗅ぎ始めました。当時、出力はわずか2トンでした。 1955年、出力は000トンに20に急増しました。 1972年、年間出力は200、000トンに達しました。チタンの硬度は鋼の硬度に似ており、その重量は鋼の鋼量のほぼ半分です。チタンはアルミニウムよりもわずかに重いですが、その硬度はアルミニウムの2倍です。現在、チタンはロケットやミサイルの鋼を交換するために大量に使用されています。統計によると、世界のナビゲーションに使用されるチタンの量は、年間1,000トン以上に達しました。ウルトラファインチタンパウダーもロケットに適した燃料であるため、チタンは金属および宇宙の金属として知られています。

 

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チタンには良好な耐熱性があり、最大1725度の融点があります。室温では、チタンはさまざまな強酸およびアルカリ溶液で安全に横たわることができます。激しい酸であるアクアレジアでさえ、それを腐食させることはできません。チタンは海水を恐れていません。誰かがかつて海底にチタンを沈めました。 5年後、彼がそれを取り出したとき、彼はそれが多くの小動物や海底植物で覆われていることを発見しましたが、それはまったく錆びておらず、まだ光沢がありました。
現在、人々はチタンを使用して潜水艦、チタン潜水艦を作り始めています。チタンは非常に強く、非常に高い圧力に耐えることができるため、この潜水艦は4,500メートルほど深い海で航行できます。
チタンは腐食耐性であるため、化学産業でよく使用されます。過去には、化学反応器に高温硝酸を含む部品にステンレス鋼が使用されていました。ステンレス鋼は、強力な腐食剤である高温硝酸も恐れています。 6か月ごとに、これらの部品を交換する必要があります。現在、チタンを使用してこれらの部品を作るコストはステンレス鋼の部品よりも高価ですが、5年間継続的に使用できますが、これははるかに費用対効果が高くなります。
電気化学では、チタンは非常に負のポテンシャルを持つ一方向のバルブ金属であり、分解のアノードとしてチタンを使用することは通常不可能です。
チタンの最大の欠点は、改良が難しいことです。これは主に、チタンが高温で組み合わせる強力な能力を持ち、酸素、炭素、窒素、その他多くの元素と組み合わせることができるためです。したがって、製錬中であろうとキャスティングであろうと、人々はこれらの要素がチタンを「攻撃」するのを防ぐように注意しています。もちろん、チタンを製錬するとき、空気と水は近づくことを厳しく禁止しており、チタンはアルミナから酸素を摂取するため、冶金で一般的に使用されるアルミナるつぼさえも使用することは禁止されています。現在、人々は不活性ガスで反応するために四塩化マグネシウムと四塩化チタンを使用して、ヘリウムまたはアルゴンを抽出してチタンを抽出します。人々は、高温でチタンの強力な化学能力の特性を使用しています。鋼を作るとき、窒素は溶融鋼に簡単に溶解します。インゴットが冷えると、泡がインゴットに形成され、鋼の品質に影響します。したがって、鉄鋼労働者は溶融鋼に金属チタンを加えて窒素と結合してスラグ(窒素チタン)になり、溶融鋼の表面に浮かんでいるため、インゴットが比較的純粋になります。
超音速航空機が飛ぶと、翼の温度が500度に達することがあります。比較的熱耐性のアルミニウム合金を使用して翼を作る場合、1〜200度に耐えることはできません。アルミニウム合金を置き換えるために、軽くて丈夫で高温耐性材料がなければなりません。チタンはこれらの要件を満たすことができます。チタンはまた、ゼロ未満100度以上のテストに耐えることができます。この低温では、チタンは依然として良好な靭性を持ち、脆くなりません。空気上のチタンとジルコニウムの強い吸収を使用して、空気を取り除いて真空を作成できます。たとえば、チタン製の真空ポンプを使用して、空気を抽出して、合計1,000万分の1だけ抽出できます。
酸化チタンである二酸化チタンは雪のような粉末であり、一般に二酸化チタンとして知られている最高の白色色素です。過去に、人々は主に二酸化チタンを得る目的でチタン鉱石を採掘しました。二酸化チタンは強い接着を持ち、化学的変化を起こすのは容易ではなく、常に雪のようです。二酸化チタンは特に価値があります。融点が高く、難治性ガラス、gl薬、エナメル、粘土、高温耐性実験用品などを作るために使用されます。

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