سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
فلز تیتانیم در طبیعت به صورت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد و این عنصر نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین محسوب می شود ...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

تیتانیم(2)

تیتانیم

پیدایش

فلز تیتانیم در طبیعت به صورت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد و این عنصر نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین محسوب می شود ( 06/0% کل جرم) و در بیشتر سنگ های آذرین و رسوبات آن ها یافت می شود.

 

بیشتر در مواد معدنیbrookite, ilmenite, leucoxene, perovskite , rutile ،anatase و sphene وجود داشته و نیز در سنگ معدن آهن و titanates دیده می شود. از میان این مواد معدنی فقط ilmenite، leucoxene و rutile از نظر اقتصادی اهمیت دارند. چون تیتانیم به راحتی در دماهای زیاد با اکسیژن و کربن واکنش می کند تهیه فلز تیتانیم خالص مشکل است. منابع مهم تیتانیم در استرالیا، اسکاندیناوی، آمریکای شمالی و مالزی قرار دارند.


این فلز در شهاب سنگ ها یافت شده و حضور آن در خورشید و ستارگان M-type نیز شناسایی شده است. سنگ هایی در مأموریت آپولو 17 از ماه آورده شده اند که حاوی 1/12% TiO2 هستند. به علاوه تیتانیم در خاکستر ذغال سنگ، گیاهان و حتی بدن انسان یافت شده است.

 

تولید

فلز تیتانیم به صورت تجاری به وسیله کاهش TiCl4 با منیزیم تولید می شود این فرآیند را William Justin Kroll در سال 1946 ابداع کرد. این فرآیند گروهی، گران و پیچیده است اما ممکن است فرآیند جدیدتری که روش "FFC-Cambridge" نامیده می شود جایگزین روش قدیمی گردد.

 

در این روش از ماده خام پودر دی اکسید تیتانیم ( که شکل تصفیه شده روتیل است) برای تولید نهایی که جریان مداومی از تیتانیم مذاب است استفاده می شود. از این محصول بلافاصله در ساخت آلیاژهای تجاری بهره می برند.


امید است با استفاده از روش FFC-Cambridge مقدار بیشتری تیتانیم و باهزینه ای کمتر برای صنعت هوافضا و بازار کالاهای زینتی تهیه شود و شاهد استفاده از این فلز در محصولاتی که در حال حاضر از آلومینیم و انواع خاص فولاد استفاده می کنند باشیم.

 

ترکیبات

اگرچه فلز تیتانیم به علت هزینه زیاد استخراج نسبتاٌ متداول نیست، دی اکسید تیتانیم ارزان،به مقدار زیاد موجود و دارای کاربرد وسیعی به عنوان رنگدانه سفید در صنعت رنگ سازی، پلاستیک و سیمان ساختمان می باشد. پودرTio2 از نظر شیمیایی بی اثراست، در نور آفتاب رنگ خود را حفظ می کند و بسیار مات است:

 

این خصوصیت باعث می شود تا مواد شیمیایی خاکستری یا قهوه ای که بیشتر پلاستیک های خانگی را تشکیل می دهند به رنگ سفید خالص درخشانی تبدیل کند. دی اکسید تیتانیم خالص دارای ضریب شکست بسیار بالا و تجزیه نوری بیشتر ازالماس است. یاقوت کبودستاره ای و یاقوت قرمز درخشندگی خود را از دی اکسید تیتانیوم موجود در خود می گیرند.

 

ایزوتوپ ها

تیتانیم به طور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار تیتانیم 46، تیتانیم47، تیتانیم48، تیتانیم49 و تیتانیم50 است که فراوان ترین آن ها تیتانیم 48 ( فراوانی طبیعی 8/73%) می باشد.

 

11 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصر شناسایی شده که پایدار ترین آن ها تیتانیم 44 بانیمه عمر 63 سال، تیتانیم 45 با نیمه عمر 8/184 دقیقه، تیتانیم 51 با نیمه عمر 76/5 دقیقه و تیتانیم 52 با نیمه عمر7/1 دقیقه هستند. سایر ایزوتوپ های رادیواکتیو نیمه عمری کمتر از 33 ثانیه دارند که نیمه عمر اکثر آن ها کمتر از نیم ثانیه می باشد.


ایزوتوپ های تیتانیم از نظر وزن اتمی بین amu99/39 (تیتانیم 40) و amu966/57 (تیتانیم 58) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ (تیتانیم 48) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن ارسال بتا می باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از تیتانیم 48 ایزوتوپ های عنصر 21 ( اسکاندیم) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپ های عنصر 23 ( وانادیم) می باشد.

 

هشدارها

پودر فلز تیتانیم خطر جدی آتش زایی دارد اما نمک های آنرا در بیشتر موارد نسبتاً بی ضرر به حساب می آورند. اما ترکیبات با کلر را مثل TiCl3 و TiCl4 باید خورنده در نظر گرفت. تیتانیم به تجمع در بافت هایی از بدن که دارای سیلیکا است تمایل دارد اما این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای در انسان ندارد.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تنظیم: مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین