Fysiska och kemiska egenskaper hos titan
Fysiska egenskaper hos titan
1. Densitet: Densiteten hos titan är 4,506 till 4,516 g/kubikcentimeter, vilket är lättare än aluminium men tyngre än järn, koppar och nickel.
2.Färg och utseende: Titan är en silvervit metall med en metallisk lyster och ett utseende som liknar stål.
3. Smältpunkt och kokpunkt: smältpunkten för titan är cirka 1668±4 grader, och kokpunkten är cirka 3260±20 grader, vilket visar att titan har utmärkt högtemperaturstabilitet
4. Latent smältvärme: Det latenta smältvärmet för titan är mellan 3,7 och 5,0 kcal/gram atom, vilket innebär att en viss mängd värme behöver absorberas under smältningsprocessen.
5. Latent förångningsvärme: Det latenta förångningsvärmet för titan är mellan 102,5 och 112,5 kcal/gramatom, vilket innebär att det krävs en avsevärd mängd energi för att omvandla det flytande titanet till ett gasformigt tillstånd.
6. Kritisk temperatur och kritiskt tryck: Den kritiska temperaturen för titan är 4350 grader och det kritiska trycket är 1130 atmosfärer. Den kritiska temperaturen innebär att över denna temperatur, oavsett hur mycket trycket ökas, kan titanvätskan inte existera i flytande tillstånd.
7. Supraledning: Titan uppvisar supraledning vid extremt låga temperaturer, och dess kritiska supraledande temperatur är 0.38 till 0.4K, vilket gör att titan kan användas som ett supraledande material i vissa specifika tillämpningar.
8. Värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga: Jämfört med andra metaller har titan relativt dålig värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga. Dess elektriska ledningsförmåga är något lägre än för rostfritt stål, så det används inte ofta i elektrisk ledningsförmåga.
9. Paramagnetism och magnetisk permeabilitet: Titan är ett paramagnetiskt material och dess magnetiska permeabilitet är nära 1,00004, vilket indikerar att dess reaktion på externa magnetfält är relativt svag.
Titan har plasticitet. Förlängningen av högrent titan kan nå 50-60% och krympningen av sektionen kan nå 70-80%. Dess styrka är dock låg och den lämpar sig inte för användning som konstruktionsmaterial. Förekomsten av föroreningar i titan har stor inverkan på dess mekaniska egenskaper. I synnerhet kan interstitiella föroreningar (syre, kväve, kol) avsevärt öka styrkan hos titan och avsevärt minska dess plasticitet. De goda mekaniska egenskaperna hos titan som ett strukturellt material uppnås genom strikt kontroll av lämplig föroreningshalt och tillsats av legeringselement.
Titan kemiska egenskaper
1. Aktivitet: Titan är en relativt aktiv övergångsmetall, men den är relativt stabil vid rumstemperatur. Det kan reagera med syre, kväve, svavel och andra icke-metaller vid höga temperaturer för att bilda känsliga föreningar.
2. Oxidationstillstånd: Det huvudsakliga oxidationstillståndet för titan är +4. Även om det också kan förekomma i vissa föreningar, +3, +2 och andra oxidationstillstånd, är +4 oxidationstillståndet för titan det mest stabila.
3. Reaktion med syre: Dazai kan reagera med syre vid höga temperaturer för att bilda titanoxid, som är en vit fast substans. De vanliga malmformerna är rutil och rutil.
4. Reaktion med kväve: Titan kan reagera med kväve och bilda titannitrid, ett mycket hårt ämne som vanligtvis används i beläggningar och skärverktyg.
5. Reaktion med halogener: Titan kan reagera med fluor, klor, brom och jod för att bilda motsvarande halogenider. Dessa halogenider spelar en viktig roll i vissa industriella tillämpningar.
6. Reaktion med syra: En stabil oxidskyddsfilm bildas på ytan av titan, vilket gör den mycket motståndskraftig mot korrosion. Detta gör att titan fungerar bra i korrosiva miljöer och används därför i stor utsträckning i kemisk utrustning.
7. Reaktion med alkali: Titan har god korrosionsbeständighet mot alkali. Under vissa alkaliska förhållanden kommer en oxidfilm att bildas på titanytan för att skydda metallytan från ytterligare erosion.
8. Legeringsbildning: Titan kan bilda legeringar med många element, inklusive järn, aluminium, vanadin, koppar, etc. Dessa legeringar har vanligtvis egenskaperna hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och låg vikt. Därför används det i stor utsträckning inom flyg- och andra industriområden.
Sammanfattningsvis är egenskaperna hos titan extremt nära relaterade till temperatur, dess form och renhet. Tät metallisk titan är ganska stabil till sin natur, men titan i pulverform kan orsaka spontan förbränning i luften. Förekomsten av föroreningar i titan påverkar avsevärt de fysiska, kemiska, mekaniska egenskaperna och korrosionsbeständigheten hos titan. I synnerhet kan vissa interstitiella föroreningar förvränga titangittret och påverka olika egenskaper hos titan. Titan har mycket liten kemisk aktivitet vid rumstemperatur och kan reagera med ett fåtal ämnen som fluorvätesyra. Men när temperaturen ökar ökar aktiviteten av titan snabbt. Speciellt vid höga temperaturer kan titan reagera våldsamt med många ämnen. Smältprocessen av titan utförs vanligtvis vid höga temperaturer över 800 grader, så den måste drivas i vakuum eller under skydd av en inert atmosfär.
Titan spelar en viktig roll inom många industriella och tekniska områden på grund av dess utmärkta kemiska egenskaper. Dess korrosionsbeständighet, höga temperaturstabilitet och förmåga att forma legeringar med andra element gör den till ett idealiskt val för många applikationer.
