16.1. Титан

Промышленное применение титана началось в 1948г. Он по распространению в земной коре (0,6%) занимает 4 место, уступает алюминию, железу, магнию. Титан обладает очень ценными свойствами: небольшой плотностью (4,5*10 ³ кг/м ³), высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Недостатки: активное взаимодействие с газами при высоких температурах, невысокие антифрикционные свойства, плохая обрабатываемость, водородная охрупчиваемость.

Титан - полиморфный материал и существует в двух аллотропических формах  -ГПУ и  -ОЦК-фазах. Температура полиморфного превращения Т_α -  = 882°С  - фаза имеет периоды решетки а=0,2% нм, с=0,472 нм;  - титан (выше 882 °С) имеет а=0,331 нм.

Электронная структура внешних оболочек атома титана 3s² Зр⁶ 3d² 4s². При возбуждении атома внешние s-электроны распа­риваются, поэтому титан проявляет валентность +2.

Титан на воздухе покрывается очень прочной защитной плен­кой TiO₂. Поэтому в нормальных условиях коррозионно устойчив и химически устойчив к агрессивным средам (выше чем нержавеющая сталь). Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной листа бумаги.

Преимущественное применение титан получил в авиации, ракетостроении и др. отраслях, где удельная прочность имеет большое значение. Удельная прочность – это отношение предела прочности к плотности. Самая высокая удельная прочность титана проявляется при температурах (300-600 ⁰С). При температурах до 300 ⁰С он уступает алюминию, а выше 600 ⁰С – сплава на основе железа. Недостаток титана – его высокая стоимость.

Химическое соединение TiO₂ применяется при изготовлении тугоплавких стекол, эмалей, лабораторной жароупорной посуды, ог­неупорных тиглей, TiO₂ используется для приготовления белой мас­ляной краски (титановые белила).