Titanyum işleme, cevherlerinden titanyum çıkarılması ve çeşitli ürünlerde kullanılmak üzere titanyum alaşımlarının veya bileşiklerinin hazırlanması.
Titanyum (Ti), erime noktası 1.675 ° C (3,047 ° F) olan yumuşak, sünek, gümüşi gri bir metaldir. Kimyasal olarak nispeten inert olan bir oksit filmin yüzeyinde oluşması nedeniyle, çoğu doğal ortamda mükemmel korozyon direncine sahiptir. Ek olarak, hafiftir ve alüminyum ile demir arasında orta yoğunlukta (santimetre küp başına 4.51 gram) hafiftir. Düşük yoğunluk ve yüksek mukavemet kombinasyonu, 600 ° C'ye (1,100 ° F) kadar sıcaklıklar için ortak metallerin en verimli mukavemet / ağırlık oranını verir.
Atom çapı alüminyum, demir, kalay ve vanadyum gibi birçok yaygın metale benzediğinden, titanyum özelliklerini geliştirmek için kolayca alaşımlanabilir. Demir gibi, metal iki kristal formda bulunabilir: erime noktasına kadar daha yüksek sıcaklıklarda 883 ° C'nin (1.621 ° F) altında altıgen yakın paketlenmiş (hcp) ve vücut merkezli kübik (bcc). Bu allotropik davranış ve birçok elementle alaşımlanma kapasitesi, çok çeşitli mekanik ve korozyona dayanıklı özelliklere sahip titanyum alaşımları ile sonuçlanır.
Titanyum cevherleri bol olmasına rağmen, metalin yüksek sıcaklıklarda havadaki oksijen, azot ve hidrojen ile yüksek reaktivitesi, karmaşık ve dolayısıyla maliyetli üretim ve imalat süreçlerini gerektirir.
Tarih
Titanyum cevheri ilk kez 1791'de İngiliz bir din adamı William Gregor tarafından Korniş sahil kumlarında keşfedildi. Oksitin gerçek tanımlaması birkaç yıl sonra bir Alman kimyager MH Klaproth tarafından yapıldı. Klaproth, Yunan mitolojisinin devleri Titanlardan sonra bu oksidin metal bileşenine titanyum adını verdi.
Saf metalik titanyum ilk olarak 1906 ya da 1910'da MA Electric tarafından General Electric Company ile işbirliği içinde Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde (Troy, New York, ABD) üretildi. Bu araştırmacılar titanyumun erime noktası 6.000 ° C (10.800 ° F) olduğuna ve bu nedenle akkor lamba filamentlerine aday olduğuna inanıyordu, ancak Hunter erime noktası 1.800 ° C'ye (3.300 ° F) daha yakın bir metal ürettiğinde, çaba terk edildi. Bununla birlikte, Hunter metal belli bir yumuşaklık vardı ve titanyum tetraklorür reaksiyona sokulması suretiyle onu üreten onun yöntemi (TiCU göstermektedir mi 4 vakum altında sodyum sonra ticari ve artık Hunter işlemi olarak bilinir) ile. Sünekliği önemli olan metal 1925 yılında, tahliye edilen bir cam ampul içinde sıcak bir filaman üzerinde titanyum tetraiyodürü ayıran Hollandalı bilim adamları AE van Arkel ve JH de Boer tarafından üretildi.
1932 yılında Lüksemburg William J. Kroll TiCb birleştirerek sünek titanyum kayda değer miktarda 4 kalsiyum ile. 1938'de Kroll 20 kilogram (50 pound) titanyum üretti ve mükemmel korozyon ve mukavemet özelliklerine sahip olduğuna ikna oldu. II. Dünya Savaşı'nın başında Avrupa'dan kaçtı ve Amerika Birleşik Devletleri'nde Union Carbide Company'de ve daha sonra ABD Maden Bürosu'nda çalışmalarına devam etti. Bu zamana kadar indirgeyici ajanı kalsiyumdan magnezyum metale değiştirmişti. Kroll şimdi modern titanyum endüstrisinin babası olarak tanınmaktadır ve Kroll süreci mevcut titanyum üretiminin temelini oluşturmaktadır.
1946'da yapılan bir ABD Hava Kuvvetleri araştırması, titanyum bazlı alaşımların potansiyel olarak büyük öneme sahip mühendislik malzemeleri olduğu sonucuna vardı, çünkü jet uçak yapılarında ve motorlarında daha yüksek mukavemet / ağırlık oranlarına olan ihtiyaç, çelik veya alüminyumdan verimli bir şekilde tatmin edilemedi.. Sonuç olarak, Savunma Bakanlığı 1950 yılında titanyum endüstrisini başlatmak için üretim teşvikleri sağladı. Japonya, SSCB ve Birleşik Krallık'ta da benzer sanayi kapasitesi kuruldu. Bu hız, havacılık endüstrisi tarafından sağlandıktan sonra, metalin hazır bulunması, kimyasal işleme, ilaç, enerji üretimi ve atık arıtma gibi diğer pazarlardaki yeni uygulamalar için fırsatlara yol açtı.
cevherleri
Titanyum, sadece alüminyum, demir ve magnezyum tarafından aşılan, dünyadaki en bol bulunan dördüncü yapısal metaldir. İşlenebilir maden yatakları dünya çapında dağılmıştır ve Avustralya, ABD, Kanada, Güney Afrika, Sierra Leone, Ukrayna, Rusya, Norveç, Malezya ve diğer birçok ülkedeki siteleri içermektedir.
Baskın mineraller yüzde 95 titanyum dioksit (TiOz kadar olan, rutil olan 2) ve ilmenit (FeTiO 3 50 ila 65 oranında TiO içerir), 2. Üçüncü bir mineral olan lökoksen, demirin bir kısmının doğal olarak yıkanmış olduğu bir ilmenit değişikliğidir. Spesifik titanyum içeriği yoktur. Titanyum mineralleri alüvyon ve volkanik oluşumlarda bulunur. Tortular genellikle ilmenit, rutil, lökoksen, zirkon ve monazitten oluşan yüzde 3 ila 12 arasında ağır mineral içerir.
