Самые прочные металлы на Земле

Первое качество, с которым ассоциируется у нас металл, это прочность. На самом деле прочность определяется несколькими свойствами, учитывая которые именно сталь и ее сплавы находятся в списке самых прочных металлов.

Что же такое прочность? Это способность материала выдерживать внешние нагрузки, при этом не разрушаясь. При оценке прочности металла учитывается много параметров и качеств: насколько хорошо металл сопротивляется разрыву, как он противостоит сжатию, каков порог перехода от упругого к пластическому состоянию, когда деформация материала становится необратимой, какова способность материала сопротивляться распространению трещин и т.п.

Прочные сплавы и природные металлы

Сплавы представляют собой комбинации разных металлов. Потребность получить самые разные качественные характеристики металлов, среди которых и прочность, привела к появлению различных сплавов.

Одним из важных в этом смысле сплавов является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода. Итак, какие же металлы принято считать самыми прочными на Земле?

Поскольку для определения прочности металла необходимо учесть очень много факторов, трудно однозначным образом упорядочить металлы от самого «крепкого» до самого «слабого». В зависимости от того, какое свойство считается наиболее важным в каждом конкретном случае, и будет складываться расстановка сил прочности среди металлов.

Сталь и ее сплавы

Сталь — это прочный сплав железа и углерода, с добавками других элементов, таких как кремний, марганец, ванадий, ниобий и пр. Благодаря различным системам легирования стали можно получать совершенно разный комплекс свойств новых сплавов.

Так, высокоуглеродистая сталь — это сплав железа с высоким содержанием углерода — получается прочной, относительно дешевой, долговечной, она хорошо поддается обработке.

Из недостатков стоит отметить низкую прокаливаемость и низкую теплостойкость, что делает углеродистую сталь уязвимой в агрессивной среде.

Сферы применения: из углеродистой стали изготавливают различные инструменты, детали машин и сложных механизмов, элементы металлоконструкций. Важным условием применения таких изделий является неагрессивная среда.

Сплав стали, железа и никеля – один из наиболее прочных сплавов. Существует несколько его разновидностей, но в целом легирование углеродистой стали никелем увеличивает предел текучести до 1420 МПа и при этом показатель предела прочности на разрыв доходит до 1460 МПа.

Сферы применения: сплавы на никелевой основе используют в конструкциях некоторых типов мощных атомных реакторов в качестве защитных высокотемпературных оболочек для предохранения от коррозии урановых стержней.

Нержавеющая сталь – коррозионностойкий сплав стали, хрома и марганца с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.

Сферы применения: благодаря своим антикоррозийным свойствам нержавеющую сталь широко применяют в самых разных областях – нефтехимической промышленности, машиностроении, строительстве, электроэнергетике, кораблестроении, пищевой промышленности и для изготовления бытовых приборов.

Особо твердые сплавы

Сплавы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала обладают твердостью, которой позавидует любой молот Тора.

Титан – это наиболее растиражированный в средствах массовой информации и кинематографе природный металл, который принято ассоциировать с суперпрочностью. Его удельная прочность почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Он обладает самым высоким отношением прочности на разрыв к плотности из всех металлов. По этому показателю он обошел вольфрам, вот только по шкале твердости Мооса титан ему уступает. Тем не менее, титановые сплавы прочны и легки.

Сферы применения: титан и его сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности. Из него делают элементы обшивки космических кораблей, топливные баки, детали реактивных двигателей. Активно используют его и в морском судостроении, строительстве трубопроводов для агрессивных сред и в качестве конструкционного материала.

Вольфрам с его самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. К недостаткам вольфрама можно отнести его хрупкость и способность к разрушению при ударе.

Сферы применения: вольфрам применяют в металлургии для производства легированных сталей и различных сплавов, в электротехнической индустрии для изготовления элементов осветительных приборов, в машино- и авиастроении, в космической отрасли и химпроме. Сплав вольфрама и углерода (карбид вольфрама) используют для производства инструментов с режущими краями, таких как ножи и дисковые пилы, а также износостойких рабочих элементов горношахтного оборудования и прокатных валков.

Тантал обладает сразу тремя достоинствами – прочностью, плотностью и устойчивостью к коррозии. Он состоит в группе тугоплавких металлов, как и выше описанный вольфрам.

Сферы применения: тантал используется в производстве электроники и сверхмощных конденсаторов для персональных компьютеров, смартфонов, камер и для электронных устройств в автомобилях.

Инновационные сплавы

Существует ряд сплавов, которые появились совсем недавно, но уже успели завоевать признание благодаря своим «сверхкачествам» и активно используются в аэрокосмической сфере и медицине.

Алюминид титана – сплав титана и алюминия, который выдерживает высокие температуры и обладает антикоррозийными свойствами, но при этом он довольно хрупкий и недостаточно пластичный. Тем не менее, он нашел свое применение в производстве специальных защитных покрытий.

Сплав титана с золотом – еще один уникальный материал, который был разработан несколько лет назад группой ученых из университетов США.

Основная задача, которая стояла перед учеными, создать материал крепче титана, который можно было бы применять в медицине для производства протезов, совместимых с биотканью. Дело в том, что титановые протезы, несмотря на свою прочность, изнашиваются относительно быстро, их приходится менять каждые 10 лет. А вот сплав титана с золотом оказался вчетверо более прочным, чем те сплавы, что сейчас используются в производстве протезов.

Титан

Легкость в комбинации с высочайшей механической прочностью и твердостью сделали титан признанным фаворитом среди прочих ценных цветных металлов. Его прочность настолько высока, что детали из титана способны противостоять даже силе воды. При быстром вращении предмета в воде образуются маленькие пузырьки воздуха, обладающие поистине всеразрушающей силой. Специально проводимые испытания титановых дисков в морской воде доказали уникальную стойкость этого металла, после чего многие захотели купить титан в Санкт-Петербурге.

Титан имеет еще одно фантастическое свойство: при конкретной температуре он запоминает форму, по которой было изготовлено изделие. Это широко используется в космической технике, когда компактно упакованные космические антенны самостоятельно разворачиваются в космосе. Настоящим подарком «память» титана оказалась и для сосудистых хирургов, при помощи микрохирургических инструментов в пораженный сосуд вводится тонкий стержень из титана, который, нагреваясь, принимает форму пружины и расширяет просвет сосуда. Эти свойства металла обусловливают активную покупку титана для нужд медицины.

Титан: сфера применения

Из титана изготавливают прокатные листы, проволоку и тончайшую фольгу. Единственное, что ограничивает продажу и покупку титана на рынке, это достаточно высокая себестоимость этого металла. Несмотря на то что цена титана за 1 кг. не высока, этот металл нашёл широкое применение в военной промышленности.

В 1948 г. началось практическое применение титана. В России производство титана началось в 1950г. В нашей стране в 1960-1990гг. было создано самое крупное в мире производство титана. С 1990г. производство пошло на спад. Вместе с тем нет сомнений, что этот спад производства носит временный характер, поскольку титан во много превосходит другие материалы.

За свою удельную прочность титан нашел свое технически широкое применение в авиации, ракетостроении и космической технике. Коррозийная стойкость титанового проката была высоко оценена в химической промышленности, морском судостроении, цветной металлургии, пищевой промышленности.

При использовании титанового проката заметно повышается надежность конструкции и аппаратов,  снижается металлоемкость в расчете на единицу оборудования. Сроки эксплуатации техники возрастают в 10-15 раз. А это говорит о снижении объемов капитальных и текущих ремонтов. Следовательно, несмотря на более высокие первоначальные капиталовложения, применять 

титановый прокат экономически оправдано.

Компания Империя Стали может поставить титановый прокат следующих марок:  по ГОСТ — ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ6, ВТ20, ВТ22, ВТ23, ОТ4, ОТ4-1, ОТ4-0, ВТ25, ВТ14, ВТ15, 2В, 3М, ВТ16, ВТ3-1, ВТ5, ВТ5-1, ПТ3В, СП3В, ПТ7М, ПТ1-М

 

 

Химический состав в % материала ВТ1-0 Fe C Si N Ti O H Примесей до   0.18 до   0.07 до   0.1 до   0.04 98. 61 — 99.7 до   0.12 до   0.01 прочих 0.3 Примечание: Ti — основа; процентное содержание Ti дано приблизительно

Механические свойства при Т=20oС материала ВТ1-0 . Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр. — мм — МПа МПа % % кДж / м2 —       400-450 300-420 30 60        Обозначения Механические свойства : sв — Предел кратковременной прочности , [МПа] sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] d5 — Относительное удлинение при разрыве , [ % ] y — Относительное сужение , [ % ] KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2] HB — Твердость по Бринеллю , [МПа] Твердость материала   ВТ1-0    HB 10 -1 = 131 — 163   МПа

 

 

Титановые трубы, Титановые листы, титановые плиты, титановые круги, титановые прутки, титановые заготовки, титановую проволоку.

Ознакомиться с наличием товара на складе «Империя Стали» можно по Телефону или по почте.

Изготовление Поковок Кованых Кругов

Изготовление Прутков методом Поперечно-Винтового Проката

Фланцевые заготовки из титана

Изготовление Титановых Колец и Титановых Заготовок

Титан склад (лист/плита/карточки)

Титан склад Труба Проволока Кольца

 

Марка Титана	Значение
ВТ	«ВИАМ титан»
ОТ	«Опытный титан» — сплавы титана, разработанные совместно ВИАМом и заводом ВСМПО (г. Верхняя Салда, Свердловской области)
ПТ	«Прометей титан» — разработчик ЦНИИ КМ («Прометей», г. СПб.)

 

Марки Титана — химически состав.

Полезная информация -Основные производители титана

Титан металл серебристо-белого цвета, похож на нержавейку, но легче. Легкость, прочность и устойчивость к коррозии нашли применение в авиации, в военной промышленности и в судостроении. Используется титан и в химической промышленности. Титан металл по плотности между железом и алюминием, но прочность его в два раза больше, чем прочность железа.  Цена на Титан высока и его использование должно быть экономически выгодно. В наше время выросли скорости. Это привело к тому, что материал обшивки стал нагреваться больше. Для таких условий больше всего подошел титан. Титановый лист, титановая плита, Титановая труба, титановая проволока, титановый круг, титановый пруток стали использоваться для изготовления обшивки и других деталей. В двадцатом веке значительно выросло применение титановых сплавов, например марки титан ВТ1, титан ВТ1-0 для самолетов и вертолетов.  Очень важное место занимает титан в ракетостроении. Благодаря своей устойчивости к коррозии титановые листы титан ВТ1, титан ВТ1-0 нашли своё место в конструкции морских судов, торпед и подводных лодок, а так же морские марки титана ПТ3В, марка титана ПТ7М. К обшивке из титанового листа не прилипают ракушки, что значительно повышает скорость судов.

В комании Империя Стали Титан купить можно в виде титановых заготовок,
Прутки из титана круглые. Диаметр от 6 мм. Они производятся при помощи различных способов прокатки и ковки (радиально-ковочная машина)
Купить титановые листы, листы из титана и плиты из титана, трубы из титана, проволоку из титана, пруток из титана различных марок ОТ4-1, ОТ4-0, ОТ4 ВТ6, ВТ6с, ПТ3В, ВТ1-0.
Титановые полосы применяются для производства медицинских хирургических инструментов и имплантантов и в химическом машиностроении.
Продажа титана осуществляется и в виде проволоки, сварочной и конструкционной марок ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00вс, ПТ7М, 2В.
Еще титан можно купить в виде специализированных профилей, изготовленных на заказ по вашему чертежу.

Наша компания предлагает со склада:

Прутки из титановых сплавов: ОСТ 190266-86;
Прутки прессованные из титановых сплавов: ОСТ 192020-82;
Титановый пруток, применяющийся в судостроении: ОСТ 192062-90;
Прутки катанные из титановых сплавов общего назначения: ТУ 1-83-21-79;
Прутки катанные крупногабаритные из титановых сплавов: ОСТ 190266-86;
Прутки кованые из титановых сплавов: ОСТ 190107-79;
Прутки кованные титановые из сплавов марок ПТ 3В, 3М, 5В, 37, 19: ОСТ В.9325-79;
Кованые прутки из титанового сплава ВТ22: ТУ 1-92-38-75;
Шлифованные и механически калиброванные прутки из титановых сплавов: ОСТ 190201-75;
Горячекатаные прутки титановые из сплава марки ВТ16: ОСТ 190202-75

Про лист титановый.

Титан и сплавы титана имеют целый ряд ценных химических и механических способностей, которые позволяют изготавливать очень прочный, но легкий и с высокой коррозионной стойкостью титановый лист. Лист из Титана  изготавливают листовым и ленточным методами. Прокатом изготавливают листы  толщиной от 0,5 до 10 мм и шириной от 400 до 1200 мм и более,  с длиной от 1250мм до 5000 мм. Технология титанового листового проката  для получения листов нужной ширины используется  с кантовкой титановый лист, то есть с изменением направления на 90 градусов. Горячекатаные титановые полосы, разрезанные на карточки, подвергаются очистке с целью удаления хрупкого поверхностного слоя металла, насыщенного водородом, кислородом и азотом. Появившиеся после этой обработки глубокие дефекты, удаляют с помощью абразивных кругов. Горячий прокат листа из титана проводится на риверсивных и полунепрерывных ленточных станах.  Технология холодной прокатки позволяет получить титановый лист и титановые листы более высокого качества по всем показателям.  Для очистки листа из титана от ненужных поверхностных слоев, которые взаимодействуют с атмосферными газами и более хрупкие, используют химические и механические способы. После механической очистки проводят травление титанового листа кислотными растворами или расплавленными щелочами. Лист титановый изготавливается из титана марок ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ6, ОТ4, ВТ20, ВТ6с, ВТ6, ПТ-3В, ВТ14 и других. Он незаменим в авиа — и судостроении, космической технике, автомобилестроении, химической и пищевой промышленности и медицине. На нашем складе всегда в наличии Лист титановый ВТ1-0, Лист ПТ-3В, Лист из титана ОТ4 и др.

 

Производство титана в СССР началось в 1950 г. и довольно быстро росло. В 1960-1990гг было создано крупнейшее в мире производство титана. В 80-х  объем промышленного производства превышал объем производства титана во всех остальных странах мира, вместе взятых. С1990 г. производство титана в России начало сокращаться и к 1993 г. общий выпуск титановой губки составил немногим более 30% выпуска по сравнению с 1989 г. В последние годы производство титана в России сократилось в еще большей степени в связи с уменьшением выпуска авиационной техники. В этот период происходило существенное снижение объема производства Титановых слитков и титанового проката. Вместе с тем нет сомнений в том, что этот спад титанового производства носит временный характер, поскольку титановый прокат и его сплавы по многим показателям превосходят другие материалы.

Титановый прокат широко представлен в нашей стране как для специализированных заводов так и для свободной продажи. Титановый лист, титановый круг, титановая плита, титановая труба, титановая проволока — это те позиции, которые вы всегда найдете на складе ООО Империя Стали.  Ковка титанового круга, Перков титановых слитков, Ковка и раскатка титаноых колец, Изготовление поковок — это то, что ООО Империя Стали всегда может для Вас изготовить по вашему заказу.

К недостаткам титана следует отнести:

• высокую стоимость производства титана;

• активное взаимодействие титана при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами атмосферы;

• трудности вовлечения в производство титановых отходов;

• невысокие антифрикционные свойства, обусловленные налипанием титана на многие материалы;

• высокую склонность титана и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;

• плохую обрабатываемость титана резанием, аналогичную обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса.

 

Титановый прокат титановый лист титановая плита титановая труба титановый пруток титановая проволока в самолетных конструкциях применяют в двух основных направлениях:

• как материалы, обладающие более высокими удельными характеристиками по сравнению с алюминиевыми сплавами и сталями в обычных околозвуковых самолетах;

• как материалы для сверхзвуковых самолетов, когда алюминиевые сплавы становятся неработоспособными, а стали не могут конкурировать с титановыми сплавами из-за меньших удельных прочностных характеристик.

Цена на Титановый прокат (титановый лист цена титановая плита цена титановая труба титановый пруток цена титановая проволока цена) По сравнению с другими материалами не мала, но ее прочностные данные превосхожят все ожидания, поэтому титановый прокат используют для изготовления обшивки, деталей крепления, силового набора, деталей шасси, различных агрегатов. Титановые сплавы бывают нескольких видо и применяются в разных отраслях промышленности. Титановый прокат ВТ1-0 наиболее часто применяемый. Лист ВТ1-0 применяют в химической  и авиапромышленности. Поковка ПТ3В, Фланцевая Заготовка ПТ3В, Титановое кольцо ПТ3В, раскатное кольцо из титана пт3-1 и вт1-0 применяются в морском кораблестроении и атомной промышленности. Кованый круг ВТ1-0 и Кованый круг ПТ3-В имеют широкий круг применяемости в разных отраслях промышленности.  Цена на кованый круг из титана разных марок может отличаться. Цена на круг титановый кованый и цена на круг титановый катаный так же отличны друг от друга. Поковки титановый могут быть разной формы. Поковка из титана квадратного сечения может доходить до нескольких тонн весом, Поковка из титана круглого сечения обычно тяжелее в производстве. Компания Империя Стали изготавливает для нужд промышленности разнообразный прокат из титановых сплавов: Титановый лист вт1-0, Титановый лист ПТ3-в, титановый лист вт6, титановый лист ОТ4, титановый круг вт1-0, кованый титановый круг вт1-0, кованый титановый круг пт3-в, титановый круг пт3-в, кованый титановый круг 3М, кованый титановый круг вт6, титановый круг, круг из титана вт3-1, поковка из титана пт3в, поковка из титана вт6, поковка титановая, пруток из титана вт1-0, пруток титанвый .

Наша компания поставляет готовую продукцию из титана: Поковки ПТ3-в, Поковки ВТ1-0, Поковки 3М, Поковки СП19, Поковки ВТ5, Поковки ВТ6, коковки ВТ3-1, Поковки ОТ4, а так же кованый круг ПТ3-в, кованый круг ВТ1-0, кованый круг 3М, кованый круг 3ММ, кованый круг ВТ3-1, кованый круг ВТ5, кованый круг ВТ6, кованый круг ОТ4, корячекатанные круги, Пруток ВТ1-0, Горячекатанный пруток ПТ3В, Горячекатанный пруток 3М, Пруток ВТ6, ВТ5 и ОТ4. Поставляемая продукция соотвествует Стандартам

 

ОСТ В5Р.9325-2005, ОСТ 1.92062-90, ОСТ 5.9109-73, ТУ 1-5-357-95, ОСТ1-90000, ТУ 302.02.154-92 и др.

 

По желанию Заказчика Вся поставляемая нами продукция из титановых и нержавеющих сплавов изготавливается с участием Головной материаловедческой организации ЦНИИ КМ «Прометей», ЦНИИ Материалов, военной приемки МО РФ, а так же Госатомнадзора РФ. Выдаются соответствующая документация.

Из-за высокой коррозионной стойкости в морской воде титан титановый прокат (титановый лист, титановая плита, титановая труба, титановый пруток, титановая проволока) применяются в судостроении для изготовления винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед. Титановые сплавы, титановый прокат отличается сочетанием ряда ценных свойств. Титановые сплавы и титановый прокат широко применяют в авиационной технике. Важное значение имеет то, что титан и титановый прокат обладает самым близким из строительных металлов коэффициентом линейного термического расширения по отношению к аналогичной характеристике стекла, бетона, кирпича и камня. Поэтому титановый прокат ( титановый лист, титановая плита, титановая труба, титановый пруток, титановая проволока) применяют в строительстве и архитектуре.  Титановый прокат так же применяют в медицине. Титановый пруток вт6 очень хорошо нашел применение в протезировании.

Если Вы хотите купить титан в СПб, ознакомьтесь с прайсом (цена за 1 кг.). В ассортименте есть:

• титановая проволока;
• круги, ленты;
• полосы;
• листы.

Крупнейший производитель титана нацелился на новые ниши

«ВСМПО-Ависма» опубликовала финансовую отчетность за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2020 г. Из-за падения экспортных отгрузок чистая прибыль корпорации за шесть месяцев 2020 г. по МСФО обвалилась до $82 000 (по сравнению с $210,3 млн в январе – июне прошлого года), а выручка упала на 17% до $678,4 млн. При этом выручка от поставок в дальнее зарубежье сократилась на 20% до $494 млн, а выручка по России и странам СНГ снизилась на 6% до $184,3 млн.

До 70% продукции корпорации потребляет авиакосмическая промышленность. «По прогнозам аналитиков, напряженная ситуация в авиаперевозках продлится до конца 2021 г.», – говорится в материалах «ВСМПО-Ависмы». Качественный прогноз восстановления объемов заказов в компании можно сделать после запуска трансконтинентальных рейсов, заявил «Ведомостям» генеральный директор «ВСМПО-Ависмы» Сергей Степанов. Бывший руководитель угольного дивизиона Evraz был назначен гендиректором корпорации в начале июля вместо временно исполняющего обязанности гендиректора Максима Кузюка. «Понятно, что 2021 год будет непростым, но при этом уже видно, что спрос на российские авиарейсы растет, самолеты заполнены хорошо. Дождемся восстановления международного авиасообщения и поймем, когда начнется рост в нашей индустрии», – сказал Степанов.

На фоне рухнувшей в первом полугодии прибыли «ВСМПО-Ависма» намерена переориентировать сбыт на химическую отрасль и энергетику. Сохранить уровень продаж на внутреннем рынке в первом полугодии 2020 г. компании помогли именно проекты в химической отрасли, энергетике и медицине, отметил руководитель «ВСМПО-Ависмы».

25%

мирового рынка титана занимает «ВСМПО-Ависма». По данным компании, «ВСМПО-Ависма» обеспечивает до 35% всех потребностей в титане Boeing, 65% – европейского концерна Airbus Group и 100% – Embraer

Заявление компании о намерении увеличить продажи в смежных отраслях нужно воспринимать как антикризисную меру на ближайшие 1,5 года, которая позволит ей продержаться до восстановления рынка, считает аналитик АКРА Максим Худалов. «Это правильное решение, гораздо лучшее, чем то, что предлагалось в 1990-е гг., когда на предприятии делали титановые лопаты. Сейчас они [«ВСМПО-Ависма»] будут меньше делать металла и одновременно предлагать химической отрасли диоксид титана для производства красок, керамики и другой продукции», – отмечает он. При этом, если компании удастся интенсифицировать сотрудничество с «Росатомом», с учетом планов, которые есть у атомщиков, действительно часть деталей из нержавеющей стали можно заменять на титановые, полагает он.

«Ведь сейчас тяжело всем участникам рынка – возможно, не все зарубежные компании смогут выжить. На их фоне позиции отечественного производителя титана выглядят неплохо, поддержкой «ВСМПО-Ависме» выступает слабый рубль. В дальнейшем наработанные компанией компетенции будут востребованы», – говорит Худалов. Спрос на новые самолеты начнет восстанавливаться со следующего года и составит 50% от уровня 2019 г., считает Худалов.

$82 тыс.

составила прибыль корпорации в 2020 г., в 2019 г. она составляла $210,3 млн

В обычное время производители титана демонстрируют очень высокую по сравнению с другими металлургическими производствами рентабельность, напоминает Айрат Халиков из Газпромбанка. «ВСМПО двигалось в общем для всех металлургов русле: к производству продукции высокого передела – компонентов и готовых деталей. По всей видимости, пока планы по увеличению добавленной стоимости продукции в компании отложили, но это временное решение», – полагает Халиков. Мировая авиапромышленность пока не оправилась от удара и скорого восстановления цен на титан ожидать не стоит, считает аналитик. В I квартале нынешнего года цена 1 т титана достигала $11 500, но в июне – июле из-за падения спроса со стороны авиапроизводителей и нефтяников его стоимость обвалилась до $7000. «Скорее всего, начала роста цен на титан можно ожидать только в следующем году. Мы ожидаем, что восстановление спроса и цены на титан будет медленным», – заключает Халиков.

Восстановление спроса в авиастроительной отрасли вряд ли будет происходить быстрыми темпами, авиаперевозки в этом году, скорее всего, упадут более чем на 60%, полагает аналитик «Атона» Андрей Лобазов. «Boeing объявил о планах снизить производство моделей 787 и 777, а также отложил планы по наращиванию модели Мах на 2022 г. Нормализация спроса займет несколько лет, и компании навряд ли удастся полностью компенсировать это падение переходом в другие отрасли», – полагает он.

В апреле «ВСМПО-Ависма» заявила о намерении сократить производство титановой продукции в 2020 г. с 39 000 до 26 500 т. Выпуск губчатого титана сократится с 44 000 до 35 000 т.

Титан в моче

Исследование концентрации ионов титана в моче – анализ, применяемый для диагностики отравления титаном и его соединениями, подтверждения случаев профессионального заболевания, контроля износа установленного пациенту металлического протеза.

Синонимы русские

Соединения титана, титан

Синонимы английские

Titanium, titanium compounds

Метод исследования

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой

Единицы измерения

Мкг/л (микрограмм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Разовая порция мочи

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
• Исключить прием мочегонных препаратов в течение 48 часов до сбора мочи (по согласованию с врачом).

Общая информация об исследовании

В медицинской практике исследование концентрации ионов титана в моче применяется для диагностики отравления титаном и его соединениями, подтверждения случаев профессионального заболевания, контроля износа установленного пациенту металлического протеза.

Уровень ионов титана в моче, превышающего 2,0 мкг/л, указывает на возможное отравление, развитие профессионального заболевания.

Имплантация в организм пациента титанового протеза приводит к повышению уровня ионов этого металла в теле больного. Если концентрации ионов титана в моче повышена незначительно (от 1,0-3,0 мкг/л), значит, протез функционирует хорошо. Значительное (более 10,0 мкг/л) повышение концентрации ионов титана в моче свидетельствует об износе установленного пациенту титанового протеза.

Избыточное поступление в организм титана и его соединений при работе в условиях производственной вредности, износ установленного пациенту титанового протеза могут приводить к повышению уровня титана в организме пациента.

Повышению уровня ионов титана в моче больного могут способствовать следующие заболевания: пневмония, воспаление лимфатических узлов, гранулематоз легких, плевры, альвеолит, трахеит.

Небольшое количество титановой пыли, попадая в респираторный тракт, не вызывает раздражения слизистой оболочки и практически не вызывает фиброза легких. Однако длительное избыточное поступление соединений титана в организм человека при работе на вредном для здоровья производстве приводит к их накоплению в ткани легких, лимфатических узлов. Частой причиной пневмонии, гранулематоза легких и плевры является комплексное воздействие соединений, образующихся в легких при взаимодействии оксида титана с асбестом, силикатами, никелем или алюминием. Воздействие четыреххлористого титана на слизистую оболочку дыхательных путей может способствовать развитию трахеита и альвеолита.

Множественные степени окисления титана способствуют формированию большого количества разнообразных соединений этого металла. Он считается нетоксичным вследствие склонности к окислению. Следы титана содержатся в почве, питьевой воде и атмосферном воздухе. Его соединения широко используется в пищевой промышленности в качестве добавок. Консервированные продукты содержат больше титана, чем необработанные. Среднее количество титана, поступающее в организм с пищей и водой в течение суток, колеблется от 0,1-1,0 мг. В желудочно-кишечном тракте всасывается около 3 % титана, остальная его часть быстро выводится из организма с мочой и калом. Общее количество титана, содержащееся в организме человека, варьируется от 9 до 15 мг (большая часть содержится в легких). Биологическая роль титана в организме человека пока изучена мало.

Диоксид титана широко применяется в качестве белого пигмента в экстерьерных красках из-за химической инертности, устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей. Также это соединение используется для отбеливания фарфоровых эмалей, придавая им высокую яркость, прочность и устойчивость к кислотам. Обычная губная помада на 10 % состоит из титана.

Сплавы титана характеризуются высокой прочностью (даже при высоких температурах), легкостью, повышенной устойчивостью к коррозии и способностью выдерживать воздействие экстремальных перепадов температуры. Титан такой же прочный, как сталь, но на 45 % легче. В медицине титановые сплавы применяются при производстве протезов тазобедренных и коленных суставов, костных пластин и винтов, применяемых для фиксации отломков при переломах костей лицевого черепа. Физико-химические свойства диоксида титана позволяют ему полностью встраиваться в костную систему организма человека после имплантации. Концентрация ионов титана в крови не является показателем токсичности, а служит полезным критерием для контроля износа установленного пациенту протеза, изготовленного из этого металла.

Для чего используется исследование?

• Для диагностики отравления титаном и его соединениями, подтверждения случаев профессионального заболевания, контроля износа установленного пациенту металлического протеза.

Когда назначается исследование?

• При подозрении на отравление титаном и его соединениями;
• при подтверждении случаев профессионального заболевания;
• для контроля износа установленного пациенту металлического протеза.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0 — 50 мкг/л.

Выявление повышенного уровня ионов титана в сыворотке крови, превышающего 2,4 мкг/л, свидетельствует о возможном отравлении, развитии профессионального заболевания.

Уровень ионов титана в моче, превышающий 2,0 мкг/л, указывает на возможное отравление, развитие профессионального заболевания.

Имплантация в организм пациента титанового протеза приводит к повышению уровня ионов этого металла в теле больного. Если концентрация ионов титана в моче повышена незначительно (от 1,0-3,0 мкг/л), значит, протез функционирует хорошо. Значительное (более 10,0 мкг/л) повышение концентрации ионов титана в моче свидетельствует об износе установленного пациенту титанового протеза. Изолированное повышение концентрации ионов титана в моче, выявленное при лабораторном исследовании при отсутствии клинического обследования, не позволяет судить о степени выраженности износа протеза или его несостоятельности.

 Скачать пример результата

Важные замечания

• Длительное избыточное поступление соединений титана в организм человека при работе на вредном для здоровья производстве приводит к их накоплению в ткани легких, лимфатических узлов. Частой причиной пневмонии, гранулематоза легких и плевры является комплексное воздействие соединений, образующихся в легких при взаимодействии оксида титана с асбестом, силикатами, никелем или алюминием. Воздействие четыреххлористого титана на слизистую оболочку дыхательных путей может способствовать развитию трахеита и альвеолита.
• Изолированное повышение концентрации ионов титана в плазме крови, выявленное при лабораторном исследовании при отсутствии клинического обследования, не позволяет судить о степени выраженности износа протеза или его несостоятельности.

Также рекомендуется

[06-088] Титан в крови

[06-202] Титан в волосах

[06-234] Комплексный анализ на наличие тяжёлых металлов и микроэлементов (23 показателя)

[06-235] Расширенный комплексный анализ на наличие тяжёлых металлов и микроэлементов (40 показателей)

Кто назначает исследование?

Врач общей практики, пульмонолог, терапевт-профпатолог, травматолог-ортопед, невролог.

Литература

• Kronstrom M, Svensson B, Erickson E, Houston L, Braham P, Persson GR. Humoral immunity host factors in subjects with failing or successful titanium dental implants. // J. Clin. Periodontol. – 2000. – Р. 875–882.
• Begerow J, Neuendorf J,Turferl M, RaabW, Dunemann L. Long-term urinary platinum, palladium, and gold excretion of patients after insertion of noble metal dental alloy. // Biomarkers. – 1998. – Р. 27–36.
• Wilson D. McGraw-Hill Manual of Laboratory and Diagnostic Tests 1st Ed Normal, Illinois, 2007.
• Liu T.K., Liu S.H., Chang C.H., Yang R.S. Concentration of metal elements in the blood and urine in the patients with cementless total knee arthroplasty. // Tohoku J. Exp. – 1998. — №185. – Р. 253-262.

Строительство

Титан — лучший выбор для различных архитектурных сфер применения, он используется для наружной обшивки зданий, ненесущих стен, кровельных материалов, облицовки колонн, софитов, карнизов, навесов, внутренней обшивки, легких крепежных приспособлений; и кроме того, титан используется в искусстве, скульптуре и для изготовления памятников.

Сочетание таких уникальных свойства архитектурного титана, как отличная устойчивость к коррозии, прочность, легкий вес и долговечность обеспечивают самый длительный срок службы при любых условиях и с минимальной необходимостью проведения ремонта. Его уникальная и неповторимая отражательная способность не сравнима с любым другим металлом. И новые конструкции, в которых проявляются свойства титана, делают его высоко практичным металлом, особенно когда затрагиваются вопросы срока службы.

Отличная устойчивость к коррозии — защита от коррозии, возникающей в результате воздействия окружающей среды.

Когда срок службы каких-либо других архитектурных металлов подходит к концу, титан выдерживает испытание временем. Он устойчив к загрязнениям городской атмосферы и морской среды, кислотным дождям, осадкам вулканической золы, промышленным выбросам и другим крайне неблагоприятным атмосферным условиям. Титан не подвергается атмосферным влияниям и не обесцвечивается от ультрафиолетовых лучей. Также он обладает отличной устойчивостью к коррозии, которая может появиться в результате кислотных дождей и действия агрессивных газов (газ сернистой кислоты, газ сероводорода и т.д.), что является плюсом при использовании титана для строительства в крупных городах и промышленных областях. Титан также устойчив к коррозии под напряжением, точечной, щелевой коррозии, а также другим видам коррозии или проблемам, связанным с другими металлами для лужения.

Низкий коэффициент распространения тепловой энергии

Титан обладает самым низким коэффициентом распространения тепловой энергии из всех архитектурных металлов. При 8.4 x 10-6, он практически равен показателям стекла, бетона, кирпича и камня, что обеспечивает титану отличную сочетаемость с данными материалами. Это расширяет возможности конструкций, в которых титан и стекло являются основными архитектурными элементами, а также дает титану преимущество над другими металлами при конструировании элементов архитектурных сооружений. Для типичной крыши со стоячими фальцами требуются повторяющиеся поперечные фальцы. Для крыши, по всей длине покрытой сплошной титановой панелью, уже не требуется фальцев, что компенсирует распространение и сжатие. Соответственно, тепловое напряжение на титан очень низкое и составляет примерно половину напряжения на нержавеющую сталь и одну треть — на алюминий.

Не оказывает негативного влияния на окружающую среду

Вследствие относительной инертности титана считается, что он не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. 100% титана можно использовать повторно, он не разрушается, и как результат этого не загрязняет окружающую среду. Другие металлы, когда подвергаются действию загрязняющих веществ окружающей среды, разъедаются или разрушаются от коррозии и выделяют ионы металла в грунтовые воды, что является причиной возникновения проблем в окружающей среде. С учетом обязательств, связанных со «спецификацией по строительству без вреда окружающей среде», преимуществами титана считаются его наибольшая степень инертности и наибольший срок службы по сравнению со всеми остальными архитектурными металлами. Яркий пример — недавно выполненная титановая облицовка музея Scheepvaart Maritime Museum в Амстердаме. Архитекторы и правительство наложили на облицовочный материал проекта строгие ограничения в отношении причинения вреда окружающей среде.

Легкий вес и высокая прочность

Специфическая сила тяжести составляет порядка 4.51 — 60% в сравнении со сталью, половину в сравнении с медью и 1.7 раз в сравнении с алюминием. Будучи таким легким металлом, титан оказывает меньше нагрузки на конструкцию и может быть изготовлен с использованием традиционных способов формования металлов. При использовании титана отпадает необходимость расходов по устранению коррозии и существует возможность дальнейшего снижения массы благодаря разработкам технологического проектирования. Наряду со своей отличной механической прочностью титан является очень прочным и ударостойким. Титан остается гибким при возникновении интенсивных колебаний (землетрясений) и выдерживает сильные штормы без повреждений. По прочности титан эквивалентен стали.

Срок службы — гарантия на 100 лет без сквозной коррозии

Когда титан используется для отделки крыш или внешней облицовки стен, его первоначальная стоимость выше, чем у других металлов. Стоимость изготовления и стоимость строительных работ будут такими же, как и для других металлов, так что затраты на использование титана по сравнению с нержавеющей сталью возрастут в целом всего на 5-10%. Устойчивость к коррозии устраняет необходимость проведения капитального ремонта и не требует постоянных затрат на техническое обслуживание. Если говорить о затратах в течение всего срока службы, то титан, несомненно, обладает преимуществом по сравнению с остальными металлами. Это преимущество становится ещё более заметным в обстановке, в которой существует большая вероятность появления коррозии, — например, на побережье, в городской или промышленной зонах. Принимая во внимание долгий срок службы титана, он явно опережает все остальные архитектурные металлы в показателях долгосрочности и экономической эффективности.

Многие титановые сплавы были разработаны для использования в аэрокосмической промышленности, в которой основное внимание уделяется механическим качествам. Для промышленности такой главной характеристикой является устойчивость к коррозии. Для современной архитектуры основными значимыми параметрами являются эстетика и устойчивость к коррозии. В архитектуре наиболее часто применяется продукция из промышленного чистого титана (Марка 1 и Марка 2). Материал, специально изготовленный и обработанный для последующего использования в архитектуре, разрабатывается так, чтобы соответствовать требованиям по эстетической части отделки. Хотя подобный «высокотехнологичный» металл считается относительно новым в западной архитектуре, в Японии за последние 25 лет он использовался для сотен зданий и прекрасно проявил себя в плане устойчивости к коррозии в наиболее загрязненных городских и прибрежных зонах.

Начиная с октября 1997 года, с момента открытия музея Guggenheim Museum Bilbao (конструктор — Frank O. Gehry), архитектурный титан продолжает все больше и больше использоваться в различных проектах коммерческих и жилых зданий во всем мире. Музей Guggenheim считается мировым образцом использования архитектурного титана, открывшим двери для будущих проектов. Новые применения титана в настоящее время отмечены в США, Канаде, Шотландии, Англии, Германии, Бельгии, Перу и др. Два крупных проекта международного класса с уникальным применением архитектурного титана были разработаны Aeroports de Paris (Аэропорты Парижа). Технологический директор ADP Paul Andreu выбрал титан для облицовки эллипсовидного купола театра Grand National Theater в городе Beijing, а также для аэропорта Abu Dhabi Airport. Впервые в мире титан был использован для строительства аэропорта. Порядка 700 тонн продукции из титана Grade 2 было использовано при строительстве этого нового терминала Международного аэропорта в Абу Даби. Для данного строительства были использованы листы, плиты, прутки и трубы. Благодаря физическим свойствам, титановые балки намного меньше, чем стальные, что позволило архитектору реализовать его архитектурную задумку. В дополнение, внешние стены аэропорта были отделаны титановыми панелями и стеклом. 

Монумент покорителям космоса в Москве

Биосовместимые материалы, сделанные молотом на наковальне – Наука – Коммерсантъ

Сплавы на основе титана известны как легкие конструкционные материалы и широко используются в авиационной промышленности, транспортном и химическом машиностроении, медицине и т. д. Они сочетают в себе комплекс физико-механических свойств, в том числе высокую прочность в широком диапазоне температур, относительно низкую плотность, высокую устойчивость к коррозии, приемлемую биосовместимость.

Обычно для улучшения эксплуатационных свойств таких сплавов титан разбавляют (легируют) другими металлами. Зачастую для достижения оптимальных характеристик легирование происходит в большом количестве и относительно дорогими металлами (ванадий, ниобий, танал, гафний и пр.), особенно это характерно для титановых сплавов, используемых в медицине для изготовления имплантатов.

В научно-исследовательском центре композиционных материалов совместно с профильными кафедрами НИТУ МИСиС мы проводим исследования, в том числе и в направлении создания нового класса титановых сплавов — с малыми добавками других металлов. Доля титана в сплаве составляет более 90%, то есть это титан, немного разбавленный такими элементами, как олово, железо, медь, а также более дорогими, например серебром и палладием, в количестве до 6% суммарно.

Получены относительно недорогие сплавы, но с уровнем эксплуатационных свойств, близких к высоколегированным сплавам. Например, уже разработаны сплавы следующих композиций: Ti-Ag-Pd [1, 2], Ti-Fe-Cu-Sn [3] и Ti-Fe-Cu [4, 5]. Комбинация химического состава (композиция) сплава вместе со способом его термомеханической обработки позволяет получить приемлемый уровень эксплуатационных свойств сплава, но не увеличивать его конечную стоимость.

В нашем исследовании в качестве такой обработки используются относительно новые методы интенсивной пластической деформации (ИПД). ИПД — это комплекс методов, позволяющих при сохранении объема материала добиться наведения в нем высокодефектного напряженного состояния за счет использования высокой степени деформации и получить внутри него заданную структуру, в том числе и наноструктуру. Таким образом, ИПД способствует фрагментации внутренней кристаллической микроструктуры материала (дробление структурных составляющих) до субмикро- и наноразмеров (то есть структурные составляющие много меньше 1 микрона), а также прохождению сопутствующих позитивных процессов, в ходе которых происходят изменения уровня заданных исследуемых свойств (механических, магнитных, электрических и т. д.).

К методам ИПД относят:

— кручение под высоким давлением — это одновременное сжатие тонкого образца между двумя бойками и его кручение благодаря повороту одного из бойков на определенный угол;

— равноканальное угловое прессование — однократное или многократное продавливание (экструзия) материала через наклонные каналы с одинаковой площадью поперечного сечения;

— механохимический синтез — измельчение и одновременная деформация вещества с использованием шарового активатора.

Есть и другие методы.

Один из популярных методов ИПД — всесторонняя ковка. Мы также использовали ковку для обработки новых титановых сплавов, но несколько изменили схему деформации: сперва — двусторонняя ковка, а затем — прокатка обрабатываемого образца. Для этого метода

достаточно традиционных молота и наковальни, а также простого прокатного оборудования, которое обычно используется в металлургическом производстве.

Нужно сказать, что исследования в направлении разработки новых классов низколегированных титановых сплавов проводятся в НИТУ МИСиС совместно с коллегами из Японии (Институт материаловедения Университета Тохоку, г. Сендай) и из Австрии (Институт материаловедения имени Эриха Шмидта Австрийской академии наук, г. Леобен). Разработанные нашим коллективом сплавы продемонстрировали не только относительно высокие механические свойства, но и приемлемые свойства биосовместимости при испытаниях in vitro.

Высокие механические свойства разработанных сплавов, то есть оптимальное сочетание прочности (свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих под воздействием внешних сил) и пластичности (способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации), объясняются приобретением специфической структуры за счет ИПД. Увеличение прочности происходит благодаря измельчению структурных составляющих внутри материала (фрагментации зерен), что приводит к сильным искажениям кристаллической решетки и увеличению барьеров для распространения деформации. А увеличение пластичности можно объяснить увеличением объема неравновесных границ зерен (то есть отсутствие упорядоченной кристаллической структуры между структурными составляющими внутри материала), низкой энергией скольжения границ зерен, их вращением, то есть способностью зерен легко и свободно сдвигаться и перемещаться друг относительно друга благодаря очень маленьким размерам.

Приемлемая биосовместимость объясняется оптимальным химическим составом исследуемых сплавов, а именно высокой концентрацией титана и низкими концентрациями остальных элементов. Более того, содержание в составе сплавов в малых количествах таких легирующих элементов, как серебро и медь, поможет уменьшить риск отторжения имплантатов из этих сплавов в живых тканях организма благодаря антибактериальной активности этих элементов и подавлению процессов отторжения.

Важную роль в достижении оптимальной антибактериальной активности с сохранением приемлемой биосовместимости играет взаимодействие легирующих элементов между собой с образованием гальванических пар, исходя из позиции этих элементов в электрохимическом ряде активности металлов. Например, в сплаве Ti-Ag-Pd палладий более благородный металл по отношению к серебру, поэтому образование гальванической пары Pd-Ag, контролирующей выход ионов серебра на поверхность сплава, позволяет сохранить приемлемую биосовместимость и антибактериальную активность (рис. 1, а). Как показали исследования, сплавы без содержания палладия относительно токсичны, что приводит либо к полной гибели живых клеток на поверхности сплава (рис. 1, б), либо к невозможности клеточных культур активно расти и развиваться на этой поверхности (рис. 1, в).

Зависимость роста и развития клеточных структур (зеленый цвет) на поверхности исследуемых сплавов от времени их пролиферации (а-в), демонстрация механических свойств наиболее оптимального по составу сплава (г), образцы и устройство предполагаемых к использованию металлополимерных композитных имплантатов (д)

Еще одной принципиальной характеристикой биомедицинского материала является модуль упругости — это способность твердого тела (материала, вещества) упруго деформироваться при приложении к нему силы и принимать исходную форму при снятии нагрузки. Очень важно, чтобы модуль упругости имплантата по возможности соответствовал модулю упругости кости. Это необходимо для предотвращения ремоделирования прилагающей к имплантату костной ткани (то есть без нагрузки, вследствие перераспределения нагрузки на более высокомодульный имплантат происходит охрупчивание кости). Например, модуль упругости кортикальной кости около 30 ГПа, в то время как у бета-титановых сплавов (с кубической кристаллической решеткой в основе) модуль упругости около 70 ГПа, а у альфа-титановых сплавов (с гексагональной кристаллической решеткой в основе) он больше 100 ГПа. Поэтому очень важно снизить модуль упругости материала имплантата.

В наших исследованиях для снижения модуля упругости и сохранения уровня приемлемых механических свойств, таких как прочность и пластичность (рис. 1, г), мы используем разные подходы. Во-первых, добавление в сплав азота в малых концентрациях способствует снижению модуля упругости альфа + бета-титанового сплава до 65 ГПа. Конечно, легированием можно достичь и более низких значений модуля упругости (в литературе есть данные о некоторых титановых сплавах с модулем упругости около 40 ГПа), но для этого нужно легировать титан относительно высокими количествами (до 25 ат. %) дорогостоящих металлов. Во-вторых, использование новых методов создания пористых структур — например, путем выщелачивания одного из элементов — позволяет понизить модуль упругости итогового материала и создать разветвленную пористую поверхность, способствующую более активному сцеплению с ней клеточных структур, а также их более быстрому обрастанию и развитию на такой поверхности. В-третьих, это создание металлополимерных композитов (рис. 1, д), что позволяет еще больше снизить модуль упругости итогового материала. Пористый полимер внутри такого композита позволяет имитировать материал трабекулярной кости (с меньшим модулем упругости — около 0,1 ГПа), а внешний металлический слой такого композита позволит имитировать материал кортикальной кости (с приемлемым модулем упругости, но высокими механическими свойствами).

Все три способа для снижения модуля упругости и сохранения приемлемых эксплуатационных характеристик можно использовать в комплексе с получением оптимального результата.

В своих исследованиях мы прежде всего опираемся на общие принципы металловедения и материаловедения, а также собственные новаторские наработки. С точки зрения научной новизны исследование интересно разработкой новых составов титановых сплавов и использованием новейших технологических процессов для получения оптимального результата, а также для научного объяснения процессов, происходящих в исследуемом материале. С точки зрения практической значимости полученные низколегированные титановые сплавы могут быть интересными материалами биомедицинского назначения как сами по себе (например, в качестве зубных имплантатов), так и в составе композитного материала (например, в качестве имплантата, имитирующего кость).

Владислав Задорожный, научный сотрудник, Национальный исследовательский технологический университет МИСиС, Институт новых материалов и нанотехнологий (Москва)

От титана до золота – Коммерсантъ Самара

Елена Веселая

В непростые и нестабильные времена меняются потребительские привычки: все меньше дорогих покупок — и украшения не стали исключением — совершается под влиянием эмоций, все больше с прицелом на инвестиции. А стоящие инвестиции, как известно, начинаются с приличных вложений. Чтобы сделать осознанный и правильный выбор, выясним: от чего зависит финальная сумма, какая часть стоимости ювелирного изделия приходится на металл, каков вклад уникальности драгоценного камня, а что идет в зачет дизайнерским разработкам, новым технологиям и нестандартным решениям.

Золото. Цена на золото колеблется постоянно: сейчас она поднялась, возможно, в дальнейшем снова снизится. Но на золото в ювелирном украшении приходится ничтожная доля стоимости — тем более что современная тенденция стремится к максимальному облегчению изделий: металл становится практически не виден. Современный ювелирный истеблишмент, Harry Winston и Van Cleef & Arpels, еще в первой половине XX века придумали незаметные закрепки как оду драгоценному камню. Тогда ювелиры стремились убрать металл, чтобы подчеркнуть красоту камней, создать ощущение, что они парят сами по себе. Сегодня сторонники новаторства в ювелирном искусстве считают, что показывать камни в самом выигрышном свете не главное, важно, чтобы само изделие было оригинальным. И лучше, если оно получится тонким, легким и благородным. При этом носить лаконичные украшения рекомендуется «по максимуму»: по несколько браслетов, колец и даже подвесок сразу. И современный минимализм тут, понятно, только в помощь привычному назначению украшений — служить свидетельством достатка.

Процесс создания украшений Hemmerle

Титан. Стремление сохранить объем украшений и одновременно сделать их тоньше и легче привело к широкому использованию в высоком ювелирном искусстве этого недрагоценного металла. Еще одно доказательство того, что металл в современном украшении мало чего стоит и еще меньше решает — важно, что из него делается и кто с ним работает. Титан очень легкий, но трудный в работе материал, к тому же способный приобретать разные оттенки при нагревании или химическом оксидировании. Увлечение титаном знавало взлеты и падения — эксперименты в конце 1980-х начал великий JAR (Joel Arthur Rosenthal). Волна, поднятая знаменитым экспериментатором, быстро захлестнула мир — изделия из титана появились в высоких коллекциях Chopard, Tiffany & Co. и других марок. Идею приобретения ювелирных украшений из нетрадиционного металла первыми подхватили экстравагантные покупатели, любители отличиться и владельцы высоколиквидных вещей. Те, кто понимает, что многие часы работы над изделием, легкость в ношении и необычность дизайна могут значить больше, чем уверенность в точном весе классических золота и платины, пошедших на производство украшения. Но авангард — всегда удел меньшинства, хоть тем и ценен. В общем, титан быстро снова оказался в тени.

Hemmerle, серьги, алюминий, белое золото, турмалины, 2017 год

Новый виток интереса в 2010-х пришел с Востока. Ювелир из Гонконга Уоллес Чан показал миру, что из этого металла можно делать сложные произведения искусства, такие, когда вопрос о цене материала даже задавать неловко. Его вещи, показанные на самых важных мировых выставках искусства — TEFAF и Masterpiece,— заставили коллекционеров пересмотреть свои взгляды на современные украшения. Особо осторожные, правда, сомневаются — как будут смотреть на вещи из титана через 50 лет? Но это вопрос общий для всего современного искусства, будь то абстрактная живопись или здания из стекла и бетона. Те, кто собирает современные вещи, часто советуют полагаться только на свое чутье, эрудицию и подкованность — других гарантов ценности новаторства мир еще не придумал. Есть, впрочем, еще один нюанс: личности создателя и владельца играют далеко не последнюю роль.

Бронза, медь, сталь, далее везде. Мало у кого хватает смелости быть в вопросе использования материалов столь же последовательным, как немецкая семейная компания Hemmerle, которая за последние годы вышла в эстетические лидеры ювелирного рынка и уже обросла множеством подражателей. Hemmerle вставляют камни высокого качества в самые простые металлы — в основу выбора положены цветовые сочетания. Если художник считает, что серый бриллиант лучше смотрится в холодной черной стали,— камень попадет в «стальные объятия». Медовые турмалины окажутся в оправе из меди или латуни, синие сапфиры — в титане голубого оттенка. Семейству Хеммерле удалось убедить мир в том, что металл несет лишь эстетическую, а не стоимостную функцию, и что главное — красота украшения. Покупают, правда, эти вещи пока в основном знатоки и коллекционеры, но разговоры о новом способе ведения дел уже идут.

Бриллианты. Само это слово — эквивалент понятия «дорогой». Веру в непоколебимую ценность «главного камня» подорвать невозможно, чем ювелиры всего мира и пользуются. И если говорить о наиболее успешных из них, то это — компания Messika. Предприятие, опять же, семейное: отец торгует бриллиантами, а дочь Валери в рекордно короткое время сумела не только разработать модную ювелирную линию, но и распространить ее по всему миру. Секрет — дух молодости, функциональность, возможность комбинировать украшения между собой, высокое качество, подвижность. И опять же — бриллианты: внушительного размера, редких оттенков, гарантирующие ценность изделия.

JAR, брошь Geranium, алюминий, серебро, золото, бриллианты, 2007 год

Фото: Jozsef Tari / JAR, Paris

В драгоценностях по-прежнему ценятся редкость камней, личность автора, его талант, мастерство ювелиров и закрепщиков

Цветные камни. Со времени появления хита «Бриллианты — лучшие друзья девушек» прошло уже более полувека: для моды совершенно немыслимый срок. И мир постепенно обратил взор на цветные камни. Речь даже не столько о рубинах, изумрудах и синих сапфирах, которые зачастую стоят дороже бриллиантов, сколько о менее известных широкому кругу камнях. В центре внимания благородная шпинель, глубоко-синие танзаниты, ярко-зеленые цавориты, мандариновые гранаты, турмалины «параиба» оттенка моря на Мальдивах, сапфиры чуть не всех цветов радуги и многие другие герои геммологических справочников. Судя по тенденциям мирового ювелирного рынка, именно им суждено расти в цене. В отличие от бриллиантов, экзотических камней в природе становится все меньше — а значит, они будут только дорожать. (Некоторые из них обладают еще и исторической ценностью: например, гигантским центральным камнем в короне Российской империи стала именно шпинель.) Сегодня украшения с этими камнями стоит искать в высоких коллекциях Tiffany & Co. , Dior Haute Joaillerie, Louis Vuitton или Chaumet, Van Cleef & Arpels или Giampiero Bodino. Современные дизайнеры смело сочетают разные краски, и возглавляет фантазийный парад Виктуар де Кастеллан, креативный директор ювелирного направления дома Dior.

Горный хрусталь. Сто лет назад, когда зарождался стиль ар-деко, в моду, как и сейчас, вошли крупные формы — украшения должны были быть заметны и в то же время не слишком дороги. Горный хрусталь — прозрачный кварц — сыграл в решении задачи огромную роль. Он придавал украшениям объем, служа увеличительным стеклом или рамкой для бриллиантов. Сегодня вновь невероятно актуален не только сам стиль ар-деко, но и его характерные приемы. Горный хрусталь уверенно вошел в высокие ювелирные коллекции — Cartier, Chanel, Boucheron. Новые технологии позволили расширить возможности этого волшебного минерала — Boucheron в коллекции Hiver Imperial, посвященной России 1917 года, «заковывает» в него бриллианты, как в лед.

Флора и фауна. Ювелиры ХХ века отлично знали, что нужно делать, чтобы люди покупали украшения даже в кризис. Они понимали смысл сентиментального подарка, который — пусть и ненадолго — может развеять тучи. Забавные кошечки-собачки-птички — все, что вызывает улыбку, прочно обосновалось на прилавках ювелирных магазинов и удерживает позиции по сей день. Van Cleef & Arpels выпустили целую коллекцию брошей «Ноев ковчег», в которой «каждой твари по паре»: все животные, исполненные грации и любви, представлены парой. Компания Graff, обычно специализирующаяся на геометрии камней, в прошлом году представила броши Lovebirds. Дизайнеры не стесняются открытой сентиментальности, наполняя коллекции самыми простыми полевыми цветами (Dior Joaillerie, Chaumet) и завязывая романтичными бантами (Mikimoto, Garrard, Tiffany & Co.).

Hemmerle, кольцо, бронза, белое золото, бриллиант, 2017 год

За последние 20 лет ювелирная индустрия сделала невероятный рывок — и с точки зрения технологий, и с точки зрения материалов, и с точки зрения эстетики. Украшения меняются — но в чем-то остаются неизменными. По-прежнему в них ценятся редкость драгоценных камней, личность автора и его талант, мастерство ювелиров и закрепщиков. Несмотря на то что человек научился делать синтетические камни, которые не отличишь от настоящих, цена природных камней только растет. Несмотря на шагающий семимильными шагами прогресс, влияние быстрой моды и интернета на выбор покупателей, настоящее всегда будет в цене — и то, что создала природа, и то, что сделал художник. Этим искусство, в том числе и ювелирное, отличается от мастерства.

Титан — идеальный металл для замены частей человеческого тела

Чтобы отметить Международный год Периодической таблицы химических элементов, мы рассмотрим, как исследователи изучают некоторые элементы в своей работе.

Сегодня это титан, металл, известный своей прочностью и легкостью, поэтому он идеально подходит для изготовления замены бедер, коленей и других частей нашего тела, но он также используется в других отраслях промышленности.

---

Титан получил свое название от титанов из древнегреческой мифологии, но этот полностью современный материал хорошо подходит для огромного числа высокотехнологичных приложений.

С химическим символом Ti и атомным номером 22 титан представляет собой металл серебристого цвета, который ценится за его низкую плотность, высокую прочность и устойчивость к коррозии.

Впервые я изучал титан, получив степень магистра в Институте исследования металлов Китайской академии наук в 1999 году. Одним из моих проектов было исследование образования титановых сплавов на предмет их высокопрочных характеристик.

---

Прочитайте больше: От бронзового века до консервных банок: вот как олово изменило человечество

---

С тех пор область применения этого металла росла в геометрической прогрессии, начиная с его использования (в виде диоксида титана) в красках, бумаге, зубной пасте, солнцезащитных кремах и косметике до его использования в качестве сплава в биомедицинских имплантатах и ​​аэрокосмических инновациях.

Особенно впечатляет идеальное сочетание титана и 3D-печати.

Индивидуальный дизайн из 3D печати

Титановые материалы дороги и могут быть проблематичными при использовании традиционных технологий обработки. Например, его высокая температура плавления (1670 ℃, намного выше, чем у стальных сплавов) является проблемой.

Таким образом, относительно невысокая точность 3D-печати меняет правила игры для титана. В 3D-печати объект создается слой за слоем, и дизайнеры могут создавать удивительные формы.

Это позволяет изготавливать изделия сложной формы, такие как запасные части челюстной кости, пятки, бедра, зубные имплантаты или краниопластические пластины в хирургии. Его также можно использовать для изготовления клюшек для гольфа и деталей самолетов.

Даже контейнеры для пива выигрывают от 3D-печати титаном.

CSIRO работает с промышленностью над разработкой новых технологий 3D-печати с использованием титана. (Он даже сделал дракона из титана.)

Достижения в области 3D-печати открывают новые возможности для дальнейшего улучшения функции имплантатов индивидуальных частей тела из титана.

Такие имплантаты могут быть пористыми, что делает их легче, но пропускает кровь, питательные вещества и нервы и даже может способствовать росту кости.

Сейф в кузове

Титан считается наиболее биосовместимым металлом — не вредным и не токсичным для живых тканей — из-за его устойчивости к коррозии, вызываемой жидкостями организма. Эта способность противостоять суровым условиям окружающей среды является результатом защитной оксидной пленки, которая образуется естественным образом в присутствии кислорода.

---

Прочитайте больше: Водород является топливом для ракет, но как насчет энергии для повседневной жизни? Мы приближаемся

---

Его способность физически связываться с костью также дает титану преимущество перед другими материалами, которые требуют использования адгезива, чтобы оставаться прикрепленным. Титановые имплантаты служат дольше, и для разрыва связей, соединяющих их с телом, требуются гораздо большие силы по сравнению с их альтернативами.

Титановые сплавы, обычно используемые в несущих имплантатах, значительно менее жесткие и по своим характеристикам ближе к человеческой кости, чем нержавеющая сталь или сплавы на основе кобальта.

Применение в аэрокосмической отрасли

Титан весит примерно вдвое меньше стали, но на 30% прочнее, что делает его идеально подходящим для аэрокосмической промышленности, где важен каждый грамм.

В конце 1940-х годов правительство США помогло наладить производство титана, поскольку оно увидело его потенциал для «самолетов, ракет, космических кораблей и других военных целей».

Титан становится все более популярным материалом для авиаконструкторов, стремящихся создавать более быстрые, легкие и эффективные самолеты.

Около 39% одного из самых современных истребителей в мире F22 Raptor ВВС США изготовлено из титана.

Титановая деталь, напечатанная на 3D-принтере (внизу), а также алюминиевая деталь (вверху), которую она заменит на F-22 Raptor: титановая деталь не подвержена коррозии, ее можно купить быстрее и дешевле. Фото Р. Найла Брэдшоу ВВС США.

Гражданская авиация двигалась в том же направлении, что и новый Boeing 787 Dreamliner, сделанный на 15% из титана, что значительно больше, чем у предыдущих моделей.

Две ключевые области, где титан используется в авиалайнерах, — это их шасси и реактивные двигатели. Шасси должно выдерживать огромное количество силы, прилагаемой к нему каждый раз, когда самолет ударяется о взлетно-посадочную полосу.

Прочность

Titanium означает, что он может поглотить огромное количество энергии, излучаемой при приземлении самолета, не ослабевая.

Термостойкость

Titanium означает, что его можно использовать в современных реактивных двигателях, где температура может достигать 800 ℃. Сталь начинает размягчаться при температуре около 400 ℃, но титан может выдерживать высокую температуру реактивного двигателя, не теряя своей прочности.

Где найти титан

В своем естественном состоянии титан всегда находится в связке с другими элементами, обычно в вулканических породах и образовавшихся из них отложениях.

Наиболее часто добываемыми материалами, содержащими титан, являются ильменит (оксид железа и титана, FeTiO ₃ ) и рутил (оксид титана, TiO ₂ ).

Ильменит наиболее распространен в Китае, тогда как в Австралии самая высокая доля рутила в мире, около 40% по данным Geoscience Australia.Он встречается в основном на восточном, западном и южном побережье Австралии.

Оба материала обычно извлекаются из песков, после чего титан отделяется от других минералов.

---

Прочитайте больше: Где ты вырос? Как стронций в зубах может помочь ответить на этот вопрос

---

Австралия — один из ведущих мировых производителей титана, объем производства которого в 2014 году превысил 1,5 миллиона тонн.ЮАР и Китай являются двумя следующими ведущими производителями титана, производящими 1,16 и 1 миллион тонн соответственно.

Находясь в десятке самых распространенных элементов в земной коре, ресурсы титана в настоящее время не находятся под угрозой — хорошая новость для многих ученых и новаторов, которые постоянно ищут новые способы улучшить жизнь с помощью титана.

Как сделать дракона из титана!

---

Если вы академический исследователь, работающий с определенным элементом из таблицы Менделеева, и у вас есть интересная история, которую можно рассказать, то почему бы не связаться с вами.

применений металлического титана и диоксида титана

Разведывательный самолет ЦРУ A-12: Фотография сверхзвукового разведывательного самолета ЦРУ A-12 под названием «Титановый гусь», готовящегося к дозаправке на большой высоте. Название вполне уместно, ведь многие детали сделаны из титана. Изображение Центрального разведывательного управления.

Что такое титан?

Титан — это прочный, устойчивый к коррозии и инертный серебристый металл.Это девятый по содержанию элемент в земной коре. Вместо крупных отложений, небольшие количества титана встречаются почти в каждой породе.

Титан — важный компонент небольшого числа минералов. Около 90% титана в земной коре содержится в ильмените, минерале, о котором большинство людей никогда не слышали. Это оксид железа-титана с химическим составом FeTiO ₃ . Остальная часть приповерхностного титана Земли состоит из таких минералов, как анатаз, брукит, лейкоксен, перовскит, рутил и сфен.

Нитинол 60: Нитинол 60 — это сплав, содержащий 60 процентов никеля и 40 процентов титана. Обычно для изготовления подшипников используется нержавеющая сталь, потому что она твердая, но нержавеющая сталь подвержена коррозии. Нитинол 60 решил проблему коррозии без потери прочности и не вступал в реакцию со смазочными материалами подшипников. Изображение НАСА.

Применение металлического титана

Титан — знакомый металл. Многие знают, что он используется в украшениях, протезах, теннисных ракетках, вратарских масках, ножницах, велосипедных рамах, хирургических инструментах, мобильных телефонах и других высокопроизводительных продуктах.Титан прочен, как сталь, но весит примерно вдвое меньше. Он вдвое прочнее алюминия, но лишь примерно на 60% тяжелее.

Титан в сочетании с железом, алюминием, ванадием, никелем, молибденом и другими металлами дает сплавы с высокими эксплуатационными характеристиками. Для реактивных двигателей, космических кораблей, военной техники, подшипников, бронежилетов и других высокотехнологичных продуктов требуются детали, изготовленные из этих сплавов.

Титановые детали самолетов: Металлический титан и его сплавы обеспечивают высокопрочные, легкие, устойчивые к коррозии детали для авиационных двигателей, органов управления и структурных компонентов.У этого NASA F-16XL есть титановая перчатка для исследования ламинарного потока, закрывающая часть его левого крыла. Изображение НАСА, сделанное Джимом Россом.

Белая краска: Большая часть используемых сегодня белых красок содержит диоксид титана в качестве пигмента. Это придает краске стойкий яркий белый цвет, непрозрачность, которую можно покрыть одним слоем, и яркость, отражающую свет. Когда краска высыхает, на стене остается минеральное покрытие — диоксид титана. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Okea.

Что такое диоксид титана?

Диоксид титана — это светлый, белый, непрозрачный материал с химическим составом TiO ₂ . Его получают путем окисления ильменита или других минералов титана при высоких температурах. Затем его измельчают до мелкого порошка, необходимого для его множества применений.

Примерно в десять раз больше титана используется в форме диоксида титана по сравнению с металлическим титаном. Большинство людей никогда не слышали об использовании титана в такой форме.Это связано с тем, что диоксид титана является ингредиентом продуктов, а не основным материалом.

Полировальные пасты: Порошок диоксида титана тщательно классифицируется по размеру частиц и продается как полироль для гранильных и металлических работ. На фотографии изображена только что открытая бочка каменного стакана с густой белой пеной лака.

Применение диоксида титана

Чаще всего титан используется в качестве отбеливающего, осветляющего и матирующего средства.Высококачественные белые краски обычно содержат значительное количество диоксида титана, пигмент которого имеет название «титановый белила». Диоксид титана увеличивает белизну и отражательную способность краски. Когда вы входите в комнату и включаете свет, краска обладает высокой отражающей способностью и заставляет комнату казаться ярче, потому что от окрашенных поверхностей отражается больше света. Диоксид титана также увеличивает непрозрачность краски, позволяя во многих ситуациях одним слоем покрыть то, что находится ниже.

В течение почти 2000 лет «свинцово-белый» был важным пигментом, используемым в белых красках.В 1904 году производитель красок Sherwin-Williams сообщил об опасности красок, содержащих свинцовый пигмент. С того времени производители красок начали отходить от свинцовых пигментов, и титановый пигмент стал наиболее подходящей заменой. Сегодня большая часть производимой белой краски содержит пигмент диоксида титана.

Диоксид титана вдавливается в волокна высококачественной бумаги, чтобы улучшить их белизну, яркость и текстуру. Его добавляют в обезжиренное молоко для улучшения его белизны и непрозрачности.По той же причине его добавляют в зубную пасту, резину, пластик, косметику, солнцезащитный крем и многие продукты питания. Эти материалы использует почти каждый человек на Земле почти каждый день. Мало кто осознает ту роль, которую играет в них титан. Его можно использовать в пищевых продуктах, косметике и других продуктах, которые люди потребляют, потому что он инертен.

Порошок диоксида титана также сортируется по размеру частиц для использования в качестве полировальной пасты. Он используется для полировки драгоценных камней, металлов и других материалов.Часто он менее эффективен, чем другие полироли, но когда он эффективен, он может обеспечить экономию средств.

Heavy Mineral Sand: При копании на мелководье в Folly Beach, Южная Каролина, обнажаются тонкие слои тяжелых минеральных песков. Большая часть добываемого сегодня ильменита происходит из песков с высокой концентрацией минералов. Фотография Карлтона Берна, Геологическая служба США.

Откуда берется титан?

Большая часть титана в мире производится путем добычи тяжелых минеральных песков.Эти пески образуются по градиенту от обнаженных масс магматических пород, таких как габбро, норит и анортозит. Эти породы содержат титансодержащие минералы, такие как ильменит, анатаз, брукит, лейкоксен, перовскит, рутил и сфен.

Когда эти породы разрушаются в результате выветривания, минералы титана оказываются одними из самых устойчивых. Они концентрируются в результате выветривания и переносятся вниз по течению в виде песчинок и ила. В конце концов, они оседают в виде песка вдоль береговой линии континента.Здесь их обычно выкапывают или добывают. Добыча также происходит во внутренних районах, где титановые минералы откладывались в периоды, когда уровень моря был выше, чем мы знаем сегодня.

Эти тяжелые минеральные пески могут содержать несколько процентов по весу ильменита и других минералов титана. После добычи песок поступает на обогатительную фабрику, которая извлекает титансодержащие минералы. В то же время могут быть извлечены другие ценные минералы. Затем их перерабатывают или продают для производства металлического титана или диоксида титана.Затем песок возвращается в то место, где он был добыт, и восстанавливается пляж.

Титан в отложениях и почвах ручьев: Карта, показывающая содержание титана в форме диоксида титана в донных отложениях и почвах на востоке Соединенных Штатов. Зона, богатая титаном, соответствующая физиографической провинции Вирджиния Блю Ридж, показывает значения более 3% по весу диоксида титана, по данным Геологической службы США.

Производство титана в США

Соединенные Штаты используют больше минералов титана, чем производят в настоящее время, что делает их нетто-импортером титана.Небольшие дноуглубительные работы проводились у атлантического побережья Флориды. Здесь отложения на береговой линии выкачиваются и обрабатываются для удаления тяжелых минеральных песков. Ильменит — основной титансодержащий минерал, извлекаемый в результате этой деятельности.

Добыча на суше ведется во многих местах Вирджинии. Здесь ильменитсодержащее тело анортозита в физико-географической провинции Голубой хребет подверглось эрозии. Отложения, образовавшиеся в результате этой эрозии, могут локально содержать несколько процентов тяжелых минералов по весу, при этом ильменит является основным минералом, содержащим титан.Эти месторождения были раскопаны и переработаны для удаления тяжелых минералов. Район, где происходит эта добыча, соответствует богатым титаном отложениям и почвам, отобранным, проанализированным и нанесенным на карту Национальной геохимической службой (см. Сопроводительную карту).

Для удовлетворения своих потребностей в титане Соединенные Штаты импортируют титановые минеральные концентраты. Ведущие производители титана: Австралия, Канада, Китай, Япония, Кения, Мадагаскар, Мозамбик, Норвегия, Россия, Саудовская Аравия, Сенегал, Сьерра-Леоне и Южная Африка.

Найдите другие темы на Geology.com:

Скалы: Галереи фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.	Минералы: Информация о рудных минералах, драгоценных камнях и породообразующих минералах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.	Драгоценные камни: Яркие изображения и статьи об алмазах и цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, перекатах, соляных куполах, воде и многом другом!	Geology Store: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки твердости, золотые кастрюли.
	Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его разнообразных применениях и открытиях.

6 удивительных фактов о титане

Титан с атомным номером 22 является тугоплавким металлом, который широко используется в аэрокосмической и обрабатывающей промышленности. Его прочные и легкие свойства делают его идеальным для применения в аэрокосмической и производственной сферах.Но даже если вы слышали о титане, вероятно, есть некоторые особенности этого металла, о которых вы не знаете.

# 1) Он вдвое прочнее алюминия

По сравнению с алюминием титан примерно в два раза прочнее. Для приложений с высокими напряжениями, требующих прочного металла, нет замены титану. В то время как прочность стали наравне с титаном, сталь весит примерно на 45% больше, чем ее титановый аналог.

# 2) Естественная устойчивость к коррозии

Титан не только прочный и легкий; он также естественно устойчив к коррозии.Когда титан первоначально подвергается воздействию кислорода, на нем образуется тонкий слой оксида, который защищает остальной металл от дальнейшей коррозии. Некоторые металлообрабатывающие компании также добавляют другие металлы для создания титановых сплавов с превосходным уровнем защиты от коррозии.

# 3) Это не происходит естественным образом

Вопреки распространенному мнению, титан не встречается в природе. Скорее, он содержится в минералах руктил, ильменит и сфен. Эти минералы собирают, после чего добывают титан.

# 4) Используется для медицинских имплантатов

Титан часто используется для медицинских имплантатов, потому что он редко отторгается человеческим организмом. Как объясняется в этой статье в Википедии, он считается самым биосовместимым металлом в мире. Титан способен противостоять уникальным условиям внутри человеческого тела. В то же время он несет меньший риск отторжения, чем другие металлы, используемые для медицинских имплантатов.

# 5) Только 0,63% земной коры составляет титан

Являясь девятым элементом земной коры по распространенности, титан встречается относительно редко.Исследования показывают, что прочный и легкий металл составляет всего 0,63% земной коры. При таком небольшом количестве доступного титана его сбор и производство обходятся дороже, чем другие металлы. Конечно, его уникальные свойства — прочность, легкий вес и естественная устойчивость к коррозии — делают титан оправданным вложением в определенные области применения.

# 6) Обладает высокой температурой плавления

Титан также имеет высокую температуру плавления. При нагревании титан не разжижается, пока не достигнет 3034 градусов по Фаренгейту.Для сравнения: температура плавления алюминия составляет всего 1221 градус по Фаренгейту, тогда как температура плавления железа составляет 2750 градусов по Фаренгейту. С учетом сказанного, титан по-прежнему имеет более низкую температуру плавления вольфрама. В естественной форме температура плавления вольфрама составляет 6192 градусов по Фаренгейту.

Нет тегов для этого сообщения.

Титан (Ti) — краткая история происхождения и коммерческого применения титана

Титан представляет собой химический элемент (Ti) с атомным номером 22 и имеет атомный вес 47.867. В периодической таблице титан находится между марганцем и кобальтом и имеет красивый бледно-серебряный цвет.

Открытие титана

Титан был обнаружен в 1791 году преподобным Уильямом Грегором в графстве Корнуолл на юго-западе Великобритании.

Однажды во время прогулки преподобный Грегор, переходя небольшой ручей, заметил слой черного магнитного песка. Песок внешне напоминал порох. Сегодня мы называем этот песок ильменитом — рудой, состоящей в основном из оксида железа и титана.

Часть взятого им образца была красновато-коричневого цвета. Он видел оксид в образце и знал, что это новый металл, но не мог его изолировать. Он назвал новый металл «манакканитом» в честь прихода Манаккана, в котором он жил.

Титан

Спустя несколько лет, в 1795 году, немецкий химик Мартин Клапрот открыл то, что он считал новым металлическим элементом. Клапрот назвал свой новый металл — «титан» — в честь титанов из древнегреческой мифологии.

Клапрот обнаружил титан в рутиловых минералах на месторождении в Бойнике, Венгрия.В 1797 году Клапрот имел возможность прочитать отчет Грегора о его открытии в 1791 году, и Клапрот тогда понял, что красный оксид, в котором он нашел свой титан, и красный оксид, в котором Грегор нашел манакканит, идентичны. Титан и манакканит были одними и теми же элементами, и Грегор был признан истинным первооткрывателем этого элемента.

Однако название титан считалось более подходящим, и это название было принято наукой.

Очистка титана

Прошло более века после открытия титана, когда ученые и инженеры нашли способ производить 99.9% чистый образец элемента.

В конце концов он был изолирован в 1910 году металлургом Мэтью Хантером в Скенектади, небольшом городке на востоке США. Его процесс включал нагревание хлорида титана (IV) с натрием до докрасна в цилиндре под давлением.

Прошло еще 30 лет, пока Уильям Дж. Кролл из Люксембурга не изобрел коммерчески жизнеспособный процесс, процесс Кролла. Метод Кролла работал путем нагревания хлорида титана (IV) с магнием и сделал возможным промышленное производство титана.В то время производилось лишь небольшое количество металла, и даже в 1948 году мировое производство титана составляло всего 3 тонны в год.

Спрос на металл продолжал расти, и к 1956 году мировое производство титана достигло 25 000 тонн в год. Сегодня мы производим более 250 000 тонн в год.

Коммерческое использование

Титан — прочный, долговечный и легкий металл, который пользуется чрезвычайно высоким спросом во многих отраслях промышленности. Например, Boeing 777 имеет максимальную пустую рабочую массу приблизительно 304000 фунтов или 137.8 метрических тонн. Из этого огромного веса 59 метрических тонн сделаны из титана.

Его превосходная прочность и легкий вес по сравнению с другими металлами (сталь, нержавеющая сталь и алюминий) означает, что титан используется во многих спортивных товарах, таких как теннисные ракетки, клюшки для гольфа и велосипедные рамы. По тем же причинам он также используется в корпусах портативных компьютеров высокого класса, таких как Apple PowerBook.

Металл растворим в концентрированных кислотах, но не в воде. Если бы вы погрузили лист титана в морскую воду на 4000 лет, он бы имел коррозию только на глубину примерно толщины куска копировальной бумаги.Эта замечательная стойкость к коррозии делает титан идеальным металлом для изготовления корпусов подводных лодок.

Титан также играет важную роль в качестве легирующего агента. Его обычно плавят с другими металлами, включая алюминий, марганец, железо и некоторые сорта нержавеющей стали, чтобы улучшить их способность к сварке.

Для нас в Double Stone Steel титан является жизненно важной частью процесса PVD. Без титана у Double Stone Steel не было бы бизнеса!

Многие листы и профили из нержавеющей стали, окрашенные PVD-покрытием Double Stone Steel, окрашены с использованием плазменного газа с заряженными ионами, состоящего из смеси титана и других металлов.

инфографики: Металл Титан

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократической Республику ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) острова Фарерские островаФиджиФинляндияМорская Республика Югославия МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГуаделу peGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская Арави aSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве

Титан, хром и марганец | Введение в химию

Цель обучения

• Вспомните полезные физические характеристики, которые титан, хром и марганец придают при легировании стали.

---

Ключевые моменты

• Двумя наиболее полезными свойствами титана являются его устойчивость к коррозии и высокое отношение прочности к весу.
• Хром металлический очень ценен из-за его высокой коррозионной стойкости и твердости.
• Марганец — металл, который широко используется в промышленных сплавах, особенно в нержавеющих сталях.

---

Условия

• нержавеющая сталь Сплав железа и хрома, устойчивый к коррозии.
• титан Прочный коррозионно-стойкий переходный металл с атомным номером 22.

---

Титан, хром и марганец — это переходные металлы, которые используются во многих сплавах железа для производства коррозионно-стойкой, прочной и легкой стали.

Титан

Титан — прочный блестящий переходный металл. Он имеет низкую плотность, устойчив к коррозии и имеет серебристый цвет. Титан был обнаружен в Корнуолле, Великобритания, в 1791 году Уильямом Грегором. Он был назван Мартином Генрихом Клапротом в честь титанов греческой мифологии.

Титановый стержень Титан — один из наименее плотных, прочных и устойчивых к коррозии элементов. Он имеет множество применений, особенно в сплавах с другими элементами, такими как железо.Титан обычно используется в самолетах, клюшках для гольфа и других объектах, которые должны быть прочными, но легкими.

Титан может быть легирован железом, алюминием, ванадием, молибденом и некоторыми другими элементами для производства прочных и легких сплавов, которые используются в различных отраслях промышленности, в том числе:

• аэрокосмическое строительство (реактивные двигатели, ракеты и космические аппараты)
• военная разработка
• промышленный процесс (химия и нефтехимия, опреснительные установки, целлюлоза и бумага)
• автомобильная промышленность
• сельское хозяйство и пищевая промышленность
• протезы медицинские
• имплантаты ортопедические
• стоматологические и эндодонтические инструменты
• зубные имплантаты
• спортивные товары
• ювелирные изделия
• мобильных телефонов

Металлический титан обладает двумя очень важными и полезными свойствами: он устойчив к коррозии и имеет самое высокое отношение прочности к весу среди всех металлов.В нелегированном состоянии титан такой же прочный, как и некоторые стали, но на 45% легче.

Хром

Хром — стально-серый, блестящий, твердый металл, который требует полировки и имеет высокую температуру плавления. Он не имеет запаха, вкуса и пластичен. Название элемента происходит от греческого слова «chrōma» (χ), означающего цвет, потому что многие из его соединений сильно окрашены.

Хром Хром, как прежде титан и ванадий, чрезвычайно устойчив к коррозии и действительно является одним из основных компонентов нержавеющей стали.Хром также имеет много красочных соединений и очень часто используется в пигментах, таких как хромовый зеленый.

Оксид хрома использовался китайцами во времена династии Цинь более 2000 лет назад для покрытия металлического оружия. Оружие, покрытое оксидом хрома, было обнаружено Терракотовой армией. Хром был открыт как элемент после 1761 года, когда он был обнаружен в красном кристаллическом минерале крокоите (хромат свинца (II)). Первоначально он использовался как пигмент.

Луи Николя Воклен был первым, кто в 1797 году выделил металлический хром из этого минерала крокоит.После этого первого открытия небольшие количества самородного (свободного) металлического хрома были обнаружены в редких минералах, но они не используются в коммерческих целях. Почти весь коммерчески извлекаемый хром производится из единственной коммерчески жизнеспособной руды, хромита, который также известен как оксид железа и хрома (FeCr ₂ O ₄ ). Хромит также является основным источником хрома, который используется в пигментах.

Крокоит Крокоит — минерал, образованный из хромата свинца (PbCrO ₄ ), соединения хрома.

Металлический хром оказался очень ценным из-за его высокой коррозионной стойкости и твердости, особенно когда сталь сочетается с металлическим хромом для образования нержавеющей стали. Нержавеющая сталь обладает высокой устойчивостью к коррозии и обесцвечиванию. Это применение, наряду с хромированием (гальваника хромом), в настоящее время составляет 85% коммерческого использования элемента. Остальные 15% составляют другие области применения соединений хрома.

Марганец

Марганец содержится в природе как свободный элемент (часто в сочетании с железом), а также содержится во многих минералах.Это металл, который широко используется в промышленности, особенно в производстве нержавеющих сталей.

Марганец Марганец, как и предшествующий ему хром, является важным компонентом нержавеющей стали, предотвращающим ржавление железа. Марганец часто используется в пигментах, опять же, как хром. Марганец также ядовит; если вдохнуть достаточно, это может вызвать необратимые неврологические нарушения.

Исторически марганец был назван в честь различных черных минералов (таких как пиролюзит), которые были обнаружены в том же регионе Магнезии в Греции.К середине 18–90–45-го века шведский химик Карл Вильгельм Шееле уже использовал пиролюзит для получения хлора. Шееле и другие знали, что пиролюзит (теперь известный как диоксид марганца) содержит новый элемент, но не смогли его выделить. Йохан Готлиб Ган был первым, кто выделил нечистый образец металлического марганца в 1774 году, восстановив диоксид углерода углеродом.

Марганцевое фосфатирование используется для обработки стали от ржавчины и коррозии. В зависимости от степени окисления ионы марганца имеют различный цвет и используются в промышленности в качестве пигментов.Диоксид марганца используется в качестве материала катода (акцептора электронов) в углеродно-цинковых и щелочных батареях.

В биологии ионы марганца (II) действуют как кофакторы для большого разнообразия ферментов, выполняющих множество функций. Ферменты марганца особенно важны для детоксикации супероксидных свободных радикалов в организмах, которые должны иметь дело с элементарным кислородом. Марганец также участвует в синтезирующем кислород комплексе фотосинтезирующих растений. Этот элемент является необходимым микроэлементом для всех известных живых организмов.При вдыхании в больших количествах марганец может вызвать у млекопитающих ядовитый синдром с неврологическими повреждениями, которые иногда необратимы.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

титановых металлов

Титан, один из важнейших металлов в современном производстве, широко используется по всему миру во всех мыслимых отраслях промышленности.

Благодаря своей прочности и легкому весу, его можно найти во многих конструкциях и оборудовании аэрокосмической отрасли, в высокопроизводительных гоночных автомобилях, клюшках для гольфа и медицинском оборудовании. Титан также обладает высокой устойчивостью к коррозии и имеет самое высокое отношение прочности к плотности среди всех металлов.

Continental Steel & Tube уже давно является ведущим поставщиком титана высочайшего качества. Мы предлагаем нашим клиентам широкий ассортимент титана в различных формах, включая пластины, трубы, листы, стержни, изделия из проволоки и трубы.

Кроме того, доступен титан различной толщины, ширины, длины и марки. Универсальный металл, титан, может быть легирован множеством других металлических элементов, включая алюминий, железо и молибден, и это лишь некоторые из них.

Комбинируя титан с другими металлами, он производит прочные и легкие сплавы, которые можно использовать в военном оборудовании, таком как реактивные двигатели и ракеты. Титан используется в различных отраслях промышленности:

• Авиакосмические двигатели
• Агропродовольственное производство
• Медицинские протезы и инструменты
• Телекоммуникации, такие как мобильные телефоны и оборудование
• Разведка газа и нефти для глубоководного бурения
• Автомобильные для двигателей и других элементов высокопроизводительных транспортных средств
• Судовые гребные валы и оснастка для опреснительных установок
• Performance Велосипедные рамы и детали

Вне зависимости от количества, формы или размера, Continental Steel может предоставить все ваши потребности в титане.Компания Continental Steel, имеющая 29-летний опыт работы в сфере поставок металла и разветвленную сеть заводов по всему миру, гордится тем, что мы можем обеспечить и поставить практически любой металл быстро и надежно.

Узнайте все о титановых металлах здесь!

* Чтобы узнать больше о титане и его растущем влиянии на сектор международного производства велосипедов, нажмите здесь!

Титановые формы

.