Другой переходный металл - титан - Как это производится? Что он используется?

Титан является очень важным металлом для различных специализированных применений. Это более трудно извлечь из руды, чем другие, более распространенных металлов.

• Титан является переходным металлом, и является сильным и устойчивым к коррозии .

  • Титановые сплавы являются одним из наиболее сильных и легкий из металлических сплавов.

  • Существует записка о связи и структуры сплавов на другую страницу.

  • Он используется в самолетах, в ядерных реакторах сплавов и для замены тазобедренных суставов.

  • Это является одним из основных компонентов «умных» сплавов Нитинол . Нитинола принадлежит к группе из сплавов с памятью формы (SMA), которые могут "вспомнить свою первоначальную форму '. Например, они могут вернуть туда первоначальную форму при нагревании (например, используемый в термостатов в кухонных плит, кассета органов и т.д.) или после освобождения физического стресса (например, используемой в «сгибаемыми« очковых оправ, очень удобно, если вы наступаете на них!). Другой основной металл, используемый в этих очень полезных интерметаллидов никеля.

    • Нитинол является аббревиатурой предательстве 'титаном никеля Военно-морской Указ лабораторию », как и многие технологические разработки, ее военных происхождения, но теперь, приобретающих многие« мирный »использует.

• Титан извлекается из сырья является руда рутил, который содержит диоксид титана.

• Оксид титана рутил руду нагревают с углерода и хлора, чтобы сделать хлорида титана

  • TiO ₂ + 2Cl ₂ + C ==> TiCl ₄ + CO ₂

• После оксид превращают в хлорид титана TiCl ₄ , он затем подвергают взаимодействию с натрием или магнием с образованием металлического титана и хлорид натрия или хлорид магния. Это дорогостоящий процесс, так натрия или магния изготавливаются по дорогостоящий процесс электролиза (электричество является самым дорогостоящим видом энергии).

  • Эту реакцию осуществляют в атмосфере инертного газа аргона таким образом, ни один из металлов, участвующих не станет окисляется кислородом воздуха.

  • TiCl ₄ + 2Mg ==> Ti + 2MgCl ₂ или TiCl ₄ + 4Na ==> Ti + 4NaCl

  • Это примеры реакций металлических перемещения, например, менее активны титана смещается на более реактивной натрия или магния.

  • В целом оксид титана руду восстанавливают до металлического титана (общей потере O, оксида => металл)

 

Переходных металлов и использовать в сверхпроводниках

• Хотя большинство металлов относительно хорошими проводниками электричества, все металлы действительно предлагают электрическое сопротивление .

• Когда электрический ток электронов встречает некоторое сопротивление в материале, материал нагревается и так электрическая энергия теряется в виде тепла.

• Это электрическое сопротивление в металлах возрастает с температурой, так как проволока нагревается, даже больше энергии теряется.

• Это впустую энергии можно свести к минимуму, если можно управлять цепь при более низкой температуре, но не всегда осуществимо.

• Если охлаждать металл вниз до достаточно низкой температуры, все электрическое сопротивление исчезает!

• Это называется сверхпроводимость и металл стал сверхпроводником .

• Если нет электрическое сопротивление, что нет никакой потери электрической энергии в виде тепла, т.е. переноса энергии является эффективным на 100%.

  • Теоретически в цепи переохлажденной, если бы вы могли начать протекает ток, он будет течь вечно, если только вы не слить некоторое электрическую энергию прочь, чтобы сделать какую-то работу.

• Переходные металлы, в середине периодической таблицы (смотри выше), используются для разработки сверхпроводящих сплавов.

• Потенциальное использование сверхпроводников огромен например

  • Силовые кабели потерять много энергии, поэтому нулевая передача потери энергии вдоль линий электропередач было бы здорово.

  • Электрические цепи, например, в компьютерах, будет работать быстрее.

  • Сила электромагнитов бы быть увеличена с нулевым сопротивлением потоку электричества через катушки магнитами.

• К сожалению, пока есть некоторые большие технологические проблемы, препятствующие использованию сверхпроводников.

  • Основная проблема заключается в получении действительно низкую рабочую температуру, необходимую для сверхпроводимости.

  • В первых экспериментах, таких низких температурах, как -265 ^о С требовались.

  • Но, с использованием сплавов переходных металлов или оксиды и некоторые керамические материалы на основе переходных металлов, соединений можно получить рабочую температуру ДО чтобы достигать -130 ^O C !!!

  • Чтобы получить эти низкие температуры требуется энергия, которая является то, что вы пытаетесь сохранить!

  • В большинстве «коммерческих» систем многих это как нерентабельным и нецелесообразным для работы электрических систем в этих очень низких температурах, чтобы сверхпроводят.

  • До сверхпроводники не разрабатываются, которые могут работать при комнатной температуре, только очень дорогие специализированные исследовал проекты могут позволить себе использовать их.