Titan
Allgemein
Titan ist ein weiß-metallisch glänzendes Element mit der Ordnungszahl 22. Es steht im Periodensystem in der 4. Nebengruppe (Titangruppe) und wird zu den Leichtmetallen gezählt. Titan wurde 1791 von dem Engländer William Gregor entdeckt. 1795 wurde es von dem deutschen Chemiker Heinrich Klaproth widerentdeckt. Klaproth gab dem Element seinen heutigen Namen.
Titan ist ein Leichtmetall mit einer ausgezeichneten Korrosions- und Temperaturbeständigkeit. Es lässt sich gut schmieden und stanzen. Die Korrosionsbeständigkeit des Metalls ist höher als diejenige der meisten Edelmetalle und sein geringes Gewicht ist vergleichbar mit dasjenigem des Aluminiums. Geringes Kriechen von Titan ähnelt sich dasjenigem des Edelstahls und Zugfestigkeit und Duktilität — diejenigen des Kupfers. Es behält seine Eigenschaften von -250 °C bis zu 900 °C bei. Außergewöhnliche Festigkeit, Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit machten es zu einem unverzichtbaren Material für die industiellen Anwendungen.
Physikalische Eigenschaften bei 20 °С
| Name | Zahlenwerte |
|---|---|
| Dichte | 4,45 g/cm3 |
| Schmelzpunkt |
1668 °C |
| E-Modul, [E] | 105 GPa (= 105 kN/mm2) |
| Längenausdehnungskoeffizient, [α] |
38,2 · 10-6 K-1 |
| Spezifische Wärmekapazität, [c] |
523 J·kg-1·K-1 |
| Wärmeleitfähigkeit, [λ] |
22 W·m-1·K-1 |
Herstellung
Die Herstellung von Titan erfolgt durch die Reduktion des Titantetrachlorids mit Magnesium oder Natrium. Titan hat eine hohe Reaktivität mit vielen Medien bei erhöhten Temperaturen, so dass bei der Herstellung von Titan zu vermeiden ist, dass das Metall in Kontakt mit N2, O2, H2 kommt. Der Herstellungsprozess von Titan ist sehr aufwendig und das schlägt sich in seinem hohen Preis nieder. In der Metallurgie werden Titanlegierungen in drei Gefügen eingeteilt: α-Phase (hexagonal angeordnet), β-Phase (kubisch raumzentriert) und α+β-Phase (zweiphasiges Gefüge). Je nach der Art der Verarbeitung werden die Titanlegierungen in Gusslegierungen und Knetlegierungen eingeteilt.
Lagerung
Die Fertigprodukte aus Titan sollten in einem Lager oder Raum aufbewahrt werden, in dem sie vor den mechanischen und anderen Arten der Beschädigungen gut geschütz sind.
Verwendung
Titanbasislegierungen werden im Raketen- und Flugzeugbau eingesetzt. Wegen der ausgezeichneten Temperaturbeständigkeit wird Titan häufig bei der Herstellung von Wärme- und Tieftemperaturtechnik verwendet. Titanlegierungen sind anwendbar in Seewasser und werden für Schiffspropellerteile eingesetzt. Im Militärbereich werden aus Titan Titanschutzweste und Titanhelme hergestellt. Aufgrund der hohen Biokompatibilität findet Titan in der Medizin (Implantate und Prothesen) eine verbreitete Anwendung.
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