تیتانیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
اسکاندیمتیتانیموانادیم
-

Ti

Zr
ظاهر
نقرهy grey-white metallic
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد تیتانیم, Ti, 22
تلفظ به انگلیسی /tˈtniəm/
tye-TAY-nee-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه فلزات واسطه
گروه، تناوب، بلوک ۴۴, d
جرم اتمی استاندارد 47.867 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Ar] 3d2 4s2
الکترون به لایه 2, 8, 10, 2 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به r.t.) 4.506 g·cm−۳
چگالی مایع در m.p. 4.11 g·cm−۳
نقطه ذوب 1941 K, 1668 °C, 3034 °F
نقطه جوش 3560 K, 3287 °C, 5949 °F
گرمای هم‌جوشی 14.15 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 425 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 25.060 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 1982 2171 (2403) 2692 3064 3558
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 4, 3, 2, 1[۱]
(آمفوتر oxide)
الکترونگاتیوی 1.54 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونیزه شدن
(more)
1st: 658.8 kJ·mol−1
2nd: 1309.8 kJ·mol−1
3rd: 2652.5 kJ·mol−1
شعاع اتمی 147 pm
شعاع کووالانسی 160±8 pm
متفرقه
ساختار کریستالی hexagonal
مغناطیس پارامغناطیس
مقاومت الکتریکی (20 °C) 420 nΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 21.9 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 8.6 µm·m−1·K−1
سرعت صوت (سیم نازک) (r.t.) 5,090 m·s−1
مدول یانگ 116 GPa
مدول شیر 44 GPa
مدول باک 110 GPa
نسبت پواسون 0.32
سختی موس 6.0
سختی ویکر 970 MPa
سختی برینل 716 MPa
عدد کاس 7440-32-6
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های تیتانیم
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP
44Ti syn 63 y ε - 44Sc
γ 0.07D, 0.08D -
46Ti 8.0% 46Ti ایزوتوپ پایدار است که 24 نوترون داردs
47Ti 7.3% 47Ti ایزوتوپ پایدار است که 25 نوترون داردs
48Ti 73.8% 48Ti ایزوتوپ پایدار است که 26 نوترون داردs
49Ti 5.5% 49Ti ایزوتوپ پایدار است که 27 نوترون داردs
50Ti 5.4% 50Ti ایزوتوپ پایدار است که 28 نوترون داردs

تیتانیوم عنصر ۲۲ با معادل انگلیسی Titanium نماد: Ti

خواص[ویرایش]

تیتانیوم عنصری است فلزی با عدد اتمی ۲۲، در گروه IVB که در دورهٔ چهارم جدول تناوبی جای دارد. جِرم اتمی ۴۷٫۹۰، ظرفیت‌ها ۲٬۳٬۴. دارای پنج ایزُتوپ است. بسیار کمیاب است، به‌طوری‌که فقط ۰٫۶ درصد قشر زمین را تشکیل می‌دهد. ترکیب‌های آن پراکنده و استخراج آن دشوار است.

خواص فیزیکی[ویرایش]

تیتانیم فلزی است که با نسبت قدرت به وزن بالا شناخته شده است. تیتانیوم فلزی قوی با چگالی کم و کاملاً انعطاف پذیر (به خصوص درحضور اکسیژن محیط) است. از لحاظ مغناطیسی پارامگنتیک بوده و رسانایی الکتریکی و حرارتی نسبتاً کمی دارد.

این فلز سبک (دارای وزن مخصوص ۴/۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب که مقداری بین چگالی آلومینیوم و آهن است) ، مقاوم (البته نه به سختی برخی ازفولادهای حرارت دیده) و دارای جلای براق- نقره ای ، عدد اتمی ۲۲ ، وزن اتمی ۴۷/۸۸، سختی در مقیاس موس ۶، دارای نقطه جوش ۳۲۸۷ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۱۶۶۵درجه سانتی گراد می باشد. نقطه ذوب نسبتاً بالا، آن را به عنوان فلز دیر گداز مفید می سازد. در دمای ۱۲۰۰ درجه خود به خود آتش می گیرد و به شدت اشتعال زا است[۳] . از لحاظ زمین شناسی ترکیب‌های تیتانیوم، پراکنده و استخراج آن دشوار است. نوع تجاری تیتانیوم(دارای خلوص ۹۹/۲ درصد) دارای مقاومت کششی نهایی ۶۳۰۰۰پوند بر اینچ مربع (۴۳۴مگاپاسکال) که تقریباً برابر مقاومت کششی آلیاژهای دارای عیار پایین فولاد می باشد اما به میزان ۴۵ درصد سبکتر از آن است. همچنین برخی از آلیاژهای تیتانیم (به عنوان مثال، نوع بتا C) دارای استحکام کششی بیش از۲۰۰ هزار پوند بر اینچ مربع(۱۴۰۰ مگاپاسکال) می باشند. البته، وقتی حرارت داده می شود، در دماهای بالاتر از (۸۰۶ ° F) ۴۳۰ ° C استحکام کششی خود را از دست می دهد.

کاربرد[ویرایش]

هواپیماها، موشک‌ها، جت‌ها، ماشین‌های نساجی، وسایل شیمیایی، وسایل جراحی، وسایل نمک‌زدایی، وسایل ارتوپدی، وسایل غذاسازی، هدف‌های لوله‌های اشعه ایکس، وسایل ساینده، لوله‌های رآکتورها، قاب یا فریم عینک و...

پزشکی[ویرایش]

غیر سمی بودن و شرایط پذیر بودن تیتانیم باعث شده است تا این ماده در پزشکی و در درون بدن انسان مورد استفاده قرار گیرد. ایمپلنت ها، ابزارهای نگه دارنده شکستگی که در بدن بیمار کار گذاشته می شوند و ... معمولاً از تیتانیم تشکیل شده اند. در اینگونه موارد تیتانیم با حدود ۴ تا ۶ درصد آلومینیم تشکیل آلیاژ می دهد.

جواهرسازی[ویرایش]

به دلیل دوام و ماندگاری بالا، تیتانیم به یکی از فلزات محبوب جواهرسازان بدل گشته است. همچنین به علت عدم تحریک آلرژیک، جواهرات تیتانیم گزینه بسیار مناسب برای افرادی است که به فلزات زینتی آلرژی دارند. تیتانیم همچنین با طلای ۲۴ عیار تشکیل آلیاژ می دهد.

موارد احتیاطی[ویرایش]

تیتانیم ماده ای غیر سمی است و حتی در مقادیر زیاد، سمی محسوب نمی‌شود. همچنین این ماده هیچ نقشی در سیستم طبیعی بدن انسان ایفا نمی‌کند. [۲]بطور تخمینی روزانه ۸/۰ میلی گرم تیتانیم وارد بدن انسان می شود . اگرچه تقریباً بدون جذب شدن، از بدن دفع می شود.

نگارخانه[ویرایش]

منابع[ویرایش]

کتاب فرهنگ عناصر، نوشتهٓ سیدرضا آقاپور مقدم

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ تیتانیم موجود است.