Военно-морской флот

Коррозионная стойкость титана и его сплавов делает их весьма ценным материалом на море. Военно-морское министерство США обстоятельно исследует коррозионную стойкость титана против воздействия дымовых газов, пара, масла и морской воды. Почти такое же значение в военно-морском деле имеет и высокое значение удельной прочности титана. 
Малый удельный вес металла в сочетании с коррозионной стойкостью повышает маневренность и дальность действия кораблей, а также снижает расходы по уходу за материальной частью и ее ремонту. 
Применение титана в военно-морском деле включает изготовление выхлопных глушителей для дизельных двигателей подводных лодок, дисков измерительных приборов, тонкостенных труб для конденсаторов и теплообменников. По мнению специалистов, титан, как никакой другой металл, способен увеличить срок службы выхлопных глушителей на подводных лодках. Применительно к дискам измерительных приборов, работающих в условиях соприкосновения с соленой водой, бензином или маслом, титан обеспечит лучшую стойкость. Исследуется возможность применения титана для изготовления труб теплообменников, которые должны обладать коррозионной стойкостью в морской воде, омывающей трубы снаружи, и одновременно противостоять воздействию выхлопного конденсата, протекающего внутри них. Рассматривается возможность изготовления из титана антенн и узлов радиолокационных установок, от которых требуется стойкость к воздействию дымовых газов и морской воды. Титан может найти применение и для производства таких деталей, как клапаны, пропеллеры, детали турбин и т. д.

Артиллерия

По-видимому, наиболее крупным потенциальным потребителем титана может явиться артиллерия, где в настоящее время ведутся интенсивные исследования различных опытных образцов. Тем не менее в этой области стандартизовано производство лишь отдельных деталей и частей из титана. Весьма ограниченное использование титана в артиллерии при большом размахе исследований объясняется его высокой стоимостью. 
Были исследованы различные детали артиллерийского оборудования с точки зрения возможности замены титаном обычных материалов при условии снижения цен на титан. Главное внимание уделялось деталям, для которых существенно снижение веса (детали, переносимые вручную и перевозимые по воздуху). 
Опорная плита миномета, изготовленная из титана вместо стали. Путем такой замены и после некоторой переделки вместо стальной плиты из двух половинок общим весом 22 кг удалось создать одну деталь весом 11 кг. Благодаря такой замене можно уменьшить число обслуживающего персонала с трех человек до двух. Рассматривается возможность применения титана для изготовления орудийных пламегасителей. 
Проходят испытания изготовленные из титана орудийные станки, крестовины лафетов и цилиндры противооткатных приспособлений. Широкое применение титан может получить при производстве управляемых снарядов и ракет. 
Проведенные первые исследования титана и его сплавов показали возможность изготовления из них броневых плит. Замена стальной брони (толщиной 12,7 мм) титановой броней одинаковой снарядостойкости (толщиной 16 мм) позволяет получить, по данным этих исследований, экономию в весе до 25%. 
Сплавы титана повышенного качества позволяют надеяться на возможность замены стальных плит титановыми равной толщины, что дает экономию в весе до 44%. Промышленное применение титана позволит обеспечить большую маневренность, увеличит дальность перевозки и долговечность орудия. Современный уровень развития воздушного транспорта делает очевидными преимущества легких броневиков и других машин из титана. Артиллерийское ведомство намерено снарядить в будущем пехоту касками, штыками, гранатометами и ручными огнеметами, сделанными из титана. Первое применение в артиллерии титановый сплав получил для изготовления поршня некоторых автоматических орудий.

Прочие  области применения титана

Применение титана целесообразно в пищевой, нефтяной и электротехнической промышленности, а также для изготовления хирургических инструментов и в самой хирургии. 
Столы для подготовки пищи, пропарочные столы, изготовленные из титана, по качествам превосходят стальные изделия. 
В нефте- и газобурильной областях серьезное значение имеет борьба с коррозией, поэтому применение титана позволит реже заменять корродирующие штанги оборудования. В каталитическом производстве и для изготовления нефтепроводов желательно применять титан, сохраняющий механические свойства при высокой температуре и обладающий хорошей коррозионной устойчивостью. 
В электропромышленности титан можно применить для бронирования кабелей благодаря хорошей удельной прочности, высокому электрическому сопротивлению и немагнитным свойствам. 
В различных отраслях промышленности начинают применять крепежные детали той или иной формы, изготовленные из титана. Дальнейшее расширение применения титана возможно для изготовления хирургических инструментов главным образом благодаря его коррозионной стойкости. Инструменты из титана в этом отношении превосходят обычные хирургические инструменты при многократном кипячении или обработке в автоклаве. 
В области хирургии титан оказался лучше виталлиума и нержавеющих сталей. Присутствие титана в организме вполне допустимо. Пластинка и винты из титана для крепления костей находились в организме животного несколько месяцев, причем имело место прорастание кости в нитки резьбы винтов и в отверстие пластинки. 
Преимущество титана заключается также в том, что на пластине образуется мышечная ткань.

Потребительская электроника является достаточно новым  и быстро растущим рынком для титана. Во многих случаях применение титана в потребительской электронике  вызвано не только его великолепными  свойствами, но также и привлекательным внешним видом изделий. Коммерчески чистый титан Grade 1 используется для производства корпусов портативных компьютеров, мобильных телефонов, плазменных телевизоров с плоским экраном и другого электронного оборудования. Использование титана в производстве динамиков обеспечивает лучшие акустические свойства в связи с легкостью титана по сравнению со сталью, приводящей к увеличению акустической чувствительности.Титановые часы, впервые внедренные на рынок японскими производителями, сейчас являются одним из наиболее доступных и признанных потребительских титановых продуктов.

Использование титана в производстве инструмента  впервые началось в Советском  Союзе в начале 80-х годов, когда  по заданию правительства были изготовлены  легкие и удобные инструменты  для облегчения труда рабочих. Советский гигант титанового производства Верхне-Салдинское Металлоперерабатывающее Производственное Объединение производило в то время титановые лопаты, гвоздодеры, монтировки, топорики и ключи. Позднее японские и американские производители инструмента начали использовать титан в своей продукции.

12.Интересные  факты 

Известно, что  титановые белила, изготовляемые  из двуокиси титана, отличаются от свинцовых  или цинковых белил не только экономичностью (ими можно покрыть в несколько  раз большую поверхность), большей отражательной способностью, стойкостью к воздействию сероводорода, но и биологической безопасностью. Известен случай из медицинской практики, когда человек употребил почти полкилограмма двуокиси титана! Неизвестно, с чем он спутал ее, но этот «эксперимент» прошел для него безболезненно, не причинив никаких отрицательных ощущений.

Все знают о  высокой способности титана сопротивляться коррозии. На пластине, изготовленной  из этого металла, за десять лет нахождения в морской воде не появляется даже следов коррозии! За этот срок такая же пластина из железа полностью уничтожается коррозионными процессами, происходящими с металлом под воздействием агрессивной среды морской воды.

По причине  чрезвычайной сложности извлечения титана из руд его цена весьма высока. Если принять стоимость титана в концентрате за единицу, то стоимость конечного титанового продукта (лист, штамповка и пр.) в сотни раз больше! Но даже при такой высокой стоимости изделий из титана, замена им более дешевых материалов во многих случаях оказывается экономически выгодной. Так, например, корпус химического аппарата, изготовленный из нержавеющей стали, стоит 1 000 рублей (условно), а из титанового сплава — 4 000 рублей. Однако срок службы нержавеющей стали полгода, а титанового сплава десять лет! В итоге если учесть затраты на замену стальных корпусов, потери с вынужденными простоями оборудования, то станет очевидной выгода более дорогого, но значительно надежного титана.

Относительно  недавно геологи открыли в  Северном Прибайкалье новый титансодержащий минерал, который был назван ландауитом в честь советского физика академика Л. Д. Ландау.

Ученые совместно  с металлургами разработали материалы, которые, претерпев значительную деформацию на холоде, при нагревании вновь  принимают первоначальную форму. Одним из таких сплавов является нитинол — интерметаллическое соединение титана и никеля, отличающееся высокой прочностью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Проволоке из этого материала можно придать форму радиоантенны и сжать ее в небольшой шар. После нагревания этот шар снова вернется в первоначальную форму антенны! Кроме использования в технике данный сплав нашел применение и в медицине.

При изучении спектрального  анализа солнца и атмосфер некоторых  звезд учеными был обнаружен титан, причем в количествах преобладающих над другими элементами! Кстати, если на Земле титан существует главным образом в виде двуокиси TiO2, то в космосе, очевидно, в виде моноокиси TiO.

Ряд ядерных  реакций возможен только в очень  разряженной атмосфере, практически вакууме. Для создания таких разряжений обычно используются ртутные насосы, которые способны довести разряжение до нескольких миллиардных долей атмосферы. Однако этого недостаточно! Поэтому дальнейшую откачку воздуха производят при помощи титановых насосов, в дополнение к этому по внутренней поверхности камеры, где протекают реакции, распыляют мелкодисперсный титан, что приводит к созданию еще большего разряжения.

13.Анализ  рынков потребления

В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

• 60 % — краска;
• 20 % — пластик;
• 13 % — бумага;
• 7 % — машиностроение.

14.Цены

15-25 $ за килограмм,  в зависимости от чистоты.

Чистота и марка  чернового титана (титановой губки) обычно определяется по степени её пластичности. 
 
 
 
 

Заключение

   В данной курсовой работе я рассмотрела физические и химические свойства титана, его получение и применение, определила его достоинства и недостатки.

  Значение  металлов в человеческом обществе  всё более возрастает. Переворот в технике происходит с интенсивным развитием алюминиевой и магниевой промышленности. В последние десятилетия человечество получило в своё распоряжение группы редких металлов. И вот уже в наши дни, в самые последние годы на авансцену истории «поднимается» новый промышленный металл – титан.

  Титан с  большим правом, чем алюминий, можно  назвать металлом нашего века, точнее – второй его половины, так как этот новый конструкционный  материал впервые стали производить  и использовать только в пятидесятые  годы. Впрочем, титан так и называют: «металл 20 века». И как много значений у слова «титан», так много эпитетов и наименований у самого металла. «Вечный», «парадоксальный», «металл сверхзвуковых скоростей, «металл будущего», «дитя войны» – вот только некоторые из них.

  Титан называют  металлом будущего. Это, конечно,  правильно. В будущем появятся  новые области применения замечательного  материала, люди создадут сплавы  с ещё более удивительными  свойствами. Но ведь будущее начинается  сегодня, будущее и настоящее  не отделены непроходимой границей.

  Титан уже  давно стал материалом современности  – ценным, важным и необходимым.  Больше того, широкое, повсеместное  его применение как раз позволит  скорее приблизить то светлое  и прекрасное будущее, о котором  мы все мечтаем… 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

1. Н.Л. Глинка Общая химия: Учебное пособие  для вузов.–24-е изд.–Л.: Химия,1985.;
2. С.И.Венецкий Рассказы о металлах ,1979;
3. ru.wikipedia.org – «Википедия - свободная энциклопедия»;
4. www.i-think.ru  - «Сообщество металлургов»;
5. www.metotech.ru - «Метотехника»;
6. www.allmetals.ru – «Все о металлах»;
7. n-t.ru – «Популярная библиотека химических элементов».