Титан: его свойства и применение в авиации
Особенность плотности и удельной теплоемкости титана. Характеристика его низкотемпературной альфа-модификации и высокотемпературной бетта-модификации. Достоинства и недостатки парамагнитного металла. Применение данного химического элемента в авиации.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.03.2016 |
| Размер файла | 14,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Материалы и оборудование»
Тема «Титан. Его свойства. Применение в авиации» Группа: АТ(МХ)-14-2.2
Алматы 2016 г
1. Основные сведения о титане
Титан (Ti) (Titanium) - химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47, легкий серебристо-белый металл. Плотность 4,51 г/см3, tпл.=1668+(-)5°С, tкип.=3260°С. Для технического титана марок ВТ1-00 и ВТ1-0 плотность приблизительно 4,32 г/см3. Титан и титановые сплавы сочетают легкость, прочность, высокую коррозийную стойкость, возможность работы в широком диапазоне температур.
История открытия титана
Оксид титана TiO2 впервые был обнаружен в 1789 году У. Грегором, который при исследовании магнитного железистого песка выделил окись неизвестного металла, назвав ее менакеновой. Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус.
Свойства титана
В периодической системе элементов Д. И. Менделеева титан расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях он четырехвалентен. По внешнему виду похож на сталь. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4°С) и кипит при 3300 °С.
Известны две аллотропические модификации титана. Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 ° С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С до температуры плавления.
По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.
Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивление, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 42·10-8 до 80·10-6Ом·см. При температурах ниже 0,45 К он становится сверхпроводником. теплоемкость титан модификация металл
Титан - парамагнитный металл. У парамагнитных веществ магнитная восприимчивость при нагревании обычно уменьшается. Титан составляет исключение из этого правила - его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.
Достоинстава / недостатки титана
Достоинства:
1. малая плотность (4500 кг/м3) способствует уменьшению массы используемого материала;
2. высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;
3. необычайно высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью титана образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO2, прочно связанные с массой металла;
4. удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.
Недостатки:
1. высокая стоимость производства, титан значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;
2. активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего титан и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;
3. высокая склонность титана и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;
4. плохая обрабатываемость резанием;
5. большая химическая активность, склонность к росту зерна при высокой температуре и фазовые превращения при сварочном цикле вызывают трудности при сварке титана.
2. Применение титана в авиации
Малый удельный вес и высокая прочность (особенно при повышенных температурах) титана и его сплавов делают их весьма ценными авиационными материалами. В области самолетостроения и производства авиационных двигателей титан все больше вытесняет алюминий и нержавеющую сталь. С повышением температуры алюминий быстро утрачивает свою прочность. С другой стороны, титан обладает явным преимуществом в отношении прочности при температуре до 430° С, а повышенные температуры такого порядка возникают при больших скоростях благодаря аэродинамическому нагреванию. Преимущество замены стали титаном в авиации заключается в снижении веса без потери прочности. Общее снижение веса с повышением показателей при повышенных температурах позволяет увеличить полезную нагрузку, дальность действия и маневренность самолетов. Этим объясняются усилия, направленные на расширение применения титана в самолетостроении при производстве двигателей, постройке фюзеляжей, изготовлении обшивки и даже крепежных деталей. При постройке реактивных двигателей титан применяется преимущественно для изготовления лопаток компрессора, дисков турбины и многих других штампованных деталей. Здесь титан вытесняет нержавеющую и термически обрабатываемую легированную стали. Экономия в весе двигателя в один килограмм позволяет сберегать до 10 кг в общем весе самолета благодаря облегчению фюзеляжа. В конструкции самолета титан находит широкое применение для деталей фюзеляжа, работающих при повышенных температурах. Из листов легированного титана изготовляются различные элементы жесткости, шпангоуты фюзеляжа, нервюры и т. д.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика титана как химического элемента IV группы периодической системы Д.И. Менделеева. Химические и физические свойства титана. История открытия титана У. Грегором в 1791 году. Основные свойства титана и его применение в промышленности.
доклад [13,2 K], добавлен 27.04.2011История и свойства олова. Происхождение названия титана, его аллотропические модификации, химические и физические свойства. Основные характеристики, позволяющие использовать данный металл. Применение титана и его сплавов в отраслях промышленности.
реферат [32,0 K], добавлен 27.05.2014Титан (Ti) - химический элемент с порядковым номером 22, легкий серебристо-белый металл: основные сведения: история открытия, свойства, достоинства и недостатки. Марки и химический состав титана и сплавов, аллотропические модификации; области применения.
презентация [5,7 M], добавлен 13.05.2013Природные полиморфные модификации двуокиси титана, его физико-химические свойства и применение. Основы усовершенствования фотокатализа. Диоксид титана, легированный углеродом. Вещества, используемые в синтезе диоксида титана. Методика проведения синтеза.
курсовая работа [665,5 K], добавлен 01.12.2014История открытия элемента и его нахождение в природе. Способы получения металлов из руд, содержащих их окислы. Восстановление двуокиси титана углем, водородом, кремнием, натрием и магнием. Физические и химические свойства. Применение титана в технике.
реферат [69,5 K], добавлен 24.01.2011Переход аллотропной модификации. Электрические, магнитные, оптические, физико-механические, термические свойства алмаза. Изучение структуры графита, его антифрикционные и химические свойства. Образование, применение озона и кислорода. Аллотропия углерода.
реферат [26,0 K], добавлен 17.12.2014Стереографические проекции элементов симметрии и рутильной модификации диоксида титана. Стандартная установка кристаллографических и кристаллофизических осей координат. Изображение заданной грани на сетке Вульфа. Расчет дифрактограммы диоксида титана.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.11.2014Общая характеристика фосфора. Изучение истории открытия данного элемента. Особенности аллотропической модификации. Физические и химические свойства белого, красного и черного фосфора. Применение соединений фосфора в сельском хозяйстве и промышленности.
презентация [10,9 M], добавлен 25.11.2015Химические и физические свойства серы. История открытия вещества. Основные месторождения самородной серы, способы получения и применение, пожароопасные свойства. Взаимодействие серы с кислородом, аллотропные модификации. Особенности плавления серы.
презентация [1,7 M], добавлен 12.01.2012История открытия бериллия как химического элемента второй группы. Происхождения названия металла бериллий, его основные физические и химические свойства. Месторождения и производство металла, его применение в ядерной энергетике, рентгенотехнике, лазерах.
презентация [501,4 K], добавлен 28.05.2019Титан как металл, элемент IV группы Периодической системы, его физические и химические свойства. Описание технологической схемы производства в металлургическом цехе. Восстановление тетрахлорида титана магнием. Расчет конструкционных размеров аппарата.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 14.11.2013Современный метод получения, основные достоинства и недостатки алюминия. Микроструктура, физические и химические свойства металла. Применение алюминия как особо прочного и легкого материала в промышленности, ракетной технике, стекловарении, пиротехнике.
презентация [1,1 M], добавлен 20.10.2014История и становление химии витамина В12. Строение кобаламинов, их биологические функции и химические модификации. Реакции, с участием центрального атома кобальта. Модификации фрагмента рибозы в молекуле кобаламина. Очистка производных кобаламинов.
реферат [981,5 K], добавлен 29.10.2016Общие представление о коррозии металлов. Поведение титана и его сплавов различных агрессивных средах. Влияние легирующих элементов в титане на коррозионную стойкость. Электрохимическая коррозия. Особенности взаимодействия титана с воздухом.
реферат [171,9 K], добавлен 03.12.2006Физико-химические, магические и лечебные свойства платины. История ее открытия и исследований, особенности добычи. Применение данного металла и его сплавов в медицине и ювелирном деле. Платиновые изделия в мире. Стоимость платины по банковскому курсу.
презентация [723,0 K], добавлен 14.04.2015Особенности строения и модификации оксида кремния (IV), нахождение в природе, физические и химические свойства, а также методы синтеза. Поликонденсация как современный способ получения коллоидного кремнезема. Агрегативная устойчивость данного соединения.
дипломная работа [987,2 K], добавлен 25.05.2019Общие сведения о ситаллах и фотоситаллах. Использование ситаллов в стоматологии. Применение ситаллов в авиации. Применение ситаллов в строительстве. Анализ физико-химических свойств стеклокристаллических материалов, их декоративных характеристик.
реферат [132,1 K], добавлен 22.08.2007Понятие серебра как химического элемента, его физические и химические свойства. Методы добычи и получение данного металла. Использование серебра в искусстве. Серебро - постоянная составная часть растений и животных. Экономическое значение серебра.
реферат [24,3 K], добавлен 07.10.2010Кислород как самый распространённый на Земле элемент. Аллотропные формы кислорода. Его широкое промышленное применение. Сварка и резка металлов. Последствия исчезновения для живых существ данного химического элемента на краткосрочный период времени.
презентация [5,0 M], добавлен 28.12.2013Многообразие соединений углерода, их распространение в природе и применение. Аллотропные модификации. Физические свойства и строение атома свободного углерода. Химические свойства углерода. Карбонаты и гидрокарбонаты. Структура алмаза и графита.
реферат [209,8 K], добавлен 23.03.2009
