Tabiy fanlar kafedrasi

Muhim minerallar:

• 
  Ilmenit (titan temir rudasi), FeTiO3
  
• 
  Leykoksin, kam temirli ilmenit
  
• 
  Perovskit, CaTiO3
  
• 
  Rutil, TiO2
  
• 
  Titanit (Sfen), CaTi [SiO4] O
  
• 
  Titanatlar, masalan, bariy titanat, (BaTiO3)
  
• 
  Temir rudalarida hamroh.
  

Asosiy konlari Avstraliya, Skandinaviya, Shimoliy Amerika, Ural va Malayziyada joylashgan. 2010 yilda Paragvayda konlar topilgan, ammo ulardan foydalanish faqat shu kungacha rejalashtirilgan.
Meteoritlarda titan bo'lishi mumkin. Titan quyoshda va M spektral sinf yulduzlarida ham aniqlangan. Yerning oyida ham konlar mavjud. Apollon 17 oy missiyasidan olingan tosh namunalarida 12,1% gacha TiO ₂ bor edi. Asteroidlarni qazib olish bo'yicha fikrlar mavjud. Titan qotishmalari ko'pincha AQSh standarti ASTM 1 dan 35 gacha bo'lgan xarakteristikalar bo'yicha qo'llaniladi. 1 dan 4 gacha bo'lgan darajalar har xil darajadagi sof titanni bildiradi .
Boshqa muhim titanium qotishmalari asosan aviatsiya sanoatida qo'llaniladi:

kimyo. tarkibi	GPadagi Young moduli	Zichlik g sm ^−3
Ti-6Al 2Sn-4Zr-6Mo	125,4	4,51
Ti-6Al 2Sn-4Zr-2Mo		4,50

Nitinol (nikel-titanium) - shakl xotirasi deb ataladigan qotishma.
Titan asosan po'lat uchun mikro-qotishma komponent sifatida ishlatiladi. U og'irligi bo'yicha 0,01-0,1 foiz konsentratsiyalarda ham po'latga yuqori pishiqlik, mustahkamlik va egiluvchanlikni beradi. Zanglamaydigan po'latlarda titanium donalararo korroziyani oldini oladi.
Titan asosidagi qotishmalar 45 € / kg atrofida super qotishmalarga qaraganda ancha qimmat. Shuning uchun ular faqat eng yuqori talablar uchun ishlatiladi:
Dengiz suvi va xlorid o'z ichiga olgan muhitda qo'llanilishi

• 
  Dengiz ilovalari uchun millar va mustahkamlash kabi kema pervanel qismlari
  
• 
  Dengiz suvini tuzsizlantirish zavodlarida o'rnatilgan qismlar
  
• 
  Kaliy xlorid eritmalarini bug'lash uchun komponentlar
  
• 
  HVDC suv osti kabeli uzatish anodlari
  
• 
  Xlor kimyo zavodlaridagi apparatlar
  

Ochiq va sport buyumlari

• 
  ramka materiali sifatida alyuminiy va vanadiy bilan bog'liq holda yuqori sifatli velosipedlar uchun
  
• 
  Titan yoki titanium qotishma pichoqlari bo'lgan (sho'ng'in) pichoqlari, shuningdek pichoqlar
  
• 
  chodir qoziqlari sifatida (past vaznga qaramay yuqori quvvat)
  
• 
  golf klublari uchun klub rahbari sifatida
  
• 
  ramkada tennis raketkalari bilan
  
• 
  tayoq otishda muz tayoqchasi bilan nihoyatda barqaror tayoq sifatida
  
• 
  alpinizm uchun ayniqsa engil muz vinti sifatida
  
• 
  katta kuch va kam og'irlik uchun lakros mil sifatida
  
• 
  o'tkir tishli yirtqich baliqlarni ovlashda qat'iy rahbar sifatida
  

Aralashmalar shaklida qo'llang

• 
  Nisbatan yumshoq sun'iy qimmatbaho toshlar ishlab chiqarish
  
• 
  Titan qo'shilgan safir monokristallari femtosekund oralig'ida ultra qisqa pulslar uchun titan-safir lazerida faol vosita bo'lib xizmat qiladi.
  
• 
  shisha nometall va sun'iy tuman ishlab chiqarish uchun titan tetraklorid sifatida
  
• 
  Yuqori haroratli nikel qotishmalarida intermetalik fazalarning (Ni _{3 Ti) hosil bo'lishi.}
  
• 
  o'ta o'tkazuvchan niobiy-titan qotishmalari (masalan, DESY da HERA elektromagnitlarida supero'tkazuvchi kabellar sifatida)
  
• 
  pirotexnika sohasida
  
• 
  Titan rudasi ishlab chiqarishning 90% dan ortig'i asosan xlorid va kamroq darajada sulfat jarayoni yordamida titan dioksidiga qayta ishlanadi.
  
• 
  ishlab chiqarish texnologiyasida indekslanadigan qo'shimchalar va frezalarni qoplash uchun titan titritlari sifatida
  

Titan birikmalari

Bor bilan, uglerod yoki azot qattiq materiallar sifatida ishlatiladi. Titan birikmalari keramika va metalldan tayyorlangan sermetlar, kompozit materiallarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi.
Qurilish qismlari

• 
  Lehimlash tizimlarida eskirgan qismlar, 500 ° S gacha bo'lgan elektr lehim bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilish
  
• 
  Avtomobil shassisidagi buloqlar
  
• 
  havo kemalarida va kosmik kemalarda engil bo'lishi kerak bo'lgan ayniqsa stressli qismlar uchun (tovushdan yuqori tezlikda tashqi qobiq, kompressor pichoqlari va boshqa dvigatel qismlari)
  
• 
  past bosimli qismning eng og'ir yuklangan pichoqlari uchun bug 'turbinalarida
  
• 
  zirhda: sobiq Sovet Ittifoqining ba'zi suv osti kemalari titan qotishmasidan yasalgan bosimli korpuslarga ega edi (masalan, Mayk sinfi, Alfa sinfi, Papa sinfi yoki Sierra sinfi). Bundan tashqari, titan fuqarolik aviatsiyasiga qaraganda harbiy aviatsiyada ko'proq qo'llaniladi. Natijada, Sovet qurollari ishlab chiqarish avjida, butun dunyo bo'ylab qazib olingan titanning katta qismi Rossiyada ishlab chiqarilgan va qayta tiklangan.
  
• 
  darajasi ko'rsatkichlari va floats ishlab chiqarishda uning past zichligi tufayli
  

Dori

• 
  Tibbiyot texnologiyalari va stomatologiyada implantlar uchun biomaterial sifatida (tish implantlari, faqat Germaniyada yiliga taxminan 200.000 dona) boshqa metallardan farqli o'laroq juda yaxshi korroziyaga chidamliligi tufayli. Immunologik rad etish reaktsiyasi yo'q (implant allergiyasi). Oltin qotishmalari bilan solishtirganda ancha past narxga ega bo'lgani uchun u tish tojlari va stomatologik ko'priklar uchun ham qo'llaniladi. Metall oyoq protezlari (son bo'g'imlari protezlari) va femur boshini almashtirish uchun jarrohlik ortopediyada, osteoartritdan keyin tizza bo'g'imlarini almashtirishda u ommaviy ravishda qo'llaniladi. Titan oksidi qatlami suyaklarning implantga mustahkam o'sishiga imkon beradi (osseointegratsiya) va shu bilan sun'iy implantni inson tanasiga doimiy ravishda o'rnatishga imkon beradi.
  
• 
  O'rta quloq jarrohligida titanium eshitish suyaklari protezlari va timpanostomiya naychalari uchun afzal qilingan materialdir.
  
• 
  Neyroxirurgiyada titan qisqichlar (anevrizma operatsiyalari uchun) ko'proq qulay NMR xususiyatlari tufayli zanglamaydigan po'latdan yasalgan kliplarni almashtirdi.
  

Elektronika

• 
  2002 yilda Nokia 8910 mobil telefonini va bir yildan so'ng titan korpusli 8910i mobil telefonini chiqardi.
  
• 
  2002 yil aprel oyida Apple Inc. "PowerBook G4 Titanium" noutbukini bozorga chiqardi. Korpusning katta qismlari titandan qilingan va 15,2 "qalinligi 1 ekranli versiya" atigi 2,4 kg og'irlikda edi.
  
• 
  Lenovo (ilgari IBM) tomonidan ishlab chiqarilgan ThinkPad seriyasining ba'zi noutbuklarida titanium bilan mustahkamlangan plastik korpus yoki titan-magniy kompozitsiyasidan tayyorlangan korpus ramkasi mavjud.
  

Boshqa ilovalar

• 
  Titandan yasalgan zargarlik buyumlari, soatlar va ko'zoynak ramkalari
  
• 
  Titan yadroli tangalar (masalan, Avstriya 200 shilling tangalari)
  
• 
  Ultra yuqori vakuum hosil qilish uchun titaniumli sublimatsiya pompasi
  
• 
  Alyuminiyning anodik oksidlanishi uchun qo'llab-quvvatlovchi ramka sifatida elektrokaplama (ELOXAL)
  
• 
  CRISAT bo'yicha standartlashtirilgan o'qga chidamli yeleklarning bir qismi sifatida
  

TiO ²⁺ vodorod peroksid (triaquohidroksooksotitan (IV) kompleksi) bilan xarakterli sariq-to'q sariq rangli kompleks hosil qiladi, bu ham fotospektrometrik aniqlash uchun mos keladi.
Metall titanium yuqori ishlab chiqarish xarajatlari tufayli faqat talabchan texnik ilovalar uchun ajratilgan bo'lsa-da, nisbatan arzon va toksik bo'lmagan rangli pigment titanium dioksidi kundalik hayotda hamroh bo'ldi. Bugungi kunda deyarli barcha oq plastmassalar va bo'yoqlar, shu jumladan oziq-ovqat ranglari, titanium dioksidini o'z ichiga oladi (u oziq-ovqatda E 171 sifatida mavjud). Shu bilan birga, titan aralashmalari elektrotexnika va materiallar texnologiyasida ham qo'llaniladi va yaqinda transport vositalarining harakatlanishi uchun yuqori samarali batareyalar (lityum titanat batareyalari) ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

• 
  Bariy titanat, BaTiO ₃
  
• 
  lityum titanat
  
• 
  Titan (III) xlorid, TiCl ₃
  
• 
  Titan borid, TiB
  
• 
  Titan karbid, TiC
  
• 
  Titan nitridi, TiN
  
• 
  Titan (IV) xlorid, TiCl ₄
  
• 
  Titan (II) oksidi TiO
  
• 
  Titan (III) oksidi Ti ₂ O ₃
  
• 
  Titan (IV) oksidi (titan oq), TiO ₂
  
• 
  TiO dan Ti ₂ O gacha tarkibga ega titan suboksidlari
  
• 
  Titan (IV) oksid sulfat (titanil sulfat), TiOSO ₄
  
• 
  ferrotitan
  
• 
  Nitinol, xotira metali
  
• 
  Titan gidrid, TiH ₂
  

II Bob
Sirkoniy (Zirconium, arab. "zerk" - "qimmatbaho tosh", yokifors. "Zargun" - "oltintosh") Zr – kimyoviy elementlar davriy jadvalining IV guruh elementi; tartib raqami 40; atom massasi 91, 224. Tabiatda sirkoniyning quyidagi izotoplari mavjud: Zr ⁹⁰(51,46%), Zr ⁹¹( 11,23%), Zr ⁹²(17,11%), Zr ⁹⁴ (17,40%) va Zr ⁹⁶ (2,80%). Sun’iy olingan izotoplar Zr ⁹³(T_1/2=1,1∙10⁶ yil) va Zr ⁹⁵ (T_1/2 = 65 kun).
Elementning elektron konfiguratsiyasi 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5 s²4d². Sirkoniy dioksid ko‘rinishida birinchi bo‘lib 1789 yilda nemis kimyogari M.G.Klaprot tomonidan sirkon mineralini analiz qilish natijasida aniqlangan. Sirkoniyni birinchi marta erkin holatda shved kimyogari Berselius tomonidan 1824 yilda olingan.
Tabiatda uchrashi: Yer qobig‘idagi massa bo‘yicha miqdori 2∙10^-2 %. Litosferada sirkoniy birikmalari keng tarqalgan. Dengiz suvidagi konsentarsiyasi 5∙10^-5mg/l. Tabiatda uning faqatgina kislorodli birikmalari, oksidlar va silikatlari mavjud. Sirkoniy tarqoq element bo‘lishiga qaramasdan, 40 ga yaqin minerallari ma’lum, ular sirkoniy oksidlar va tuzlar ko‘rinishida bo‘ladi. Asosan sirkon (ZrSiO₄) (67,1 % ZrO₂), badseleit (ZrO₂) va turli murakkab minerallar (evdialit (Na, Sa)₅(Zr, Fe, Mn)[O,OH,Cl][Si₆O₁₇] va bosh.). Yerdagi barcha konlariga sirkoniyga Hf yo‘ldoshlik qiladi.
Barcha tog‘ jinslarida uchraydi, asosan, granit va sienitda. Ginderson grafligida (Shimoliy Karolina shtati) pegmatitlarda uzunligi bir necha santimetr bo‘lgan sirkoniy kristallari topilgan, Madagaskarda og‘irligi bir necha kilogrammgacha bo‘lgan kristallari aniqlangan.
Nisbatan kattakonlari AQSH, Avstraliya, Braziliya, Hindiston davlatlari hududida uchraydi.
Rossiyada, sirkoniyning yer qobig‘idagi miqdorining 10% to‘rg‘I kelishini hisobga olsak (dunyoda, Avstraliya va JARdan keyin 3 o‘rinda turadi), asosiy konlari: Murmansk, Tomsk, Tambov, Nijegorod va Chita viloyatlarida joylashgan.
Ishlatilishi: Metall holatidagi sirkoniy konstruksion material sifatida yadro energetikasida qo‘llaniladi. Sirkoniyni elektrovakuum texnikasida getter sifatida, metallurgiyada legirlovchi element, kimyo sanoatida, mashinasozlikda, pirotexnikada ham ishlatiladi. Sirkoniyning dioksidi va elementar sirkoniy olovbardosh keramika, emal va maxsus shishaning turli navlarini tayyorlashda qo‘llaniladi.
Sanoatda sirkoniy XX asrning 30-yillarida qo‘llanila boshlandi. Yuqori tannarxi uning ishlatilishi mkoniyatlarini cheklab qo‘ygan. Shuning uchun ham sirkoniyli likobcha, choynak piyolalar narxi nihoyatda qimmat.
Metallurgiyada ligerlovchi element sifatida ishlatiladi. Yaxshi nordonlashtiruvchi va deazotator, effektivligiga ko‘ra Mn, Si, Ti larni ortda qoldiradi. Po‘latni sirkoniy bilan legirlash (0,8 % gacha) ularning mexanik xossalarini va qayta ishlanishini oshiradi. Bundan tashqari, oz miqdordagi elektr o‘tkazuvchanlik yo‘qotilganda mis va uning qotishmalarini mustahkam va issiqlikka bardoshli qiladi.
Sirkoniy havodagi kislorod bilan deyarli tutun hosil qilmasdan yuqori tezlikda yonish qobiliyatiga ega (o‘z-o‘zidan alangalanish temperaturasi 250°C). Bunda, metall yoqilg‘ilari uchun eng yuqori temperatura hosil bo‘ladi (4650°C). Yuqori temperatura hisobiga hosil bo‘ladigan sirkoniy to‘rt oksidi sezilarli miqdordagi yorug‘likni qaytaradi, bu holat pirotexnikada keng qo‘llaniladi (mushakbozlikda, feyrverklar ishlab chiqarishda), inson faoliyatining turli sohalarida qo‘llaniladigan yorug‘likning kimyoviy manbalarini ishlab chiqarishda (fakellar, yoritgichraketalar, yorug‘lik bombalari, bir martalik chaqnash lampalari sifatida fotografiyada ishlatilgan). Kukunsimon sirkoniy oksidlovchilar bilan aralashmada (bertoliy tuzi) pirotexnikada signalli olov sifatida tutunsiz modda, qaldiroq simobning va qo‘rg‘oshin azidning o‘rnida ishlatiladi.
O‘ta o‘tkazuvchanlikdagi qotishmasi 75% Nb va 25% Zr (4,2 K temperaturadagi yuqori o‘tkazuvchanlik) 100 000 A/sm² qada rbo‘lgan zo‘riqish yukiga bardosh bera oladi.
Konstruksion material sifatida kislotaga chidamli bo‘lib, kimyoviy reaktorlar, armaturalar, nasoslar tayyorlashda qo‘llaniladi.
Sirkoniy biologik muhitlarning ta’siriga o‘ta barqaror va hatto titanning a’lo darajadagi biokelishuvli holatidan ham yaxshi, shu sababli suyakli, bo‘g‘imli va tishli protezlarni, hamda xirurgik instrumentlarni tayyorlashda ishlatiladi.
Stomatologiyada sirkoniy (IV) oksidi asosidagi keramikali tish protezli buyumlarni tayyorlashda material hisoblanadi. Bundantashqari, bioinertlig hisobiga bu material dental implantantlar tayyorlashda titanga alternativ sifatida xizmat qiladi.
Sirkoniy yuqori kimyoviy barqarorligi hisobiga juda ajoyib gigienik xossalarga ega bo‘lgan turli turdagi idishlarni tayyorlashda ishlatiladi.
Sirkoniy to‘rt oksidining t_suyuq. = 2700 °C temperaturaga teng. Shuning uchun aynan sirkoniy (IV) oksididan olovga bardoshli materiallar ishlabch iqarishda foydalaniladi. Barqarorlashgan to‘rt oksydi asosidagi olovga bardoshli materiallar metallurgiya sanoatida navlar, po‘latni kuyishdagi to‘xtovsiz stakanlar, kamyob, tarqoq elementlarni eritishga moslashgan tigel tayyorlashda ishlatiladi. Bundan tashqari, kermetlarda ishlatiladi – keramika metalli qavatlar, u yuqori qattiqlik va ko‘plab kimyoviy reagentlarga chidamli, qisqamuddatliqizdirilishga 2750°Stemperaturagachabarqarordir. Sirkon to‘rt oksid – emallarni singdiruvchi, ularga oq va shaffof rang beradi. Kubsimon modifikatsiya hisobiga, skandiy, ittriy, siyrak yer elementlari bilan barqaror bo‘lgan sirkoniy to‘rt oksididan material olinadi. Ulardan biri fianit, fianit ulkan sindirish koeffitsientiga ega bo‘lgan optik material sifatida (yassilinza) tibbiyotda (xirurgik instrumentlar), sintetik zargarlik toshlari sifatida, sintetik tolalar olishda va ayrim turdagi simlar olishda ishlatiladi. Qizdirilganda sirkoniy to‘rt oksidi tok o‘tkazadi, bu holat juda yuqori temperaturada havoda barqaror bo‘lib, qizdiriladigan elementlarni olishda ishlatiladi. Qizdirilgan sirkoniy qattiq elektrolit sifatida kislorod ionlarini o‘tkazish xususiyatiga ega. Bu xossa sanoatdagi kislorod analizatorlarida ishlatish imkonini beradi.
Sirkoniydi boridi ZrB₂ – qiyin suyuqlanadigan birikma. Sirkoniy tetraxlorididan sanoatda sirkoniy diboridi olinadi: