Применение титана циркония гафния и их соединений Ендовицкой

Применение титана, циркония, гафния и их соединений Ендовицкой Ольги

Применение титана в чистом виде и в виде сплавов • • • Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве. Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов. Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике. Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов. Металл применяется в: химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, украшениях для пирсинга, медицинской промышленности (протезы, остеопротезы), стоматологических и эндодонтических инструментах, зубных имплантатах, спортивных товарах, ювелирных изделиях (Александр Хомов), мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д. Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето-, кораблестроении.

Применение титана в виде соединений • Белый диоксид титана (Ti. O 2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E 171. • Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. • Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий. • Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов. • Нитрид титана применяется для покрытия инструментов, куполов современных церквей и производстве бижутерии, т. к. имеет похожий на золото цвет. • Титанат бария Ba. Ti. O 3, титанат свинца Pb. Ti. O 3 и ряд других титанатов — сегнетоэлектрики.

Применение циркония В промышленности цирконий стал применяться с 30 -х годов XX века. Из-за высокой стоимости его применение ограничено. Ядерная энергетика • Применяются в атомной энергетике для изготовления тепловыделяющих элементов, тепловыделяющих сборок и других конструкций ядерных реакторов. Легирование • В металлургии применяется в качестве лигатуры. Хороший раскислитель и деазотатор, по эффективности превосходит Mn, Si, Ti. Легирование сталей цирконием повышает их механические свойства и обрабатываемость. Делает также более прочными и жаростойкими сплавы меди при незначительной потере электропроводности. Медицина • Цирконий обладает высокой стойкостью к воздействию биологических сред и отличной биосовместимостью, благодаря чему применяется для создания костных, суставных и зубных протезов, а также хирургического инструмента.

Пиротехника • Цирконий обладает замечательной способностью сгорать в кислороде воздуха практически без выделения дыма и с высокой скоростью. При этом развивается самая высокая температура для металлических горючих. Излучает значительное количество света, что используется очень широко в пиротехнике (производство салютов и фейерверков), производстве химических источников света, применяемых в различных областях деятельности человека (факелы, осветительные ракеты, осветительные бомбы, ; широко применялся в фотографии. Применялся как бездымное средство в сигнальных огнях пиротехники и в запалах, заменяя гремучую ртуть и азид свинца. Конструкционный материал • В виде конструкционного материала идет на изготовление кислотостойких химических реакторов, арматуры, насосов. Цирконий применяют как заменитель благородных металлов. В атомной энергетике цирконий является основным материалом оболочек твэлов. Быт • Цирконий применяется для изготовления разнообразной посуды, обладающей отличными гигиеническими свойствами благодаря высокой химической стойкости.

Применения гафния • Основные области применения металлического гафния — производство сплавов для аэрокосмической техники, атомная промышленность, специальная оптика. • В оптике применяется оксид гафния в связи с его температурной Стойкостью и очень высоким показателем преломления. Значительную сферу потребления гафния составляет производство специальных марок стекла для волоконно-оптических изделий, а также для получения особо высококачественных оптических изделий, покрытия зеркал, в том числе и для приборов ночного видения, тепловизоров. Схожую область применения имеет и фторид гафния. • Карбид и борид гафния находят применение в качестве чрезвычайно износоустойчивых покрытий и производства сверхтвердых сплавов. Кроме того, карбид гафния является одним из самых тугоплавких соединений и используется для производства сопел космических ракет и некоторых конструкционных элементов газофазных ядерных реактивных двигателей. • Применяется для изготовления катодов мощных радиоламп и электронных пушек. На основе диборида гафния и никеля разработано и уже давно используется высокоизносоустойчивое и твердое композиционное покрытие. • Сплавы тантал-вольфрам-гафний являются лучшими сплавами для подачи топлива в газофазных ядерных ракетных двигателях. • Сплавы титана, легированные гафнием, применяются в судостроении (производство деталей судовых двигателей). • Легирование гафнием резко упрочняет многие сплавы кобальта, очень важных в турбостроении, нефтяной, химической и пищевой промышленности. • Гафний используется в некоторых сплавах для сверхмощных постоянных магнитов на основе редких земель • Добавлением 1 % гафния в алюминий получают сверхпрочные сплавы. При этом не только упрочняется сплав, но и достигается значительное относительное удлинение и повышается предел прочности при сдвиге и кручении, а также улучшается вибростойкость.