1791 में विलियम ग्रेगोर द्वारा ग्रेट ब्रिटेन के कॉर्नवाल में टाइटेनियम की खोज की गई थी और इसका नाम मार्टिन हेनरिक क्लैप्रोथ ने ग्रीक पौराणिक कथाओं के टाइटन्स के नाम पर रखा था। यह तत्व कई खनिज निक्षेपों में पाया जाता है, मुख्यतः रूटाइल और इल्मेनाइट, जो पृथ्वी की पपड़ी और स्थलमंडल में व्यापक रूप से वितरित हैं; यह लगभग सभी जीवित चीजों के साथ-साथ पानी, चट्टानों और मिट्टी के पिंडों में पाया जाता है। धातु को इसके प्रमुख खनिज अयस्कों से क्रॉल और हंटर प्रक्रियाओं द्वारा निकाला जाता है। सबसे आम यौगिक, टाइटेनियम डाइऑक्साइड, एक लोकप्रिय फोटोकैटलिस्ट है और इसका उपयोग सफेद रंगद्रव्य के निर्माण में किया जाता है। अन्य यौगिकों में टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड (TiCl4), स्मोक स्क्रीन और उत्प्रेरक का एक घटक शामिल हैं; और टाइटेनियम ट्राइक्लोराइड (TiCl3), जिसका उपयोग पॉलीप्रोपाइलीन के उत्पादन में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।
एयरोस्पेस (जेट इंजन, मिसाइल और अंतरिक्ष यान), सैन्य, औद्योगिक प्रक्रियाओं (रसायन और पेट्रोकेमिकल्स, विलवणीकरण संयंत्र, लुगदी) के लिए मजबूत, हल्के मिश्र धातुओं का उत्पादन करने के लिए टाइटेनियम को लोहे, एल्यूमीनियम, वैनेडियम और मोलिब्डेनम के साथ मिश्रित किया जा सकता है। और कागज) मोटर वाहन, कृषि (खेती), चिकित्सा कृत्रिम अंग, आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण, दंत और एंडोडोंटिक उपकरण और फाइलें, दंत प्रत्यारोपण, खेल के सामान, गहने, मोबाइल फोन, और अन्य अनुप्रयोग।
धातु के दो सबसे उपयोगी गुण संक्षारण प्रतिरोध और शक्ति-से-घनत्व अनुपात हैं, जो किसी भी धातु तत्व का उच्चतम है। अपनी मिश्रधातु की स्थिति में, टाइटेनियम कुछ स्टील्स जितना मजबूत होता है लेकिन कम घना होता है। इस तत्व के दो एलोट्रोपिक रूप और पांच प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक हैं, 46Ti से 50Ti, जिसमें 48Ti सबसे प्रचुर मात्रा में (73.8 प्रतिशत) है।
भौतिक गुण
एक धातु के रूप में, टाइटेनियम को इसकी उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात के लिए मान्यता प्राप्त है। यह कम घनत्व वाली एक मजबूत धातु है जो काफी नमनीय (विशेषकर ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में), चमकदार और धातु-सफेद रंग की होती है। अपेक्षाकृत उच्च गलनांक (1,668 डिग्री या 3,034 डिग्री फारेनहाइट) इसे अपवर्तक धातु के रूप में उपयोगी बनाता है। यह पैरामैग्नेटिक है और इसमें अन्य धातुओं की तुलना में काफी कम विद्युत और तापीय चालकता है। टाइटेनियम 0.49 K के महत्वपूर्ण तापमान से नीचे ठंडा होने पर अतिचालक होता है।
टाइटेनियम के व्यावसायिक रूप से शुद्ध (99.2 प्रतिशत शुद्ध) ग्रेड में लगभग 434 एमपीए (63, 000 पीएसआई) की अंतिम तन्यता ताकत होती है, जो सामान्य, निम्न-श्रेणी के स्टील मिश्र धातुओं के बराबर होती है, लेकिन कम सघन होती है। टाइटेनियम एल्यूमीनियम की तुलना में 60 प्रतिशत सघन है, लेकिन सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाले 6061-T6 एल्यूमीनियम मिश्र धातु से दोगुने से अधिक मजबूत है। कुछ टाइटेनियम मिश्र (जैसे, बीटा सी) 1,400 एमपीए (200,000 साई) से अधिक की तन्य शक्ति प्राप्त करते हैं। हालांकि, 430 डिग्री (806 डिग्री फारेनहाइट) से ऊपर गर्म होने पर टाइटेनियम ताकत खो देता है।
टाइटेनियम कुछ ग्रेड के हीट-ट्रीटेड स्टील जितना कठोर नहीं होता है; यह गैर-चुंबकीय है और गर्मी और बिजली का कुचालक है। मशीनिंग के लिए सावधानियों की आवश्यकता होती है क्योंकि जब तक तेज उपकरण और उचित शीतलन विधियों का उपयोग नहीं किया जाता है, तब तक सामग्री पित्त हो सकती है। स्टील संरचनाओं की तरह, टाइटेनियम से बने लोगों में थकान की सीमा होती है जो कुछ अनुप्रयोगों में दीर्घायु की गारंटी देता है।
धातु एक हेक्सागोनल रूप का एक डिमॉर्फिक अलॉट्रोप है जो 882 डिग्री (1,620 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर शरीर-केंद्रित क्यूबिक (जाली) रूप में बदल जाता है। रूप की विशिष्ट ऊष्मा नाटकीय रूप से बढ़ जाती है क्योंकि इसे इस संक्रमण तापमान तक गर्म किया जाता है लेकिन फिर गिर जाता है और तापमान की परवाह किए बिना रूप के लिए काफी स्थिर रहता है।
रासायनिक गुण
एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम की तरह, टाइटेनियम धातु और उसके मिश्र धातुओं की सतह एक पतली गैर-छिद्रपूर्ण निष्क्रियता परत बनाने के लिए हवा के संपर्क में तुरंत ऑक्सीकरण करती है जो थोक धातु को आगे ऑक्सीकरण या जंग से बचाती है। जब यह पहली बार बनता है, तो यह सुरक्षात्मक परत केवल 1-2 एनएम मोटी होती है लेकिन यह धीरे-धीरे बढ़ती रहती है, चार वर्षों में 25 एनएम की मोटाई तक पहुंचती है। यह परत टाइटेनियम को जंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध देती है, लगभग प्लैटिनम के बराबर।
टाइटेनियम पतला सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड, क्लोराइड समाधान और अधिकांश कार्बनिक अम्लों के हमलों का सामना करने में सक्षम है। हालांकि, टाइटेनियम को केंद्रित एसिड द्वारा खराब किया जाता है। जैसा कि इसकी नकारात्मक रेडॉक्स क्षमता से संकेत मिलता है, टाइटेनियम थर्मोडायनामिक रूप से एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील धातु है जो पिघलने बिंदु से कम तापमान पर सामान्य वातावरण में जलता है। पिघलना केवल निष्क्रिय वातावरण में या निर्वात में ही संभव है। 550 डिग्री (1,022 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर, यह क्लोरीन के साथ जुड़ जाता है। यह अन्य हैलोजन के साथ भी प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रोजन को अवशोषित करता है।
टाइटेनियम हवा में 1,200 डिग्री (2,190 डिग्री फ़ारेनहाइट) और शुद्ध ऑक्सीजन में 610 डिग्री (1,130 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर ऑक्सीजन के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, जिससे टाइटेनियम डाइऑक्साइड बनता है। टाइटेनियम कुछ तत्वों में से एक है जो शुद्ध नाइट्रोजन गैस में जलता है, टाइटेनियम नाइट्राइड बनाने के लिए 800 डिग्री (1,470 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर प्रतिक्रिया करता है, जो उत्सर्जन का कारण बनता है। ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कई अन्य गैसों के साथ इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, टाइटेनियम जो फिलामेंट्स से वाष्पित हो जाता है, टाइटेनियम उच्च बनाने की क्रिया पंपों का आधार है, जिसमें टाइटेनियम इन गैसों के लिए रासायनिक रूप से बाध्य करके मेहतर के रूप में कार्य करता है। ऐसे पंप अल्ट्रा-हाई वैक्यूम सिस्टम में सस्ते में बेहद कम दबाव पैदा करते हैं।
घटना
टाइटेनियम पृथ्वी की पपड़ी में नौवां सबसे प्रचुर तत्व है (0.63 प्रतिशत द्रव्यमान द्वारा) और सातवां सबसे प्रचुर मात्रा में धातु है। यह अधिकांश आग्नेय चट्टानों में, उनसे प्राप्त तलछट में, जीवित चीजों में और पानी के प्राकृतिक निकायों में ऑक्साइड के रूप में मौजूद है। यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे द्वारा विश्लेषण किए गए 801 प्रकार की आग्नेय चट्टानों में से 784 में टाइटेनियम था। मिट्टी में इसका अनुपात लगभग 0.5 से 1.5 प्रतिशत है।
सामान्य टाइटेनियम युक्त खनिज एनाटेज, ब्रोकाइट, इल्मेनाइट, पेरोसाइट, रूटाइल और टाइटेनाइट (स्फीन) हैं। अकाओगाइट टाइटेनियम डाइऑक्साइड से युक्त एक अत्यंत दुर्लभ खनिज है। इन खनिजों में से केवल रूटाइल और इल्मेनाइट का ही आर्थिक महत्व है, फिर भी उच्च सांद्रता में इन्हें खोजना भी मुश्किल है। 2011 में लगभग 6.0 और 0.7 मिलियन टन खनिजों का खनन किया गया था। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, चीन, भारत, मोजाम्बिक, न्यूजीलैंड, नॉर्वे, सिएरा लियोन, दक्षिण अफ्रीका और यूक्रेन में महत्वपूर्ण टाइटेनियम युक्त इल्मेनाइट जमा मौजूद हैं। 2020 में लगभग 210,000 टन टाइटेनियम धातु स्पंज का उत्पादन किया गया, ज्यादातर चीन में (110,000 t), जापान (50,000 t), रूस (33,{{ 15}} टी), और कजाकिस्तान (15,000 टी)। एनाटेस, इल्मेनाइट और रूटाइल का कुल भंडार 2 अरब टन से अधिक होने का अनुमान है।
समुद्र में टाइटेनियम की सांद्रता लगभग 4 पिकोमोलर है। 100 डिग्री पर, पानी में टाइटेनियम की सांद्रता पीएच 7 पर 10−7 एम से कम होने का अनुमान है। जलीय घोल में टाइटेनियम प्रजातियों की पहचान इसकी कम घुलनशीलता और संवेदनशील स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियों की कमी के कारण अज्ञात बनी हुई है, हालांकि केवल 4 प्लस ऑक्सीकरण अवस्था हवा में स्थिर होती है। जैविक भूमिका के लिए कोई सबूत मौजूद नहीं है, हालांकि दुर्लभ जीवों को टाइटेनियम की उच्च सांद्रता जमा करने के लिए जाना जाता है।
टाइटेनियम उल्कापिंडों में निहित है, और यह सूर्य में और एम-प्रकार के सितारों (सबसे अच्छे प्रकार) में 3,200 डिग्री (5,790 डिग्री फ़ारेनहाइट) के सतह के तापमान के साथ पाया गया है। अपोलो 17 मिशन के दौरान चंद्रमा से वापस लाई गई चट्टानें 12.1 प्रतिशत TiO2 से बनी हैं। देशी टाइटेनियम (शुद्ध धातु) बहुत दुर्लभ है।
यदि आप टाइटेनियम के बारे में अधिक समाचार जानना चाहते हैं,कृपया यहां क्लिक करें।
संपर्क करें: zhangjixia@bjygti.com
