Titanium ditemukan di Cornwall, Inggris, oleh William Gregor pada tahun 1791 dan dinamai oleh Martin Heinrich Klaproth setelah Titans mitologi Yunani. Unsur ini terjadi dalam sejumlah deposit mineral, terutama rutil dan ilmenit, yang didistribusikan secara luas di kerak bumi dan litosfer; ditemukan di hampir semua makhluk hidup, serta badan air, batu, dan tanah. Logam ini diekstraksi dari bijih mineral utamanya oleh proses Kroll dan Hunter. Senyawa yang paling umum, titanium dioksida, adalah fotokatalis populer dan digunakan dalam pembuatan pigmen putih. Senyawa lain termasuk titanium tetraklorida (TiCl4), komponen layar asap dan katalis; dan titanium triklorida (TiCl3), yang digunakan sebagai katalis dalam produksi polypropylene.
Titanium dapat dicampur dengan besi, aluminium, vanadium, dan molibdenum, di antara elemen-elemen lain, untuk menghasilkan paduan yang kuat dan ringan untuk kedirgantaraan (mesin jet, rudal, dan pesawat ruang angkasa), militer, proses industri (bahan kimia dan petrokimia, pabrik desalinasi, pulp, dan kertas) otomotif, pertanian (pertanian), prostesis medis, implan ortopedi, instrumen dan file gigi dan endodontik, implan gigi, barang olahraga, perhiasan, ponsel, dan aplikasi lainnya.
Dua sifat logam yang paling berguna adalah ketahanan korosi dan rasio kekuatan-ke-kepadatan, yang tertinggi dari setiap elemen logam. Dalam kondisi unalloyed, titanium sekuat beberapa baja tetapi kurang padat. Ada dua bentuk allotropic dan lima isotop alami dari unsur ini, 46Ti sampai 50Ti, dengan 48Ti menjadi yang paling melimpah (73,8%).
Sifat fisik
Sebagai logam, titanium diakui karena rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang tinggi. Ini adalah logam yang kuat dengan kepadatan rendah yang cukup ulet (terutama di lingkungan bebas oksigen), berkilau, dan berwarna putih metalik. Titik leleh yang relatif tinggi (1.668 ° C atau 3.034 ° F) membuatnya berguna sebagai logam tahan api. Ini adalah paramagnetik dan memiliki konduktivitas listrik dan termal yang cukup rendah dibandingkan dengan logam lainnya. Titanium adalah superkonduktor ketika didinginkan di bawah suhu kritis 0,49 K.
Nilai titanium murni komersial (99,2% murni) memiliki kekuatan tarik tertinggi sekitar 434 MPa (63.000 psi), sama dengan paduan baja tingkat rendah yang umum, tetapi kurang padat. Titanium 60% lebih padat dari aluminium, tetapi lebih dari dua kali lebih kuat dari paduan aluminium 6061-T6 yang paling umum digunakan. Paduan titanium tertentu (misalnya, Beta C) mencapai kekuatan tarik lebih dari 1.400 MPa (200.000 psi). Namun, titanium kehilangan kekuatan ketika dipanaskan di atas 430 ° C (806 ° F).
Titanium tidak sekeras beberapa nilai baja yang dipanaskan; itu adalah non-magnetik dan konduktor panas dan listrik yang buruk. Pemesinan membutuhkan tindakan pencegahan karena bahan dapat gall kecuali alat tajam dan metode pendinginan yang tepat digunakan. Seperti struktur baja, yang terbuat dari titanium memiliki batas kelelahan yang menjamin umur panjang dalam beberapa aplikasi.
Logam adalah alotrop dimorfik dari bentuk α heksagonal yang berubah menjadi kubik (kisi) yang berpusat pada tubuh β terbentuk pada 882 ° C (1.620 ° F). Panas spesifik dari bentuk α meningkat secara dramatis karena dipanaskan hingga suhu transisi ini tetapi kemudian jatuh dan tetap cukup konstan untuk bentuk β terlepas dari suhu.
Sifat kimia
Seperti aluminium dan magnesium, permukaan logam titanium dan paduannya segera teroksidasi setelah terpapar udara untuk membentuk lapisan pasifiasi tipis yang tidak berpori yang melindungi logam curah dari oksidasi atau korosi lebih lanjut. Ketika pertama kali terbentuk, lapisan pelindung ini hanya setebal 1-2 nm tetapi terus tumbuh perlahan, mencapai ketebalan 25 nm dalam empat tahun. Lapisan ini memberikan titanium ketahanan yang sangat baik terhadap korosi, hampir setara dengan platinum.
Titanium mampu menahan serangan oleh asam sulfat dan klorida encer, larutan klorida, dan sebagian besar asam organik. Namun, titanium terkorosi oleh asam pekat. Seperti yang ditunjukkan oleh potensi redoks negatifnya, titanium secara termodinamika merupakan logam yang sangat reaktif yang terbakar di atmosfer normal pada suhu yang lebih rendah daripada titik leleh. Pencairan hanya mungkin dalam suasana lembam atau dalam ruang hampa. Pada 550 ° C (1.022 ° F), ia bergabung dengan klorin. Ini juga bereaksi dengan halogen lainnya dan menyerap hidrogen.
Titanium mudah bereaksi dengan oksigen pada 1.200 ° C (2.190 ° F) di udara, dan pada 610 ° C (1.130 ° F) dalam oksigen murni, membentuk titanium dioksida. Titanium adalah salah satu dari beberapa elemen yang terbakar dalam gas nitrogen murni, bereaksi pada 800 ° C (1.470 ° F) untuk membentuk titanium nitrida, yang menyebabkan embrittlement. Karena reaktivitasnya yang tinggi dengan oksigen, nitrogen, dan banyak gas lainnya, titanium yang diuapkan dari filamen adalah dasar untuk pompa sublimasi titanium, di mana titanium berfungsi sebagai pemulung untuk gas-gas ini dengan mengikatnya secara kimia. Pompa semacam itu dengan murah menghasilkan tekanan yang sangat rendah dalam sistem vakum ultra-tinggi.
Kejadian
Titanium adalah unsur kesembilan yang paling melimpah di kerak bumi (0,63% massa) dan logam ketujuh yang paling melimpah. Hal ini hadir sebagai oksida di sebagian besar batuan beku, dalam sedimen yang berasal dari mereka, dalam makhluk hidup, dan dalam badan air alami. Dari 801 jenis batuan beku yang dianalisis oleh Survei Geologi Amerika Serikat, 784 mengandung titanium. Proporsinya di tanah adalah sekitar 0,5 hingga 1,5%.
Mineral yang mengandung titanium yang umum adalah anatase, brookite, ilmenit, perovskite, rutil, dan titanit (sphene). Akaogiite adalah mineral yang sangat langka yang terdiri dari titanium dioksida. Dari mineral-mineral ini, hanya rutil dan ilmenit yang memiliki kepentingan ekonomi, namun bahkan mereka sulit ditemukan dalam konsentrasi tinggi. Sekitar 6,0 dan 0,7 juta ton mineral tersebut ditambang pada tahun 2011, masing-masing. Deposit ilmenit titanium-bearing yang signifikan ada di Australia barat, Kanada, Cina, India, Mozambik, Selandia Baru, Norwegia, Sierra Leone, Afrika Selatan, dan Ukraina. Sekitar 210.000 ton spons logam titanium diproduksi pada tahun 2020, sebagian besar di Cina (110.000 t), Jepang (50.000 t), Rusia (33.000 t), dan Kazakhstan (15.000 t). Total cadangan anatase, ilmenit, dan rutil diperkirakan melebihi 2 miliar ton.
Konsentrasi titanium adalah sekitar 4 picomolar di laut. Pada 100 ° C, konsentrasi titanium dalam air diperkirakan kurang dari 10−7 M pada pH 7. Identitas spesies titanium dalam larutan berair tetap tidak diketahui karena kelarutannya yang rendah dan kurangnya metode spektroskopi yang sensitif, meskipun hanya keadaan oksidasi 4+ yang stabil di udara. Tidak ada bukti yang ada untuk peran biologis, meskipun organisme langka diketahui mengakumulasi konsentrasi tinggi titanium.
Titanium terkandung dalam meteorit, dan telah terdeteksi di Matahari dan di bintang tipe-M (tipe paling keren) dengan suhu permukaan 3.200 ° C (5.790 ° F). Batuan yang dibawa kembali dari Bulan selama misi Apollo 17 terdiri dari 12,1% TiO2. Titanium asli (logam murni) sangat jarang.
Jika Anda ingin tahu lebih banyak berita tentang Titanium,silakan klik di sini.
Hubungi:zhangjixia@bjygti.com
