チタンは地殻内で 9 番目に豊富な元素であり、さまざまな自然水域や生物の中に存在します。ほとんどの火成岩および堆積岩にも含まれています。その合金は、現代の航空宇宙産業や、宝飾品、モバイル機器、医療などの用途を含め、さまざまな方法で使用されています。周期表のこの元素が何を意味するのかについて詳しく学びましょう。
チタンとは何ですか？
これは、高い硬度と低い密度を示す灰色の遷移金属です。純粋な状態では、鋼のように非常に耐久性があり、強いため、海水や塩素によって腐食されることはありません。融点が高いため、熱伝導率や電気伝導率が低い場合に役立ちます。
チタンのシンボル
Ti周期表の第 4 族に位置し、原子番号 22、重量 47.90 です。最も一般的な化合物は、二酸化チタン、四塩化チタン、および三塩化チタンです。さらに、2 つの同素体と 5 つの天然同位体があります。
チタンの特徴
他の金属と同様に、バナジウム、アルミニウム、鉄、モリブデンなどと結合して合金を形成します。遷移金属としてのその特殊性について詳しくは、以下をご覧ください。
- 化学反応性: 融点に達する前に燃焼し始めるため高い。
- 融点が高いので高融点金属として使われます。
- 状態: しっかりとしたナチュラルな状態。
- 変化: 低温では緻密な六角形に結晶化しますが、気候が高いと立方体になります。
- 抵抗値：上限は538℃、下限は-253℃です。短期間であれば1100℃程度まで使用可能です。
チタンの化学的および物理的性質
- 原子番号：22
- 電気陰性度: 1.5
- 共有結合半径 (Å): 1.36
- 原子量 (g/mol): 47.90
- 電子配置: [Ar] 3d 2 4s 2
- 第一イオン化ポテンシャル (eV): 6.89
- 蒸発エンタルピー: 421 kJ/mol
- 融解エンタルピー: 15.45 Kj/mol
- 融点: 1668
- 音速: 293.15 Kで4140 m/s
- 蒸気圧: 1933 Kで0.49 Pa
- 結晶構造:六方晶系
- 沸点: 3260
- チタンの密度： 4.51
チタンの起源
名前はラテン語のTitansに由来しており、おそらく地球の子供たちを意味します。その発見は 1791 年にウィリアム・グレゴール牧師によって発見されました。この鉱物学者は、小川で一種の黒い砂を見つけ、磁石がそれを引き付けることを観察しました。それから彼はそれを分析し、2つの金属酸化物を目撃しました。1つは鉄で、もう1つはチタンになりましたが、当時はそれを特定できませんでした。
その後、1795 年に化学者のマルティン ハインリヒ クラプロスは、ルチル鉱物を研究していたところ、この金属を発見し、ギリシャ神話の巨人にちなんでチタンと名付けました。
チタンは何に使われているのですか？
炭素含有量を減らすためにステンレス鋼合金に使用するのが一般的です。最も一般的なのは、鉄、マンガン、バナジウム、銅、その他の金属です。さらに、次の地域でも見つけることができます。
航空宇宙および航空産業
高温に強く変形しないため、船舶、ミサイル、ロケット、ボート、自動車の装甲などの製造に使用されています。着陸装置、油圧システム、排気ダクトにも使用されます。
薬
この分野では、その用途は歯科インプラントおよび外科器具に関係します。骨と一体化するため、整形外科用部品の製造に最適です。ネジ、釘、車椅子、松葉杖なども製作可能です。
化学工業
タンクや熱交換器などの機器に使用されます。その硬度により、穴あけ、鋼鉄および冶金用途に使用されます。さらに、超音波溶接、スパッタリング、ウェーブはんだ付け、煙幕、虹色ガラスにも使用されます。
添加剤および顔料
二酸化炭素 塗料、プラスチック、歯磨き粉に白色を与えるために使用されます。また、セメント、貴石、紙、釣り竿に硬度を与えるため、また日焼け止めの成分としても使用されます。
宝石商
その耐久性と不活性特性により、金との合金として上記金属を製造するために使用されます。また、時計、彫刻、家具、装飾品のカバーにも使用されます。また、さまざまな色を得ることができるため、ボディピアスに使用されることが一般的です。
日常生活
ゴルフクラブ、テニスラケット、自転車のフレーム、ラクロスクラブのグリップなど、多くのスポーツ用品に使用されています。さらに、眼鏡のフレーム、懐中電灯、キッチン用品、馬蹄の製造、ラップトップのケースなどにも使用されます。耐食性があるため、トランスミッションシャフト、海水淡水化プラントの熱交換器、ダイビングナイフ、フック、釣り糸などの製造に使用されています。ショートパンツではチタン 周期表の第 4 族に属する遷移金属であり、土壌、水、岩石中に存在します。その用途は、化学産業、整形外科用器具、スポーツ用品などの日用品など、非常に多岐にわたります。