티타늄은 지각에서 9번째로 가장 풍부한 원소이며, 다양한 자연 수역과 생명체에 존재합니다. 또한 대부분의 화성암과 퇴적암에서도 발견됩니다. 그 합금은 현대 항공우주 산업과 보석, 모바일 장치 및 의약품 분야를 포함하여 다양한 방식으로 사용됩니다. 주기율표의 이 요소가 무엇을 의미하는지 자세히 알아보세요.
티타늄이란 무엇입니까?
높은 경도와 낮은 밀도를 나타내는 회색 전이 금속입니다. 순수한 상태에서는 강철처럼 저항력이 강하고 강하기 때문에 바닷물이나 염소에도 부식되지 않습니다. 녹는점이 높아 열 전도성과 전기 전도성이 낮은 경우에 유용합니다.
티타늄 기호
Ti 원자번호 22번, 무게 47.90의 주기율표 4족에 속합니다. 가장 흔한 화합물은 이산화티타늄, 사염화티타늄, 삼염화티타늄입니다. 또한 2개의 동소체 형태와 5개의 천연 동위원소가 있습니다.
티타늄의 특성
다른 금속과 마찬가지로 바나듐, 알루미늄, 철, 몰리브덴과 결합하여 합금을 형성합니다. 전이금속으로서의 특성에 대해 자세히 알아보세요.
- 화학적 반응성 : 녹는점에 도달하기 전에 타기 시작하므로 높음.
- 융점 : 융점이 높아 내화금속으로 사용된다.
- 상태 : 견고하고 자연적입니다.
- 변화 : 저온에서는 콤팩트한 육각형 모양으로 결정화되지만, 고온에서는 입방체 모양이 됩니다.
- 저항 : 상한은 538°C, 하한은 -253°C입니다. 단기간 동안 약 1100°C까지 사용할 수 있습니다.
티타늄의 화학적 및 물리적 특성
- 원자번호 : 22
- 전기 음성도: 1.5
- 공유 반경(Å): 1.36
- 원자 질량(g/mol): 47.90
- 전자 구성: [Ar] 3d 2 4s 2
- 1차 이온화 전위(eV): 6.89
- 기화 엔탈피: 421 kJ/mol
- 융합 엔탈피: 15.45Kj/mol
- 녹는점: 1668
- 소리의 속도: 293.15K에서 4140m/s
- 증기압: 1933K에서 0.49Pa
- 결정 구조: 육각형
- 끓는점: 3260
- 티타늄 밀도: 4.51
티타늄의 유래
이름은 아마도 지구의 아이들을 의미하는 라틴어 타이탄(Titans)에서 유래되었습니다. 이 발견은 1791년 목사 윌리엄 그레고르(William Gregor)에 의해 시작되었습니다. 이 광물학자는 하천에서 일종의 검은 모래를 발견하고 자석이 그것을 끌어당기는 것을 관찰했습니다. 그런 다음 그는 그것을 분석하고 두 개의 금속 산화물을 목격했습니다. 하나는 철이고 다른 하나는 티타늄이되었지만 당시에는 식별할 수 없었습니다.
나중에 1795년에 화학자 마틴 하인리히 클라프로트(Martin Heinrich Klaproth)는 금홍석 광물을 연구하다가 그리스 신화의 거인을 기리기 위해 티타늄 이라는 이름을 붙인 이 금속을 발견했습니다.
티타늄은 어떤 용도로 사용되나요?
탄소 함량을 줄이기 위해 스테인레스강 합금에 사용하는 것이 일반적입니다. 가장 흔한 것은 철, 망간, 바나듐, 구리 및 기타 금속입니다. 또한 다음 영역에서도 찾을 수 있습니다.
항공우주 및 항공 산업
고온에 강하고 변형되지 않아 선박, 미사일, 로켓, 보트, 자동차 장갑 제조에 사용됩니다. 또한 랜딩 기어, 유압 시스템 및 배기 덕트에도 사용됩니다.
약
이 분야에서는 치과용 임플란트와 수술 기구에 적용됩니다. 뼈와 일체화되기 때문에 정형외과용 부품 생산에 이상적입니다. 나사, 못, 휠체어, 목발도 제작 가능합니다.
화학 산업
탱크, 열교환기 등의 장비에 사용됩니다. 경도로 인해 드릴링, 강철 및 야금 응용 분야에 사용됩니다. 또한 초음파 용접, 스퍼터링, 웨이브 납땜, 연막 및 무지개 빛깔의 유리에도 사용됩니다.
첨가제 및 안료
이산화탄소 페인트, 플라스틱, 치약에 백색을 부여하는 데 사용됩니다. 또한 시멘트, 보석, 종이에 사용되어 낚싯대에 경도를 부여하고 자외선 차단제의 성분으로 사용됩니다.
보석 세공인
내구성과 불활성 특성으로 인해 금과 합금하여 해당 금속을 만드는 데 사용됩니다. 또한 시계, 조각품, 가구, 장식품의 커버에도 사용됩니다. 또한, 다양한 색상을 얻을 수 있어 바디피어싱에 많이 사용됩니다.
일상 생활
골프 클럽, 테니스 라켓, 자전거 프레임, 라크로스 클럽 그립 등 다양한 스포츠 장비에 사용됩니다. 또한 안경테, 손전등, 주방용품, 말굽 만들기, 노트북 케이스에도 사용됩니다. 부식에 대한 저항성으로 인해 변속기 샤프트, 담수화 플랜트의 열 교환기, 다이빙 나이프, 후크 및 낚싯줄 제조에 사용됩니다. 반바지에서는 티타늄 주기율표 4족에 속하는 전이금속으로 토양, 물, 암석에 존재합니다. 화학 산업, 정형외과용 의약품, 스포츠 용품과 같은 일상 용품에서 그 용도는 매우 다양합니다.