Titan

Eigenschaften von Titan

Ordnungszahl

22

CAS-Nummer

7440-32-6

Atommasse

47,867

Schmelzpunkt

1668℃

Siedepunkt

3287℃

Atomvolumen

10,64 g/cm³

Dichte

4,506 g/cm³

Kristallstruktur

Hexagonale Einheitszelle

Häufigkeit in der Erdkruste

5600 ppm

Schallgeschwindigkeit

5090 (m/S)

Wärmeausdehnung

13,6 µm/m·K

Wärmeleitfähigkeit

15,24 W/(m·K)

Elektrischer Widerstand

0,42 mΩ·m (bei 20 °C)

Mohs-Härte

10

Vickers-Härte

180-300 HV

Titan5

Titan ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es befindet sich in der 4. Periode und der IVB-Gruppe des Periodensystems. Es ist ein silberweißes Übergangsmetall, das sich durch geringes Gewicht, hohe Festigkeit, metallischen Glanz und Beständigkeit gegenüber Chlorgaskorrosion auszeichnet.

Titan gilt aufgrund seiner weitverbreiteten und schwer abbaubaren Natur als seltenes Metall. Es ist jedoch relativ häufig und steht an zehnter Stelle aller Elemente. Zu den Titanerzen zählen hauptsächlich Ilmenit und Hämatit, die in der Erdkruste und Lithosphäre weit verbreitet sind. Titan kommt außerdem in nahezu allen Organismen, Gesteinen, Gewässern und Böden vor. Die Gewinnung von Titan aus den wichtigsten Erzen erfordert die Anwendung des Kroll- oder Hunter-Verfahrens. Die häufigste Titanverbindung ist Titandioxid, das zur Herstellung von Weißpigmenten verwendet wird. Weitere Verbindungen sind Titantetrachlorid (TiCl₄) (verwendet als Katalysator und zur Herstellung von Nebelwänden oder Werbebannern) und Titantrichlorid (TiCl₃) (verwendet als Katalysator bei der Polypropylenherstellung).

Titan besitzt eine hohe Festigkeit; reines Titan weist eine Zugfestigkeit von bis zu 180 kg/mm² auf. Einige Stähle sind zwar fester als Titanlegierungen, die spezifische Festigkeit (das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte) von Titanlegierungen übertrifft jedoch die von hochwertigen Stählen. Titanlegierungen zeichnen sich durch gute Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturzähigkeit und Bruchzähigkeit aus und werden daher häufig für Flugzeugtriebwerksteile sowie Strukturbauteile von Raketen und Flugkörpern verwendet. Sie dienen außerdem als Brennstoff- und Oxidationsmitteltanks sowie als Hochdruckbehälter. Mittlerweile werden automatische Gewehre, Mörserlafetten und rückstoßfreie Feuerrohre aus Titanlegierungen gefertigt. In der Erdölindustrie finden sie vor allem Verwendung in Behältern, Reaktoren, Wärmetauschern, Destillationstürmen, Rohrleitungen, Pumpen und Ventilen. Titan wird auch für Elektroden, Kondensatoren in Kraftwerken und Anlagen zur Umweltverschmutzungskontrolle eingesetzt. Titan-Nickel-Formgedächtnislegierungen werden häufig in Instrumenten und Messgeräten verwendet. In der Medizin dient Titan als künstliches Knochenmaterial und für verschiedene Instrumente.

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