Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Титан

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Физико-технологический

Кафедра Материаловедение и товарная экспертиза

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему «Титан»

ВЫПОЛНИЛ: студент II-ФТ-6 Надеева К.В.______

РУКОВОДИТЕЛЬ: к.т.н., доцент Морозова Е.А._____

Допущен к защите «__» ______2010 г. ____________________

Дата Подпись преподавателя

Защищена «__» _______ 2010 г. _________________________

Дата Подпись преподавателя

Самара 2010 г.

Содержание

Реферат…………………………………………………………………3
Введение………………………………………………………………..4
Определение……………………………………………………………5
История открытия……………………………………………………...5
Происхождение названия……………………………………………...7
Нахождение в природе………………………………………………...7
Запасы и добыча………………………………………………………..9
Физические свойства………………………………………………….11
Химические свойства…………………………………………………12
Достоинства и недостатки……………………………………………14
Применение……………………………………………………………15
Интересные факты…………………………………………………….25
Анализ рынков потребления…………………………………….……27
Цена…………………………………………………………………….27
Заключение…………………………………………………………….28
Список используемой литературы…………………………………...29

1.Реферат

Вероятно, почти о каждом из 107 известных ныне элементов написаны научные монографии. Не раз предпринимались попытки рассказать обо всех элементах сразу, но в этой курсовой рассказано о металле будущего - титане.

Цель работы:

-рассмотреть физические и химические свойства титана,

-его получение и применение,

-выявить достоинства и недостатки.

Курсовая работа состоит из 35 страниц, которые включают в себя 12 разделов и 6 фотографий. В данной работе было использовано 7 источников.

2.Введение

Тита́н (лат. Titanium; обозначается символом Ti) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C. Температура плавления 1660±20°C.

3.Определение

Титан — (лат. Titanium, обозначается символом Ti) — химический элемент с атомным номером 22 и атомной массой 47,90 побочной подгруппы четвертой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева. Титан имеет серебристо белую окраску, относится к легким металлам (он лишь немногим тяжелее алюминия, но значительно превосходит его в прочности). Ti довольно активный элемент, однако благодаря образованию на поверхности плотной защитной окисной пленки он обладает исключительно высокой стойкостью к коррозии (превышающей стойкость нержавеющих сталей) и другим агрессивным средам: азотной кислоте (при любой концентрации) и даже царской водке. Кроме того, титан не окисляется на воздухе и в морской воде. Природный Тi состоит из смеси пяти стабильных изотопов: 46Ti (7,95%), 47Ti (7,75%), 48Ti (73,45%), 49Ti (5,51%), 50Ti (5,34%). Известны искусственные радиоактивные изотопы 45Ti (Ti1/2 = 3,09ч, 51Ti (Ti1/2 = 5,79 мин) и др.

4.История

Вряд ли можно найти еще один такой металл, история открытия и изучения которого была бы так полна драматических событий, ошибок и заблуждений, как история титана.

Первооткрывателем титана считается 28-летний английский монах Уильям Грегор. В 1790 г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание на распространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Англии и принялся его исследовать. В песке священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегося обыкновенным магнитом. Будучи минералогом-любителем и имея свою небольшую минералогическую лабораторию, Грегор произвел с этим магнитным минералом несколько опытов: растворил его сначала в соляной, затем в серной кислоте, упарил раствор и получил белый порошок, который при прокалке желтел, а при спекании с углем приобретал голубой цвет. Исследованное природное образование черного цвета Грегор принял за новый, неизвестный ранее минерал, а выделенный из него белый порошок – за новый элемент. Минералу и элементу дали название по местности, где они были найдены: минерал «менакэнит» и элемент «менакин». По сегодняшним представлениям «менакэнит» был смесью ильменита (FeTiO3) и магнетита (FeTiO3?nFe3O4), а белый порошок «менакин» – диоксидом титана.

В 1795 г. немецкий исследователь-химик Мартин Генрих Клапрот, изучая рутил, выделил из него диоксид нового металла – белый порошок, похожий на описанный ранее Грегором. И хотя до получения чистого металла было еще очень далеко – почти полтора столетия, Клапрот известил мир об открытии нового металла, которому дал название «титан».

Чтобы познать все замечательные свойства нового металла и использовать их для своего блага, человечеству потребовалось еще более 150 лет.

Ни один конструкционный металл не знал такой длительной истории исследований, как титан. Первые попытки выделить чистый материал заканчивались неудачно. Исследователи получали металл с высоким содержанием примесей кислорода, азота, серы, фосфора, водорода и др., в результате чего, выделенный металл был весьма хрупким и признавался бесполезным для дальнейшего использования. Чистый титан (содержание примесей менее 0,1%) впервые был получен в 1875 году русским ученым Д.К. Кирилловым, но его работа осталась незамеченной. Полученный в 1925 г. Ван Аркелем и де Буром иодидным методом чистейший титан оказался пластичным и технологичным металлом со многими ценными свойствами, которые привлекли к нему внимание широкого круга конструкторов и инженеров. В 1940 г. Кролль предложил магниетермический способ извлечения титана из руд, который является основным и в настоящее время. В 1947 г. были выпущены первые 45 кг технически чистого титана. Стоимость его, конечно, была баснословно высокой – 10 долл. за 1 кг, т. е. этот новый конструкционный материал был во много раз дороже железа, алюминия, магния. (Интересно, что стоимость технически чистого титана сегодня приблизительна такая же: 11 долл. за 1 кг, а стоимость сплавов титана достигает 15 долл. за 1 кг). Тем не менее выпуск металлического титана осуществлялся такими гигантскими темпами, каких не знало никакое другое металлургическое производство. Первая промышленная партия титана массой 2 т была получена в 1948 г., и этот год считается началом практического применения титана. Мировое производство титана (без СССР) за период с 1953 г. по 1996 г возросло более чем в 30 раз. Производство титана в нашей стране началось в 1950 г. и нарастало довольно быстро. В 1960-1990 гг. в СССР было создано крупнейшее в мире производство титана и его сплавов. В конце 80-х годов объем промышленного производства титана в СССР превышал объем его производства во всех остальных странах мира вместе взятых.

5.Происхождение названия

Однозначного мнения относительно происхождения названия двадцать второго элемента периодической системы нет до сих пор.

До 1795 г. элемент №22 назывался "менакином". Так назвал его в 1791 г. английский химик и минеролог Уильям Грегор, открывший новый элемент в минерале менаканите.

Спустя четыре года после открытия Грегора немецкий химик Мартин Клапрот обнаружил новый химический элемент в другом минерале – рутиле -дал название титан .

Название было дано Клапротом в соответствии с его взглядами на химическую номенклатуру в противоположность французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. В свою очередь немецкий химик придерживался другой системы, которую применял ранее — подбор имен из мифологии. Именно в этом месте и находится «камень преткновения» для двух групп ученых, оспаривающих историю происхождения названия. Одни уверены, что металл получил своё имя в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи и Урана. В пользу этого мнения говорит тот факт, что, ранее открытый Клапротом металл получил название урана, как бы предшественника титана, что подтверждает и древнегреческий миф. Другие ученые уверены, что Клапрот придерживался исключительно германской мифологии и при наименовании нового элемента имел в виду Титанию — королеву фей (жена Оберона в шекспировском «Сне в летнюю ночь»). В пользу данной версии говорит «легкость» (малая плотность) титана, сравниваемая с эфемерностью мира эльфов.

6.Нахождение в природе

В XIX веке титан считался очень редким элементом, кроме того то качество, которое удавалось достигать при его получении, не позволяло использовать этот металл в каких-либо областях производства. По этим причинам ученые того времени присвоили титану нелестное звание металла, абсолютно непригодного для использования. Таковым его считал и Дмитрий Иванович Менделеев — в своей работе «Основы химии», изданной в 1906 году. Лишь открытия и исследования XX века убедили химиков в обратном: титан — один из самых распространенных элементов на Земле! Среди других технически важных элементов только три считаются более распространенными, чем титан: железо, алюминий и магний. Содержание титана в недрах нашей планеты настолько велико (среднее содержание его в земной коре (кларк) составляет 0,57 % по массе), что в несколько раз превосходит запасы Cu, Zn, Pb, Au, Ag, платины, хрома, вольфрама, ртути, молибдена, висмута, сурьмы, никеля и олова, вместе взятых. Наибольшая концентрация титана наблюдается в основных породах, так называемой «базальтовой оболочке» (0,9 %), меньше в гранитных породах (0,23 %) и совсем мало в ультраосновных породах (0,03 %), незначительные концентрации двадцать второго элемента наблюдаются и в породах иного характера. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях, в свободном виде этот металл не встречается, он концентрируется в бокситах коры выветривания и в глинистых морских осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях.

Известно около 70 минералов титана, в которых он находится в виде двуокиси или солей титановой кислоты. Наибольшее практическое значение имеют ильменит — метатитанат железа FeTiO3 (43,7—52,8 % содержания TiO2), рутил, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, анатаз и брукит (94,2—99,0 % TiO2), лейкоксен (56,3—96,4 % TiO2), лопарит (38,3-41,0 % TiO2), титанит (сфен) CaTiOSiO4 (33,7—40,8 % TiO2) перовскит CaTiO3 (38,7—58,9 % TiO2), манганотанталит MnTa2O6 и др.

Месторождения титановых руд делятся на магматические, экзогенные и метаморфогенные. Магматические месторождения связаны с ультроосновными, основными и щелочными породами, которые содержат от 7 до 32 % TiO2. Крупнейшие магматические месторождения известны в Канаде, США, России, Индии, ЮАР, Норвегии. К эгзогенным месторождениям титановых руд относят ильменитовые и рутиловые в корах выветривания (3—30 % TiO2); прибрежно-морские (как древние, так и современные) россыпи ильменита, рутила и лейкоксена (0,5—35 % TiO2); элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи ильменита (0,5—25 % TiO2). Нужно отметить, что прибрежно-морские россыпи являются основным промышленным типом титановых руд. Для них характерны пластовые и линзообразные залежи, мощность которых достигает нескольких десятков метров, протяженностью в десятки километров при ширине до нескольких километров. Такие россыпи встречаются в Австралии, Индии, России, Новой Зеландии, Бразилии и других странах с большой протяженностью морских и океанических границ. К метаморфогенным месторождениям относят песчаники с лейкоксеном (8—10 % TiO2); ильменит-магнетитовые в амфиболитах (12,2 % TiO2); рутиловые в гнейсах и др.

Титановые руды делятся на вкрапленные и сплошные, имеющие пластовую или жилообразные формы. Переходы между этими формами зачастую плавные. Кроме титана в рудах обычно содержатся Fe, V, Zr, Sc.

В биосфере титан в основном рассеян, этот металл является слабым водным мигрантом, поэтому его содержание в морской воде 1∙10-7 % (0,001 мг/л).

7.Запасы и добыча

Основные руды: ильменит (FeTiO3), рутил (TiO2), титанит (CaTiSiO5).

На 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтвержденные запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49.7—52.7 млн т. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %.

Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА».

Мировые запасы и база запасов титановых минералов на конец 2006г., по оценке Геологической службы США (вероятно, базируется на коммерческих запасах), характеризовались следующими данными (млн. тонн, по содержанию TiO2):

*Наиболее крупными эксплуатируемыми месторождениями являются прибрежные россыпи, содержащие титан, цирконий и редкоземельные элементы, расположенные вдоль берегов Индии, Бангладеш, Шри-Ланки, Вьетнама, Австралии, Новой Зеландии.

**Большинство месторождений в Китае относятся к магматическим рудам и являются источником титана и железа.

Маркировка

Месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Китая, Японии, Австралии, Индии, Цейлоне, Бразилии, Южной Кореи.

Основная масса запасов и ресурсов титана России заключена в группе Хибинских месторождений, Ловозерском (Мурманская область), Чинейском и Кручининском (Читинская), Медведевском и Копанском (Челябинская), Куранахском (Амурская) коренных месторождениях, и подчиненная - в россыпных – Лукояновском (Нижегородская), Тарском (Омская), Туганском и Георгиевском (Томская), Центральном (Тамбовская), Ордынском и Бешпагирском (Ставропольский край), Тулунском и Даурском (Иркутская область) месторождениях, а также Ярегском метаморфизованном нефте - титановом месторождении на Южном Тиммане.

8.Физические свойства

В свободном виде титан получили, как мы знаем, в конце XIX века, однако этот металл содержал такое количество примесей, что был признан негодным для производства. По этой же причине ученые не сочли необходимым досконально заняться исследованием этого нового элемента. Кроме того, титан, содержавший большое количество посторонних элементов имел совершенно другие свойства в сравнении с металлом, полученным ван Аркелем и де Буром в 1925 году. Металлический титан высокой степени чистоты (99,9 % и выше) относится к типичным металлам — легкий серебристо-белого цвета, ковкий (это свойство сохраняется даже при низких температурах), довольно легко прокатывается в листы, проволоку, ленту и даже в тончайшую фольгу. Научные изыскания последних десятилетий всё больше и больше обнаруживают потрясающих свойств у двадцать второго элемента периодической системы Д. И. Менделеева. Исследования физико-химических свойств металлического титана привели к необычайным результатам — титан практически вдвое легче железа (плотность титана 4,5 г/см3), но при этом по прочности он превосходит многие стали. Даже в сравнение с таким важным промышленным металлом, как алюминий, титан выигрывает по ряду технологических признаков: он всего в полтора раза тяжелее алюминия, однако в шесть раз прочнее (предел прочности 256 Мн/м2 или 25,6 кгс/мм2). Кроме того, эта прочность сохраняется и при повышении температуры до 500 °C, а если добавлять в сплав легирующие элементы, то прочность можно сохранить и при температурах до 650 °C, в то время как прочность алюминиевых и магниевых сплавов резко падает уже при 300 °C! Еще одно уникальное свойство титана, применяемое в промышленности — высокая твердость (твердость по Бринеллю 1000 Мн/м2 или 100 кгс/мм2) данного элемента: он в двенадцать раз тверже алюминия, в четыре раза — железа и меди. В машиностроении очень важен такой показатель, как предел текучести металла: чем он выше, тем лучше детали из этого металла сопротивляются эксплуатационным нагрузкам, тем дольше они сохраняют свои формы и размеры. Предел текучести у титана почти в восемнадцать раз выше, чем у алюминия. Титан удивительный элемент — в отличие от большинства металлов он обладает значительным электросопротивлением (температурный коэффициент электросопротивления 0,0035 при 20 °С): если условно электропроводимость серебра принять за 100, электропроводимость меди 94, алюминия — 60, железа и платины — 15, то у титана этот показатель составит всего 3,8. Это свойство и немагнитность (удельная магнитная восприимчивость 3,2·10-6 при 20 °С) двадцать второго элемента представляют немаловажный интерес для радиоэлектроники и электротехники. Одно из свойств, препятствующее механической обработке – это высокая вязкость титана, благодаря которой этот металл, как бы «налипает» на режущий инструмент в процессе обработки. По этой причине требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

Титан существует в двух кристаллических модификациях: α-Титан с гексагональной плотноупакованной решёткой (а = 2,951Å, с = 4,679Å; z=2) устойчив при температурах ниже 882,5° C. β-Титан существует при температурах выше указанной для α-формы и имеет кубическую объемно-центрированную решетку (а = 3,269Å). Наличие примесей, либо легирование значительно влияет на изменение температуры α—β превращения. Как говорилось ранее плотность титана 4,5 г/см3 — это показатель α-формы при температуре 20° C, но уже при температуре 870° C плотность снижается до 4,35 г/см3. Температура плавления титана 1668° C, температура кипения 3227° C. Теплопроводность для данного элемента в интервале комнатных температур составляет 22,065 вт/(м·К) или 0,0527 кал/(см·сек·°С). Теплоемкость титана 0,523 кдж/(кг·К) или 0,1248 кал/(г·°С).

9.Химические свойства

Титан является переходным компонентом, а для них характерна переменная валентность, обычно двадцать второй элемент встречается в двух-, трех- и четырехвалентном состояниях. Есть сообщения в научной литературе и о других валентных состояниях титана (более высоких), однако каких-либо доказательств в пользу этих предположений не приводится. Чаще всего титан образует четырехвалентные соединения, но возможны и соединения всех прочих валентностей.

Химическая активность данного элемента зависит от температуры, так при повышенных температурах металл взаимодействует с другими элементами значительно активнее. Известно, что при высоких температурах титан энергично взаимодействует с атмосферными газами, что вызывает необходимость работы в атмосфере инертных газов при горячей обработке данного металла и защиты поверхностей в условиях высоких рабочих температур. Образование окалины при взаимодействии металла с атмосферными газами на поверхности титана начинается при температурах свыше 500 °C, дальнейшее повышение температуры и времени выдержки приводит к диффузии — проникновению газов в решетку металла. Окисление двадцать второго элемента приводит к возникновению ряда окислов: амфотерную двуокись титана TiO2, закись TiO и окись Ti2O3, имеющие основной характер, а также некоторые промежуточные окислы и перекись TiO3. Каждый из оксидов имеет свой цветовой оттенок благодаря образующейся на поверхности металла пленке, которая отливает на свету всеми цветами радуги. Несмотря на начало окисления титана уже при 500 °C, нагрев даже до 700 °C не приводит к активной диффузии газов в тело металла. На воздухе воспламенение титана происходит при температуре 1 200 °C, однако, в потоке чистого кислорода металл воспламеняется уже при температуре немногим выше 600 °C. Возгораясь, титан дает яркое свечение, такое же свойство присуще и горению в атмосфере азота при температуре 815 °C. С азотом титан взаимодействует также активно, как и с кислородом. Это взаимодействие приводит к образованию желто-коричневой нитридной пленки на поверхности титана. Разница лишь в том, что проникновение азота в структуру титана происходит на ограниченную глубину.

Соляная и серная кислоты (при комнатной температуре) слабо взаимодействуют с металлом, однако, при нагреве происходит усиленное растворение металла с образованием низших хлоридов или моносульфата. Данная реакция сходна с взаимодействием титана с плавиковой кислотой, однако менее токсична. До конца не изучены реакции, происходящие при взаимодействии титана с хлорной кислотой. Она используется при электрополировании титановых поверхностей и для химического анализа. Фосфорная кислота реагирует с титаном при температуре несколько выше комнатной, но вследствие образования нерастворимых фосфатов титана применение ее не нашло широкого распространения. Азотная кислота слабо взаимодействует с титаном, другие неорганические кислоты не оказывают коррозионного воздействия на металл.

Титан активно взаимодействует с водородом, причем реакция начинается при температурах немногим превышающих комнатную. Взаимодействие заключается в активном поглощении водорода титаном — 1 г титана способен поглотить до 400 см3 водорода. При малых концентрациях газа, его атомы внедряются в решетку металла, при высоких концентрациях происходит образование гидрида TiH. Высокая концентрация водорода в титане приводит к образованию хрупких сплавов, непригодных к использованию в промышленности. Однако растворимость водорода в титане является обратимой, и этот газ можно удалить почти полностью отжигом в вакууме.

Нагретый титан разлагает пары воды и двуокись углерода. При температуре выше 800° C титан взаимодействует с парами воды, что сопровождается образованием окисла металла и улетучиванием водорода. При еще более высоких температурах горячий металл способен поглощать углекислый газ с образованием окисла и карбида.

Известно, что жидкий титан имеет большое химическое сродство к углероду, однако эта примесь негативно сказывается на свойствах титана и его сплавов, вследствие чего, необходимо по возможности снижать концентрацию углерода в титановых сплавах. В то же время, получаемый при температуре 1760 °C карбид титана TiC, активно используется при изготовлении быстрорежущих и износостойких инструментов.

10.Достоинстава / недостатки титана

Достоинства:

-малая плотность (4500 кг/м3) способствует уменьшению массы используемого материала;

-высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;

-необычайнао высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью титана образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO2, прочно связанные с массой металла;

-удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.

Недостатки:

-высокая стоимость производства, титан значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;

-активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего титан и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;

-трудности вовлечения в производство титановых отходов;

-плохие антифрикционные свойства, обусловлснные налипанием титана иа многие материалы, титан в паре с титаном не может работать на трение;

-высокая склонность титана и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;

-плохая обрабатываемость резанием, аналогичная обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса;

-большая химическая активность, склонность к росту зерна при высокой температуре и фазовые превращения при сварочном цикле вызывают трудности при сварке титана.

11.Применение

Применение титана на транспорте

Многие из тех выгод, которые сулит использование титана при производстве бронетанковой материальной части, относятся и к транспортным средствам.
Замена конструкционных материалов, потребляемых в настоящее время предприятиями транспортного машиностроения, титаном должна привести к снижению расхода топлива, росту полезной грузоподъемности, повышению предела усталости деталей кривошипно-шатунных механизмов и т. п. На железных дорогах исключительно важно снизить мертвый груз. Существенное уменьшение общего веса подвижного состава за счет применения титана позволит сэкономить в тяге, уменьшить габариты шеек и букс.
Важное значение вес имеет и для прицепных автотранспортных средств. Здесь замена стали титаном при производстве осей и колес также позволила бы увеличить полезную грузоподъемность.
Все эти возможности можно было бы реализовать при снижении цены титана с 15 до 2—3 долларов за фунт титановых полуфабрикатов.

Даниеле Стопполини считает, что текущий спрос на титан в этом сегменте рынка на уровне 500 тонн при массовом использовании этого материала в конструкциях клапанов, пружин, выхлопных систем, передаточных валов, болтов может в потенциале подняться на уровень чуть ли не 16000 тонн в год! Он добавил, что его компания только начинает развитие автоматизированного производства титановых болтов с целью снижения производственных затрат. По его мнению, сдерживающими факторами, из-за которых использование титана не расширяется значительно (в автомобилестроении), являются непредсказуемость спроса и неопределённость с поставками сырья. При этом в автомобилестроении сохраняется большая потенциальная "ниша" для титана, соединяющего оптимальные весовые и прочностные характеристики для витых пружин и систем вывода отработанных газов.

Значительное сокращение расхода топлива, снижение объема выхлопных газов до уровня "нулевого выделения", а также расширение использования отходов производства и лома за счет их переплава - вот основные требования, предъявляемые к автомобилестроителям. Титан и титаносодержащие сплавы, обладающие рядом преимуществ, по сравнению с другими материалами, могут способствовать решению различных проблем, в частности проблемы защиты окружающей среды.

При разработке новых конструкций деталей приоритетной задачей является снижение массы деталей, что в большей или меньшей степени влияет на движение самого автомобиля. Циклически движущиеся части и узлы обладают большими потенциальными возможностями сокращения расхода топлива прежде всего за счет уменьшения их массы. Надежность деталей из титана была проверена в течение нескольких лет на гоночных автомобилях и в ходе широкого использования в авиакосмической промышленности.

Помимо снижения массы деталей, использование титановых сплавов помогает решить проблему сокращения количества выхлопных газов. Возможности этого материала и область применения простираются начиная с выхлопных фильтров, турбо- и каталитических преобразователей для усиления процесса сгорания топлива и кончая устройствами для полной ликвидации выхлопных газов с помощью водородных накопителей, выполненных из титана.

Применение титана в химической промышленности

При производстве оборудования для химической промышленности самое важное значение имеет коррозионная стойкость металла. Существенно также снизить вес и повысить прочность оборудования. Логически следует предположить, что титан мог бы дать ряд выгод при производстве из него оборудования для транспортировки кислот, щелочей и неорганических солей. Дополнительные возможности применения титана открываются в производстве такого оборудования, как баки, колонны, фильтры и всевозможные баллоны высокого давления.
Применение трубопроводов из титана способно повысить коэффициент полезного действия нагревательных змеевиков в лабораторных автоклавах и теплообменниках. О применимости титана для производства баллонов, в которых длительно хранятся газы и жидкости под давлением, свидетельствует применяемая при микроанализе продуктов сгорания вместо более тяжелой трубки из стекла (показана в верхней части снимка). Благодаря малой толщине стенок и незначительному удельному весу эта трубка может взвешиваться на более чувствительных аналитических весах меньших размеров. Здесь сочетание легкости и коррозионной стойкости позволяет повысить точность химического анализа.