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 | Sechseckige Elementarzelle |
Fülle 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) |
Mohshärte | 10 |
Vickershärte | 180-300 HV |
Titan ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es befindet sich in der 4. Periode und IVB-Gruppe des Periodensystems der chemischen Elemente. Es ist ein silberweißes Übergangsmetall, das sich durch geringes Gewicht, hohe Festigkeit, metallischen Glanz und Beständigkeit gegen Korrosion durch nasses Chlorgas auszeichnet.
Titan gilt aufgrund seiner verteilten und schwer zu extrahierenden Beschaffenheit als seltenes Metall. Aber es kommt relativ häufig vor und belegt unter allen Elementen den zehnten Platz. Zu den Titanerzen gehören hauptsächlich Ilmenit und Hämatit, die in der Erdkruste und Lithosphäre weit verbreitet sind. Titan kommt gleichzeitig in fast allen Organismen, Gesteinen, Gewässern und Böden vor. Die Gewinnung von Titan aus großen Erzen erfordert den Einsatz von Kroll- oder Hunter-Methoden. Die häufigste Verbindung von Titan ist Titandioxid, das zur Herstellung von Weißpigmenten verwendet werden kann. Weitere Verbindungen sind Titantetrachlorid (TiCl4) (wird als Katalysator und bei der Herstellung von Nebelwänden oder Lufttexten verwendet) und Titantrichlorid (TiCl3) (wird zur Katalyse der Produktion von Polypropylen verwendet).
Titan weist eine hohe Festigkeit auf, wobei reines Titan eine Zugfestigkeit von bis zu 180 kg/mm² aufweist. Einige Stähle haben eine höhere Festigkeit als Titanlegierungen, aber die spezifische Festigkeit (das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte) von Titanlegierungen übertrifft die von hochwertigen Stählen. Titanlegierungen weisen eine gute Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturzähigkeit und Bruchzähigkeit auf und werden daher häufig als Flugzeugtriebwerksteile sowie als Strukturkomponenten für Raketen und Flugkörper verwendet. Titanlegierungen können auch als Kraftstoff- und Oxidationsmittellagertanks sowie als Hochdruckbehälter verwendet werden. Mittlerweile gibt es automatische Gewehre, Mörserlafetten und rückstoßfreie Schussrohre aus Titanlegierung. In der Erdölindustrie werden hauptsächlich verschiedene Behälter, Reaktoren, Wärmetauscher, Destillationstürme, Rohrleitungen, Pumpen und Ventile verwendet. Titan kann als Elektroden, Kondensatoren für Kraftwerke und Geräte zur Kontrolle der Umweltverschmutzung verwendet werden. Titan-Nickel-Formgedächtnislegierungen werden häufig in Instrumenten und Messgeräten verwendet. In der Medizin kann Titan als künstlicher Knochen und für verschiedene Instrumente verwendet werden.