Tungsten ve Titanyum Arasındaki Fark

Tungsten

İsimlendirme, kökenler ve keşif

Tungsten, İsveç tung sten ya da "ağır" dan türetilmiştir taş". Birçok Avrupa ülkesinde Wolfram olarak bilinen W sembolü ile temsil edilmektedir. Erken kalay madencileri, volframit dediği bir mineralin kalay cevherinde mevcut olduğunda teneke verimi düşürdüğünü ve bu nedenle kurt gibi bir kalay tüketmek gibi gözüktüğü için Almanlardan "kurt köpüğü" için geliyor. [I]

Peter Woulfe 1779'da İsveç'ten gelen sheeliti inceledi ve yeni bir metal içerdiğini keşfetti. İki yıl sonra, Carl Wilhelm Scheele bu mineralden tungstik asiti indirdi ve asidik bir beyaz oksidi izole etti. Bir iki yıl sonra, Juan ve Fausto Elhuyar, Vergara, İspanya'da, aynı metal oksiti izole edilen aynı asidin volframitten izole ettiler. Metal oksiti karbonla ısıtarak tungsten metal haline getirdiler.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Tungsten parlak, gümüşi beyaz bir metal olup elementlerin periyodik cetvelinde 74 atom numarasına ve atom ağırlığının (A r >) 183. 84. [ii] Tüm elementlerin en yüksek erime noktasına sahip olan ultra yüksek yoğunluklu ve çok sert ve kararlı. En düşük buhar basıncı, en düşük termal genleşme katsayısı ve tüm metallerin en yüksek gerilme mukavemetine sahiptir. Bu özellikler 5d elektronlar tarafından oluşturulan tungsten atomları arasındaki güçlü kovalent bağlara bağlıdır. Atomlar vücut merkezli bir kübik kristal yapısı oluştururlar.

Tungsten iletken, nispeten kimyasal olarak inert, hipoalerjeniktir ve radyasyona karşı koruyucu özelliklere sahiptir. Saf tungsten formu kolayca dövülebilir ve dövme, ekstrüzyon, çekme ve sinterleme ile işlenmiştir. Ekstrüzyon ve çekme sırasıyla bir "kalıp" (kalıp) yoluyla sıcak tungstense itme ve çekme işlemini içerirken, sinterleme tungsten tozu diğer toz metallerle karıştırılarak bir alaşım elde edilmesini içerir.

Ticari kullanımlar

Tungsten alaşımları, "yüksek hızlı çelik" oluşturmak üzere seramik ile birleştirilmiş tungstenli karbür gibi aşırı derecede serttir - bu, matkap, bıçak ve kesme, testere ve freze takımlarını yapmak için kullanılır. Bunlar metal işleme, madencilik, ağaç işleri, inşaat ve petrol sanayilerinde kullanılır ve ticari olarak tungsten kullanımının% 60'ını oluştururlar.

Tungsten, ısıtma elemanları ve yüksek sıcaklık fırınlarında kullanılır. Ayrıca, uçak kuyrukları, yat bariyerlerinde ve yarış arabalarındaki balastların yanında ağırlık ve mühimmatta da bulunur.

Kalsiyum ve magnezyum tungstatları bir zamanlar akkor ampullerdeki filamentler için yaygın olarak kullanılırdı, ancak enerji açısından verimsiz sayılırlar. Bununla birlikte, düşük sıcaklık süperiletken devrelerinde tungsten alaşımı kullanılır.

Kristal tungstatlar, nükleer fizik ve nükleer tıp, X-ışını ve katot ışın tüpleri, ark kaynağı elektrotları ve elektron mikroskoplarında kullanılır. Tungsten trioksit, kömür üzerinde çalışan santrallerde kullanılan gibi katalizörlerde kullanılır. Diğer tungsten tuzları kimyasal ve bronzlaşma endüstrilerinde kullanılır.

Bazı alaşımlar mücevherat olarak kullanılırken, bir tanesi daimi mıknatıslar oluşturduğu bilinmekte ve bazı süperalaşımlar aşınmaya dirençli kaplamalar olarak kullanılmaktadır.

Tungsten biyolojik role sahip en ağır metaldir, ancak bakteri ve arkealarda bulunur. Karboksilik asidi aldehitlere indirgeyen bir enzim tarafından kullanılır. Titanyum

Titanyum

İsimlendirme, kökenler ve keşif

Titanyum, Yunan mitolojisinde Dünya tanrıçasının oğulları olan "Titanlar" kelimesinden türetilmiştir. Amatör jeolog Rahı William Gregor, 1791 Cornwall'daki bir akarsu tarafından siyah kumun bir mıknatısa çekildiğini fark etti. O analiz ve kum demir oksit (manyetizma açıklayan) içeren yanı sıra, menachanite olarak bilinen bir mineral, hangi bilinmeyen bir beyaz metal oksit yapılmış olduğu ortaya çıktı öğrendi. Bu, Cornwall Kraliyet Jeoloji Derneğine bildirdi.

1795'de, Boinikli Prusya bilim adamı Martin Heinrich Klaproth, Macaristan'dan Schörl olarak bilinen kırmızı bir cevher araştırdı ve içerdiği bilinmeyen oksitin bir elementi olan Titanium'u belirtti. Ayrıca menachanitte titanyum varlığını doğruladı.

Bileşik TiO

2 , rutil olarak bilinen bir mineraldir. Titanyum aynı zamanda ilmenit ve sferik minerallerde bulunur; bunlar çoğunlukla mağmatik kayaçlarda ve bunlardan tortullarda bulunur, fakat aynı zamanda dünyanın litosferinde dağılmıştır. Saf titanyum, 1910 yılında Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde Matthew A. Hunter tarafından ilk olarak Hunter süreci olarak bilinen titanyum tetrakloridin (klor veya kükürt ile titanyum dioksitin ısıtılmasıyla üretilen) ve sodyum metalin ısıtılmasıyla oluşturuldu. William Justin Kroll daha sonra 1932'de titanyum tetraklorürü kalsiyuma indirdi ve daha sonra işlemi magnezyum ve sodyum kullanarak rafine etti. Bu, titanyumun laboratuvarın dışında kullanılmasına izin verdi ve şu anda Kroll süreci olarak bilinen şey bugün hala ticari olarak kullanılmaktadır.

Anton Eduard van Arkel ve Jan Hendrik de Boer tarafından 1925 yılında titanyumun iyot ile reaksiyona girmesi ve sıcak bir filament üzerinde oluşan buharların ayrılmasıyla çok yüksek saflıkta titanyum iyodür veya kristal çubuk prosesinde küçük miktarlarda üretildi. [iv]

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Titanyum, periyodik tabloda Ti simgesi ile temsil edilen sert, parlak, gümüşi beyaz bir metaldir. Atom numarası 22 ve standart atom ağırlığı (A

r ) 47.867'dir. Atomlar altıgen yakın bir şekilde kristal yapıyı oluşturur; metal, çelik kadar kuvvetlidir, ancak daha az yoğun. Aslında Titanyum, tüm metallerin en yoğunluk yoğunluğuna sahiptir. Titanyum, oksijensiz bir ortamda sünektir ve nispeten yüksek erime noktasından dolayı aşırı sıcaklıklara dayanabilir. Manyetik değildir ve düşük elektrik ve ısı iletkenlik özelliklerine sahiptir.

Metal, deniz suyunda, asitli suda ve klorda korozyona ve kızılötesi ışınımın iyi bir reflektörüne dayanıklıdır. Bir fotokatalist olarak, moleküller ile reaksiyona girerek bakterileri öldüren serbest radikalleri oluşturan ışık varlığında elektronları serbest bırakır. [v]

Titanyum, ince titanyum dioksitten kuşkulu bir kanserojen olduğu halde, kemikle iyi bağlanır ve toksik değildir. Zirkonyum, en yaygın titanyum izotopu, birçok farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir.

Ticari kullanımlar

Titanyum, boya, plastik, emaye, kağıt, diş macunu ve şekerlemeyi beyazlatan E171 gıda katkı maddesinde bulunan parlak beyaz bir pigmentin temel bileşeni olan titanyum dioksit formunda en çok kullanılır; peynir ve krema. Titanyum bileşikler güneşten koruyucuların ve tütsülemenin bir bileşenidir, piroteknikte kullanılır ve güneş gözlemhanelerinde görünürlüğü artırır. [vi]

Titanyum ayrıca kimyasal ve petrokimya endüstrilerinde ve lityum pillerin geliştirilmesinde de kullanılır. Bazı titanyum bileşikleri, örneğin polipropilen üretiminde kullanılan katalizör bileşenlerini oluştururlar.

Titanyum, tenis raketleri, golf sopaları ve bisiklet çerçeveleri ve cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi elektronik cihazlar gibi spor malzemeleri konusunda bilinir. Cerrahi uygulamaları arasında ortopedik implantlar ve tıbbi protezlerde kullanım yer almaktadır.

Alüminyum, molibden, demir veya vanadyum ile alaşımlandığında, titanyum kesici aletleri ve koruyucu kaplamaları veya mücevherlerde veya dekoratif bir kaplama olarak kullanılır. Cam veya fayans yüzeylerine TiO

2 kaplamalar hastanelerde enfeksiyonları azaltabilir, motorlu taşıtlardaki yan dikiz aynalarının sislenmesini önleyebilir ve binalar, kaldırımlar ve yollardaki kir oluşumunu azaltabilir. Titanyum deniz suyu maruz kalan yapıların önemli bir bölümünü oluşturur; örneğin tuzdan arındırma tesisleri, gemi ve denizaltı gövdeleri ve pervane şaftları ile santral kondenser boruları gibi. Diğer kullanımlar, uçak ve uzay araçları, füzeler, zırh kaplaması, motorlar ve hidrolik sistemler gibi havacılık ve taşıma endüstrileri ile ordu için bileşenlerin yapılmasını içerir. Titanyumun bir nükleer atık depolama konteyneri malzemesi olarak uygunluğunu belirlemek için araştırma yapılmaktadır. iv

Tungsten ve titanyum arasındaki temel farklar

Tungsten, şelit ve volframit minerallerinden kaynaklanmaktadır. Titanyum ilmenit, rutil ve sferon minerallerinde bulunur.

  • Tungsten, metal tungstik asidi mineralden indirgeyerek, metal oksit izole ederek ve karbon ile ısıtarak metal haline getirerek üretilir. Titanyum, klorür veya sülfat işlemleri yoluyla titanyum tetraklorürü oluşturmak ve magnezyum ve sodyum ile ısıtmak suretiyle üretilir.
  • Tungsten periyodik masada 74, bağıl atom ağırlığı 84'tür. Titanyum, 22 nispi atom ağırlığına sahiptir. 867.
  • Tungsten atomları vücut merkezli kübik kristal yapısını oluşturur. Titanyum atomları, altıgen yakın sıkı bir kristal yapı oluşturmaktadır.
  • Tungsten son derece güçlü, sert ve yoğun.Titanyum çok güçlü ve sert ve çok daha düşük bir yoğunluğa sahip.
  • Tungsten hafifçe manyetiktir ve hafif elektrik iletkenliği vardır. Titanyum manyetik değildir ve elektrik iletkenliği azdır.
  • Tungsten, tuzlu suda titanyum gibi korozyona dayanıklı değildir ve titanyum gibi bir fotokatalist değildir.
  • Tungsten biyolojik bir role sahiptir, ancak titanyum yoktur.
  • Tungsten saf haliyle yumuşatılabilir. Titanyum oksijensiz bir ortamda sünektir.
  • Tungsten, elemanların, ağırlıkların, düşük sıcaklıktaki süper iletken devrelerin ısıtılmasında kullanılır ve nükleer fizikte ve elektron yayıcı cihazlarda kullanılır. Titanyum beyaz pigmentlerde, spor malzemeleri, cerrahi implantlar ve deniz yapılarında kullanılır.