ไทเทเน ยม สแกนเด ยม วาเนเด ยม Ti Zrท วไปช อ ส ญล กษณ เลขอะตอม ไทเทเน ยม Ti 22อน กรมเคม หม คาบ บล อก 4 4 dล กษณะ ส เง นม

บทความหลัก:
iso		ครึ่งชีวิต	(DM)	DE (MeV)
⁴⁴Ti			ε	-	⁴⁴Sc
⁴⁴Ti			γ	0.07, 0.08D	-
⁴⁶Ti	8.0%	Ti เสถียร โดยมี 24 นิวตรอน
⁴⁷Ti	7.3%	Ti เสถียร โดยมี 25 นิวตรอน
⁴⁸Ti	73.8%	Ti เสถียร โดยมี 26 นิวตรอน
⁴⁹Ti	5.5%	Ti เสถียร โดยมี 27 นิวตรอน
⁵⁰Ti	5.4%	Ti เสถียร โดยมี 28 นิวตรอน

แหล่งอ้างอิง

ไทเทเนียม (อังกฤษ: Titanium; /taɪˈteɪniəm/; ty-tay-nee-əm) เป็นธาตุเคมี มีสัญลักษณ์เป็น Ti มีเลขอะตอมเท่ากับ 22 มีความหนาแน่นต่ำ แข็ง ทนการกัดกร่อน (น้ำทะเล , น้ำประสานทอง (aqua regia) และ คลอรีน) เป็นโลหะทรานซิชันสีเงิน

ไทเทเนียมได้รับการค้นพบในคอร์นวอลล์ บริเตนใหญ่ โดย วิลเลียม เกรเกอร์ (William Gregor) ในปี ค.ศ. 1791 ได้รับการตั้งชื่อโดย มาร์ทิน ไฮนริช คลาพรอท (Martin Heinrich Klaproth) ตามไททันในเทพปกรณัมกรีก ธาตุนี้พบในชั้นที่ทับถมกันของแร่ที่กระจายอยู่ทั่วไปในเปลือกโลกและธรณีภาค ส่วนใหญ่จะเป็นรูไทล์และ และยังพบในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด หิน แหล่งน้ำ และดิน ไทเทเนียมสามารถสกัดจากสินแร่ด้วย (Kroll process) หรือ (Hunter process) ในรูปของสารประกอบที่พบส่วนมากจะเป็น ซึ่งเป็น (photocatalyst) ที่นิยมและใช้ในการสร้างสารสี (pigment) ขาว ส่วนรูปสารประกอบอื่น ได้แก่ (TiCl₄) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของหมอกควันและตัวเร่งปฏิกิริยา และ (TiCl₃) ซึ่งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิต

ไทเทเนียมสามารถผลิตเป็นโลหะเจือ ด้วยการผสมกับเหล็ก อะลูมิเนียม วาเนเดียม โมลิบดีนัม และธาตุอื่นๆ เพื่อผลิตโลหะเจือที่แข็งแรงแต่น้ำหนักเบาสำหรับใช้ในยานอวกาศหรืออากาศยาน ( ขีปนาวุธ และยานอวกาศ) การทหาร กระบวนการทางอุตสาหกรรม (สารเคมี สารเคมีจากปิโตรเลียม ระบบผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล (desalination plant) เยื่อกระดาษ และกระดาษ) ยานยนต์ อาหารจากเกษตรกรรม กายอุปกรณ์ทางการแพทย์ กระดูกเทียม เครื่องมือทางทันตกรรม ฟันปลอมรากเทียม สินค้าทางการกีฬา อัญมณี โทรศัพท์มือถือ และการประยุกต์ใช้อื่น ๆ

สองคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากที่สุดของรูปโลหะคือมีความต้านทานการกัดกร่อนและมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงกว่าโลหะชนิดใด ๆ ในสภาวะบริสุทธิ์ ไทเทเนียมมีความแข็งเท่ากับเหล็กกล้าบางชนิด แต่เบากว่า 45% มีด้วยกันสองอัญรูป และห้าไอโซโทปที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ คือ ⁴⁶Ti ถึง ⁵⁰Ti ซึ่ง ⁴⁸Ti มีจำนวนมากที่สุด (73.8%) คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของไทเทเนียมคล้ายกับเซอร์โคเนียม เพราะทั้งสองมีเลขเวเลนซ์อิเล็กตรอนเลขเดียวกันและอยู่ในหมู่เดียวกันในตารางธาตุ

ลักษณะ

คุณสมบัติทางฟิสิกส์

ธาตุ โลหะไทเทเนียมเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นธาตุที่มีอัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง เป็นโลหะที่แข็งแรงแต่มีความหนาแน่นต่ำสามารถทำให้เป็นแผ่นบาง ๆ ได้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน), มันวาว, และมีสีขาวโลหะ มีจุดหลอมเหลวสูง (มากกว่า 1,650 °C หรือ 3,000 °F) จึงมักนำไปใช้เป็น ไทเทเนียมเป็นมีสภาพนำไฟฟ้าและต่ำ

เกรดของไทเทเนียมในเชิงการค้า (บริสุทธิ์ 99.2%) มีความทนแรงเค้นดึงสูงสุดประมาณ 63,000 psi (434 MPa) เท่ากับโละผสมเกรดต่ำทั่วไป แต่เบากว่า 45% ไทเทเนียมมีความหนาแน่นมากกว่าอะลูมิเนียม 60% แต่แข็งกว่าสองเท่า ของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6061-T6 ที่นิยมใช้กันทั่วไป โลหะผสมไทเทเนียมบางชนิด (เช่น บีตาซี ,Beta C) ทนแรงเค้นดึงสูงกว่า 200,000 psi (1,400 MPa) อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมจะสูญเสียความแข็งเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 430 °C (806 °F)

ไทเทเนียมนั้นแข็งพอใช้ (แม้ว่าจะไม่แข็งเท่ากับเหล็กกล้าอบชุบบางเกรด) ไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก และเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่คุณภาพเลว การใช้กับเครื่องจักรต้องทำอย่างระมัดระวังเพราะวัสดุจะอ่อนตัวและถูกครูดเป็นรอยถ้าเครื่องมือมีความแหลมคมและไม่ได้ใช้วิธีการระบายความร้อนที่เหมาะสม เครื่องมือที่ทำจากไทเทเนียมคล้ายกับเครื่องมือที่ทำจากเหล็ก โครงสร้างของไทเทเนียมนั้นมีขีดจำกัดความล้าซึ่งจะกำหนดช่วงชีวิตของการนำไปใช้งานบางประเภท คุณสมบัติความแข็งตึง (stiffness) ของโลหะผสมไทเทเนียม ปกติแล้วไม่ดีเท่าวัสดุอื่น เช่น โลหะผสมอะลูมิเนียม และ ดังนั้น จึงไม่ค่อยจะมีการนำไทเทเนียมไปใช้ในโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแกร่งสูง

ไทเทเนียมมีสองอัญรูปคือรูปแบบแอลฟาหกเหลี่ยมที่จะเปลี่ยนเป็นรูปแบบบีตาแบบลูกบาศก์กลางตัว (body-centered cubic, แลตทิซ) ที่ 882 °C (1,620 °F)ความร้อนจำเพาะของรูปแบบแอลฟาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อได้รับความร้อนเพื่อส่งผ่านระดับความร้อนนี้แต่จะตกลงและเกือบจะคงที่ในรูปแบบบีตาโดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ ส่วนรูปแบบโอเมกาที่เพิ่มขึ้นมาจะคงอยู่และเสถียรทางเทอร์โมไดนามิกส์ที่ความดันสูงคล้ายกับเซอร์โคเนียมและแฮฟเนียม แต่จะอุปเสถียร (metastable) ที่ความดันบรรยากาศ รูปแบบนี้ปกติจะเป็นรูปหกเหลี่ยม (อุดมคติ) หรือสามเหลี่ยม (บิดเบี้ยว)

คุณสมบัติทางเคมี

สารประกอบ

การปรากฏขึ้น

ไอโซโทป

ไทเทเนียมที่เกิดขึ้นในธรรมชาติมีอยู่ด้วยกัน 5 ไอโซโทปที่เสถียร ได้แก่ ⁴⁶Ti, ⁴⁷Ti, ⁴⁸Ti, ⁴⁹Ti, และ ⁵⁰Ti ซึ่ง ⁴⁸Ti มีจำนวนมากที่สุด (73.8%) มี 11 ไอโซโทปกัมมันตรังสี ที่เสถียรที่สุด คือ ⁴⁴Ti ซึ่งมีครึ่งชีวิต 63 ปี ⁴⁵Ti มีครึ่งชีวิต 184.8 นาที ⁵¹Ti มีครึ่งชีวิต 5.76 นาที และ ⁵²Ti มีครึ่งชีวิต 1.7 นาที ที่เหลือเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 33 วินาทีและส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 0.5 วินาที

ไอโซโทปของไทเทเนียมมีน้ำหนักอะตอมอยู่ในช่วง 39.99 u (⁴⁰Ti) ถึง 57.966 u (⁵⁸Ti) ขั้นต้นก่อนจะกลายเป็นไอโซโทปที่เสถียรและมีจำนวนมากที่สุด ⁴⁸Ti คือการจับยึดอิเล็กตรอนและรูปแบบการสลายหลังจากนั้นคือการสลายให้อนุภาคบีตา ขั้นต้นก่อนจะเป็น ⁴⁸Ti คือไอโซโทปธาตุที่ 21 (สแกนเดียม) และผลิตภัณฑ์จากการสลายกัมมันตรังสีหลังจากนั้นคือไอโซโทปธาตุที่ 23 (วาเนเดียม)

อ้างอิง

"Titanium". Encyclopædia Britannica. 2006. สืบค้นเมื่อ 2006-12-29.
Lide, D. R., บ.ก. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN .
Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide (2nd edition). : Greenwood Press. ISBN .
Matthew J. Donachie, Jr. (1988). TITANIUM: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. p. 11. ISBN .
Barksdale 1968, p. 738
. (6th ed.). New York: . 2000–2006. ISBN . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-11-18. สืบค้นเมื่อ 2011-10-12.
Barbalace, Kenneth L. (2006). "Periodic Table of Elements: Ti – Titanium". สืบค้นเมื่อ 2006-12-26.
Matthew J. Donachie, Jr. (1988). Titanium: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. Appendix J, Table J.2. ISBN .
Barksdale 1968, p. 734

บรรณานุกรม

Barksdale, Jelks (1968). "Titanium". ใน Clifford A. Hampel (บ.ก.). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York, NY: Reinhold Book Corporation. pp. 732–738. LCCN 68029938.
Donachie, Matthew J. Jr. (1988). Titanium: A technical guide. Metals Park, OH: . p. 11. ISBN .
Emsley, John (2001). "Titanium". Nature's Building Blocks: An A-Z guide to the elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. ISBN .
Flower, Harvey M. (2000). "Materials Science: A moving oxygen story". Nature. 407 (6802): 305–306. doi:10.1038/35030266. PMID 11014169. S2CID 4425634.
Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN .
Roza, Greg (2008). Titanium (1st ed.). New York, NY: The Rosen Publishing Group. ISBN .

แหล่งข้อมูลอื่น

Titanium: Our Next Major Metal, October 1950, Popular Science one of first general public detailed articles on Titanium
A Cleaner, Cheaper Route to Titanium
International Titanium Association
Metallurgy of Titanium and its Alloys, Cambridge University
World Production of Titanium Concentrates, by Country
Truth in Sparks: Titanium or Plain Ol' Steel? 2007-12-23 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน Popular Science Magazine
Metal of the gods
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ ไทเทเนียม

[EBC-1] "Titanium". Encyclopædia Britannica. 2006. สืบค้นเมื่อ 2006-12-29.

[LANL-2] Lide, D. R., บ.ก. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN .

[HistoryAndUse-3] Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide (2nd edition). : Greenwood Press. ISBN .

[4] Matthew J. Donachie, Jr. (1988). TITANIUM: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. p. 11. ISBN .

[Barksdale1968p738-5] Barksdale 1968, p. 738

[TICE6th-6] . (6th ed.). New York: . 2000–2006. ISBN . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-11-18. สืบค้นเมื่อ 2011-10-12.

[EnvChem-7] Barbalace, Kenneth L. (2006). "Periodic Table of Elements: Ti – Titanium". สืบค้นเมื่อ 2006-12-26.

[8] Matthew J. Donachie, Jr. (1988). Titanium: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. Appendix J, Table J.2. ISBN .

[Barksdale1968p734-9] Barksdale 1968, p. 734