Чем покрасить тканевый натяжной потолок и как выбрать краску

Тканевые натяжные потолки — как их правильно красить?

Натяжное покрытие имеет огромное количество неоспоримых преимуществ перед всеми другими вариантами оформления перекрытия. Но, даже такое замечательное покрытие может со временем потребовать косметического ремонта или просто возникнет желание сменить отделку. При этом, в некоторых случаях будет совершенно необязательно полностью менять потолок. Если у вас смонтировано тканевое покрытие, его можно просто перекрасить. В этой статье рассмотрим, как правильно красить натяжные тканевые потолки.

Чем лучше окрашивать

Текстильное полотно, которое применяется для создания таких конструкций, можно перекрашивать до пяти раз. Некоторые производители позволяют проделать подобную операцию до десяти раз, но, слишком увлекаться этим не стоит. Если увлечься таким преображением комнаты, можно создать слишком тяжелый слой на полотне и оно неминуемо провиснет.

Окрашивание можно производить далеко не любым составом. Для такой работы подойдут только акриловые разновидности водных красок. Нужно выбрать максимально эластичные их виды, так как при высыхании, плотность нанесенного слоя и плотность самого полотна могут не совпасть, что приведет к деформации отдельных участков или растрескиванию покрытия.

Подготовка помещения

Работая с такой поверхностью, как натянутое полотно, стоит побеспокоиться о своей безопасности. В запотолочном пространстве расположена электропроводка, задев которую, есть вероятность получить удар электрическим током. Чтобы избежать этого, перед работами потребуется отключить электричество в помещении.

Кроме того, необходимо заранее рассчитать время, чтобы в комнате было светло, так как освещать ее при помощи имеющейся лампочки не будет возможности – электроэнергия будет отключена. Заранее стоит позаботиться и о необходимом инструменте.

Подготовка инструмента

Потребуется такой же набор основных инструментов и приспособлений, как и при работах с обычной бетонной поверхностью. Список того, что понадобится не очень-то и большой:

  • Валик со средним ворсом. Он дает наилучшее качество покрытия при работе с натяжным полотном.
  • Малярная ванночка или кювета, в которую будет наливаться красящий состав.
  • Неширокая кисть для прокрашивания сложных и труднодоступных участков потолка.
  • Малярный скотч чтобы защитить стены.
  • Пленка, чтобы застелить пол.

Окрашивание

Имея все, что указано в списке, можно начинать работать с приобретенной краской. Ее необходимо тщательно размешать, чтобы все входящие в ее состав компоненты равномерно перемешались. От того, насколько тщательно будет проделана эта операция, зависит качество создаваемого декоративного слоя.

Далее нужно перелить часть краски в ванночку. На ней есть специальная ребристая поверхность, по которой нужно прокатывать валик после каждого раза, когда он будет смачиваться краской. Это делается для более равномерного покрытия валика красящим составом и удаления излишков.

Красить нужно в несколько проходов. Первый слой краски нужно нанести поперек направления поступающего в комнату света. Второй будет наноситься поперек первого и параллельно лучам света, попадающим в помещение и каждый последующий должен наноситься поперек предыдущего. Так можно добиться максимально равномерного распределения состава по поверхности. Последний, финишный слой должен лечь в направлении от окна.

Нюансы

В отличии от стандартных бетонных оснований, которые можно окрашивать отдельными небольшими участками, натяжной потолок необходимо красить немного по другому — полосами. То есть, наносить краску нужно сразу по всей длине потолка. Вторая полоса должна ложиться рядом с первой, немного заходя на нее.

В зависимости от типа полотна, ему может потребоваться большее или меньшее количество слоев краски. Самые некачественные и дешевые разновидности натяжных потолков требуют более внимательного подхода и могут не выдержать более трех – четырех слоев.

Качественное полотно, способно выдержать и большее количество нанесённой на него краски. Здесь количество слоев может доходить до десяти. Стоит учитывать и площадь помещения – чем она больше, тем тяжелее будет окрашенная поверхность и риск провисания будет выше.

Чем покрасить тканевый натяжной потолок и как выбрать краску

Натяжные потолки один из популярнейших вариантов декоративного оформления верхней части комнаты.

Такой вариант работ достаточно прост, легок в исполнении и прекрасно выглядит при первичном осмотре комнаты.

Разрабатывая индивидуальный план ремонтных работ в собственном доме для обработки наружности, поневоле задаются вопрос реально ли сделать покраску натяжного или же навесного потолка.

Практически покраска реальна, но надо учитывать несколько нюансов во время покраски. Если тканевый материал легко поддается обработке краской, то пленочный вообще не советуем красить.

Разновидности натяжных потолков

Существует два вида натяжных потолков:

  • поливинилхлоридные (сокращенно ПВХ);
  • тканевые.

Различия между этими двумя натяжными типами в структуре, а также в их весе и толщине. Например, тканевый материал значительно тоньше и легче чем ПВХ.

Вес квадратного метра натяжного потолка из ткани приблизительно 200 граммов, толщина не больше 0.25 мм.

В то же время потолок из поливинилхлорида весит до 320 граммов, а его толщина от 0.15 до 0.35 мм.

Заметим, название “тканевый” потолок условно называют наружность из материала, основным компонентом которой считают как для пленочного поливинилхлорид.

Читайте также:
Текстура ламината бесшовная

Разница между ними лишь в том, что для тканевых поверхностей ПВХ используют как пропитку, для пленочного — пленки.

Преимущество тканевых натяжных покрытий еще и в том, что ткань легко пропускает кислород и тем самым создает благоприятную обстановку в квартире. Пленка же при нагревании до температуры 65 градусов становится словно резина и растягивается.

Таким образом, по внешнему виду и структуре поверхности потолки делят на три вида:

  1. Глянцевые натяжные. Такие поверхности отлично смотрятся в помещении, декоративно насыщенные и придают красок в комнате. Они достаточно прочные и особенно важно, не выгорают при длительном попадании солнечных лучей на поверхность. Единственный недостаток таких потолков — малейшие царапины, изъяны и прочие повреждения сразу будут видны невооруженным взглядом.
  2. Матовые натяжные. Наиболее распространенные из-за приемлемой цены, достаточной прочности, плотности и надежности. Кроме того, они способны сохранять насыщенные яркие цвета достаточно долгое время. Как правило, используют их в белых цветах, так как он отлично моделирует побеленный или оштукатуренный потолок.
  3. Сатиновые натяжные. Они считаются чем то средним между матовыми и глянцевыми поверхностями. В состав таких наружностей входит также ПВХ и особое полотно сатин, который характеризуется большой прочностью, водо- и грязеоотталкивающими средствами. Сатин внешне очень напоминает ткань и похож свойствами на матовые поверхности, но имеет больше особенных функций.

Подходящие красящие составы для подвесных потолков

Для полиэстера подойдут лакокрасочные материалы на водной основе. При этом луче всего выбирать краску, в состав которой входят вещества, увеличивающие эластичность покрытия. К ним относят латекс и силикон. Такая смесь выделяется следующими преимуществами:

  • высокая адгезия к тканевой поверхности;
  • простота нанесения;
  • хорошая вязкость;
  • устойчивость к воздействию влаги и пара;
  • стойкость к истиранию, что позволяет мыть поверхность.

Кроме того, краску можно колеровать в любой оттенок по желанию. Лакокрасочные материалы на основе растворителей не подойдут для полиэстеровых потолков, потому что аналогично пленкам ПВХ состав краски будет разъедать покрытие.

Виды и топ-4 лучших производителя красок для бассейна, как покрывать и расход

Натяжной потолок под покраску – как недорого обновить существующий декор?

Разновидности натяжных потолков

Натяжные покрытия для потолков принято разделять на 2 вида:

  • поливинилхлоридные (сокращенно ПВХ);
  • тканевые.

Между этими видами покрытий существуют как чисто количественные, так и принципиальные различия. К примеру, удельный вес материала из ПВХ-пленки может колебаться от 180 до 320 граммов на квадратный метр, а толщина потолка — 0,15 до 0,35 миллиметра. Квадратный метр тканевого потолка в среднем весит 200 граммов и имеет толщину 0,25 миллиметра.

Более существенная разница в структуре материалов. Как и пленочные, тканевые покрытия производят из полимеров. Название «тканевые» условно, поскольку в основе таких покрытий используется поливинилхлорид. Однако в тканевых материалах ПВХ применяется не в качестве пленки, а как пропитка.

Пленка растягивается при нагревании и при достижении определенной температуры (65 градусов) становится похожей на резину. В отличие от пленки, ткань беспрепятственно пропускает кислород. Это позволяет поддерживать в помещении благоприятный микроклимат.

По своей фактуре покрытия делят на 3 типа:

  1. Матовые. Характеризуются максимальной плотностью и прочностью. Способны сохранять цветовые характеристики, не взирая на тип освещения в комнате. Чаще всего матовые поверхности имеют белый цвет и применяются, когда нужно имитировать побеленный или оштукатуренный потолок. Матовые покрытия наиболее доступны в ценовом отношении.
  2. Глянцевые. Покрытия этого типа отличаются декоративностью и достаточной прочностью. Глянцевые потолки не выгорают от солнечного света. Недостаток глянца в том, что даже мельчайшие дефекты бросаются в глаза.
  3. Сатиновые. Считаются промежуточным вариантом между глянцевыми и матовыми покрытиями. Сатиновые потолки так называются по причине особой структуры полотна, внешне напоминающей ткань. Сатиновые покрытия во многом похожи на матовые, но сатин характеризуется более высокой прочностью, отталкивает пыль и не конденсирует влагу.

Выбор водоэмульсионной краски

Рассматриваемый нами вид краски представляет собой взвесь частиц на водной основе. Проще говоря, водоэмульсионка — это водная эмульсия, состоящая из частиц пигмента и связующей основы. Такой состав крайне устойчив в своем виде и трудно поддается распаду от внешних воздействий.

Рассмотрим основные виды водоэмульсионной краски:

  1. На акриловой связующей основе.
  2. На силикатном основании;
  3. На силиконовой связующей основе;
  4. На минеральной основе.

Наиболее распространена и востребована краска на акриловой основе. Как видно из названия, в своем составе такая краска содержит акриловые смолы, обеспечивая баланс цены и качества. Добавление латексных веществ придает всему составу свойство эластичности. Эта способность обеспечивает закрывание трещин на обрабатываемой поверхности. Размер трещин, с которыми подобная краска может справиться – не более 1 миллиметра. Стоит отметить и возрастание цены, обеспеченное дополнением латекса.

Читайте также:
Трубопроводы пара и горячей воды: категории, проектирование и правила эксплуатации


Силиконовая связующая основа придает краске увеличение водостойких свойств и непроницаемости. Соответственно, такой вид продукта следует выбирать для поверхностей помещений с повышенной влажностью и сыростью. Например, для потолка ванной комнаты он подойдет идеально. В состав краски, как видно из названия, добавлены силиконовые смолы, обуславливающие эти особенности. Размер трещин, с которыми способен справляться рассматриваемый продукт, увеличивается уже до 2 миллиметров. Стоимость, соответственно, — выше.

Самый непопулярный вид водоэмульсионки – краска на минеральной связующей основе. Изъян заключается в недолговечности поверхности, созданной этим продуктом. Причина в составе – содержание гашеной извести или даже цемента. Стоимость товара наиболее низкая среди других представителей отделочных материалов.

Итак, выбор не сложен. Современная промышленная сфера предоставляет все возможности для поиска наиболее подходящего к вашим целям варианта. При покупке водоэмульсионной краски следует обратить внимание на маркировку – укрываемость. Чем выше этот показатель, тем меньшее количество слоев вам понадобится наносить на потолок для достижения идеального результата. На этикетке часто изготовитель указывает рекомендуемые помещения, в которых покраской можно достигнуть наилучшего результата.



Допустима ли покраска натяжного потолка

Стоит ли красить натяжное покрытие? Все зависит от вида натяжного потолка.

ПВХ и покраска

Поливинилхлоридные пленки прочны и эластичны. В результате нагрева пленка растягивается примерно на 20 – 25 %. После остывания пленка выпрямляется, а ее прочность сохраняется.

Однако прочностные характеристики нельзя назвать всеобъемлющими: материал не рвется под тяжестью воды, но легко протыкается более-менее острым предметом. Такое свойство обусловлено отсутствием каких-либо армирующих элементов.

Покраска поливинилхлоридной пленки не даст положительного результата. Если покрасить ПВХ водно-дисперсионной краской, не удастся обеспечить надежную адгезию (сцепляемость материалов), что приведет к осыпанию лакокрасочного слоя.

Использование синтетической краски вызовет утяжеление покрытия. Поскольку ПВХ-потолки не армированы, материал будет провисать. Вернуть в исходное положение потолок не получится из-за высыхания лакокрасочного слоя. К тому же синтетические краски разъедают пленку, образуя бреши в покрытии.

ПВХ-потолки рекомендуется не красить, а обрабатывать методом аэрографии. Расценки на такие услуги велики и могут превысить стоимость самих потолков.

Покраска тканевых потолков

В основе тканевого натяжного потолка полиэстер, пропитанный с обеих сторон полимером. Полимерная составляющая — армирующий элемент. Эластичность материала утрачивается. В данном случае это преимущество, так как даже окрашенная в несколько слоев поверхность не провисает.

По технологическим причинам тканевое покрытие не бывает глянцевым, а всегда матовое. Подобную поверхность сложнее очищать от грязи. Однако есть более важное достоинство — прекрасная адгезия с лакокрасочными материалами.



Технология покраски

Рабочий процесс состоит из подготовительных работ и непосредственного нанесения краски на натяжной потолок. Предстоит правильно подобрать инструменты и материалы для выполнения работы.

Материалы и инструменты

Для покраски тканевых потолков используют составы на основе воды. Лучший вариант краски — латексная. Дает вязкость покрытия (что важно для натянутой ткани), хорошо сцепляется с поверхностью. Если нет латексной краски, подойдет водоэмульсионный состав высокого качества. Чаще всего для покраски приобретают краски белого цвета, которые в случае необходимости подвергают колеровке.

Не подходят для покраски потолков составы на органической основе или с содержанием нитроцеллюлозы. Проблема здесь не в перекрытии пор в материале основы, поскольку любой натяжной потолок представляет собой непроницаемую для воздуха оболочку. Органика не подходит по другой причине: она нарушает структуру ткани, ослабляя жесткость материала.

В качестве рабочего инструмента лучше применять краскопульт, а не валик: так поверхность обрабатывается более деликатно, а краска распределяется максимально равномерно. На рынке представлено множество разнообразных моделей пульверизаторов. Не обязательно покупать дорогие пневматические краскопульты, вполне сгодится и ручная модификация.

Подготовительные работы

Вначале нужно очистить поверхность от пыли, масляных пятен и любых других загрязнений. Делать это нужно деликатными моющими средствами. Губка должна быть мягкой, изготовленной из поролона (подойдет и фланелевая ткань).

Чтобы ничего не испачкать в ходе работы, помещение следует освободить от мебели и бытовой техники. Посторонние поверхности рекомендуется прикрыть полиэтиленовой пленкой или листами плотной бумаги.

В помещении следует избегать сквозняков, поэтому двери в комнату должны быть закрытыми вплоть до полного высыхания краски. Не допускается попадание прямых солнечных лучей на свежевыкрашенную поверхность (окна нужно зашторить).

Если в помещении высокие потолки, понадобится настил. Краску распределяют по всей длине комнаты без разрывов струи. В противном случае не удастся добиться равномерности покрытия.

Покраска

Краску подготавливают согласно инструкции компании-производителя. Затем заправляют составом краскопульт и приступают к покраске.

Обратите внимание! Малярные работы проводят в специальной одежде и с использованием средств индивидуальной защиты (очки, респиратор).

Нормальная толщина покрытия достигается двумя слоями лакокрасочного материала. Это позволяет скрыть старый фон, обеспечивает равномерность покрытия и глубину цвета. Допускается и большее количество слоев: их конкретное число определяется укрывистостью краски, толщиной каждого слоя, удельным весом лакокрасочного состава, типом окрашиваемого материала.

Совет! Рекомендуется выполнить пробное окрашивание. Это позволит определиться с необходимым напором и шириной струи.

Первый слой краски направляют перпендикулярно лучам света, а второй — параллельно. Завершающее движение пульверизатором направляют по свету (то есть от окна).

Читайте также:
Чем покрыть крышу гаража из бетонных плит

Краску наносят полосами таким образом, чтобы на 10 – 15 сантиметров перекрывать предыдущий слой. Каждая полоса должна наноситься за одни раз, не выключая краскопульт. Следующий слой накладывается после высыхания предыдущего. Рекомендуемые сроки указаны в инструкции производителя.



Работа при тканевой поверхности

В случае если в помещении смонтирована тканевая натяжная поверхность, то стоит иметь в виду, что производитель ограничен в предоставлении множества цветовых решений. В этом случае на вопрос о том, можно ли покрасить натяжной потолок, с уверенностью можно дать положительный ответ. Но при этом лучше применить акриловую, латексную или силиконовую краску.

Таких красящих материалов на рынке достаточное количество. Они помогут придать поверхности матовый или глянцевый вид. Если применить водоэмульсионную краску, то тканевое покрытие примет хороший вид. Так как красящий материал экологичный и дает поверхности «дышать», в помещении не появится грибок.

Работу производят пульверизатором или валиком. Применяя пульверизатор, наносят ровный слой с минимальными затратами на материал. При использовании валика процесс немного усложняется, да и слои выходят не такие ровные. Но специалисты советуют не делать многократное окрашивание, так как от веса красящего вещества полотно осядет. При этом стоит учесть, что если площадь помещения маленькая, тогда потолочную поверхность можно окрашивать несколько раз.

Полезная информация: «Покраска потолка пульверизатором»

Если есть желание изменить что-то в квартире, то можно окрасить перекрытие. И не стоит задавать вопрос о том, можно ли красить натяжные потолки. Так как вначале следует разобраться, какого типа потолочный материал в доме, а далее выполнять указания специалистов. Если потребители не знают, как проводить данные работы, то, покупая тот или иной инвентарь, обращаются к консультантам, которые не только объяснят, какую краску применить и для какого покрытия, но и расскажут, стоит ли вообще проводить работы. Они рассмотрят каждый конкретный случай и рассчитают нужное количество красящего вещества.

А для произведения работ приглашают специалистов — маляров, которые за короткий срок и качественно выполнят покраску. Также человек, желающий сделать обновление в доме, может обратиться в те компании, которые сдают работу «под ключ». После того как на несколько часов владелец покинет помещение, он вернется в обновленную квартиру. Каждый сам выбирает, что и как сделать, принимайте свое решение самостоятельно.



Рекомендации по уходу

Несколько полезных рекомендаций, касающихся покраски и ухода за покрашенным натяжным потолком:

  1. Перекрашивание допускается не более 5 – 6 раз, так как полотно постепенно растягивается под тяжестью лакокрасочного материала, приходя в негодность. Если площадь полотна большая, то максимальное количество окрашиваний — 3.
  2. При уходе за покрытием следует отказаться от щеток с жестким ворсом. Нельзя мыть натяжной потолок любыми острыми приспособлениями.
  3. Для ухода за покрашенным натяжным потолком не подходят растворители, щелочи, моющие средства с содержанием аммиака.
  4. Для очистки натяжных потолков выпускаются особые моющие средства. Хорошо зарекомендовали себя спреи для очистки зеркал.
  5. Если нет специализированных химикатов, подойдет обычное хозяйственное мыло, разведенное в теплой воде. Мыльный состав наносят на покрытие поступательными, но не круговыми движениями. Это позволяет избежать разводов на поверхности.
  6. Чтобы глянцевая поверхность блестела, ее нужно обработать раствором нашатыря (вода и нашатырный спирт).
  7. Не стоит слишком часто проводить влажную уборку, чтобы не повредить лакокрасочный слой. Достаточно одной процедуры в 6-месячный период.

Тканевые покрытия стоят значительно дороже пленочных. Обычно речь идет о полутора-двукратной разнице в цене. В покраске тканевого материала нет чего-то необычного — это стандартная процедура для потолков такого типа. Справиться с работой сможет даже начинающий мастер, если проявит усердие и будет следовать инструкции.

Особенности титана как металла с превосходной коррозийной стойкостью

Наиболее значимыми для народного хозяйства были и остаются сплавы и металлы, объединяющие легкость и прочность. Титан относится именно к этой категории материалов и, кроме того, обладает превосходной коррозийной стойкостью.

Что такое титан

Титан – переходный металл 4 группы 4 периода. Молекулярная масса его составляет всего 22, что указывает на легкость материала. При этом вещество отличается исключительной прочностью: среди всех конструкционных материалов именно у титана самая высокая удельная прочность. Цвет серебристо-белый.

Что такое титан, расскажет видео ниже:

Понятие и особенности

Титан довольно распространен – по содержанию в земной коре занимает 10 место. Однако выделить действительно чистый металл удалось лишь в 1875 году. До этого вещество либо получали с примесями, либо называли металлическим титаном его соединения. Эта путаница привела к тому, что соединения металла стали использоваться значительно раньше, чем сам металл.

Читайте также:
Современные идеи - 198 интерьера квартиры (198 фото): красивые и интересные варианты в современном стиле, модные тенденции года, лучшие новинки

Обусловлено это особенностью материала: самые ничтожные примеси заметно влияют на свойства вещества, порой полностью лишая присущих ему качеств.

Эта особенность сразу же разделила получаемый металл на 2 группы: технический и чистый.

  • Первый применяют в тех случаях, когда более всего нужна прочность, легкость и коррозийная стойкость, так как последнее качество титан не теряет никогда.
  • Материал большой чистоты используется там, где нужен материал, работающий при очень больших нагрузках и больших температурам, но при этом отличающийся легкостью. Это, конечно, авиа- и ракетостроение.

Вторая особая черта вещества – анизотропность. Некоторые его физические качества изменяются в зависимости от приложения сил, что необходимо учитывать при применении.

При нормальных условиях металл инертен, не корродирует ни в морской воде, ни в морском или городском воздухе. Более того, это самое биологически инертное вещество из известных, благодаря чему в медицине широко применяются титановые протезы и имплантаты.

В то же время при повышении температуры он начинает реагировать с кислородом, азотом и даже водородом, а в жидком виде впитывает газы. Эта неприятная особенность крайне затрудняет и получение самого металла, и изготовление сплавов на его основе.

Последнее возможно только при использовании вакуумной аппаратуры. Сложнейший процесс производства превратил довольно распространенный элемент в весьма дорогостоящий.

Связь с другими металлами

Титан занимает промежуточное положение между двумя другими известнейшими конструкционными материалами – алюминием и железом, вернее говоря, сплавами железа. По многим параметрам металл превосходит «конкурентов»:

  • механическая прочность титана в 2 раза выше, чем у железа, и в 6 раз, чем у алюминия. При этом прочность при снижении температуры возрастает;
  • коррозийная стойкость намного выше, чем у железа и даже алюминия;
  • при нормальной температуре титан инертен. Однако при повышении до 250 С, начинает поглощать водород, что сказывается на свойствах. По химической активности он уступает магнию, но, увы, превосходит железо и алюминий;
  • металл намного слабее проводит электричество: его удельное электросопротивление выше, чем у железа 5 раз, выше, чем у алюминия в 20 раз, и выше, чем у магния в 10 раз;
  • теплопроводность также намного ниже: меньше, чем 1 железа в 3 раза, и меньше, чем у алюминия в 12 раз. Однако это свойство обуславливает очень низкий коэффициент температурного расширения.

Плюсы и минусы

На деле недостатков у титана множество. Но сочетание прочности и легкости настолько востребовано, что ни сложный способ изготовления, ни необходимость исключительной чистоты не останавливают потребителей металла.

К несомненным плюсам вещества относятся:

  • низкая плотность, что означает очень небольшой вес;
  • исключительная механическая прочность как самого металла титан, так и его сплавов. При повышении температуры титановые сплавы превосходят все сплавы алюминия и магния;
  • соотношение прочности и плотности – удельная прочность, достигает 30–35, что почти в 2 раза выше, чем у лучших конструкционных сталей;
  • на воздухе титан подлежит покрытию тонким слоем оксида, который и обеспечивает превосходную коррозийную стойкость.

Недостатков у металла тоже хватает:

  • стойкость к коррозии и инертность относится только к продукции с неактивной поверхностью. Титановая пыль или стружка, например, самовоспламеняются и сгорают с температурой в 400 С;
  • очень сложный способ получения металла титан обеспечивает очень высокую стоимость. Материал намного дороже железа, алюминия или меди;
  • способность впитывать атмосферные газы при повышении температуры требует применения при плавке и получении сплавов вакуумной аппаратуры, что тоже заметно увеличивает стоимость;
  • титан отличается плохими антифрикционными свойствами – на трение он не работает;
  • металл и его сплавы склонны к водородной коррозии, предотвратить которую сложно;
  • титан плохо поддается обработке резанием. Сварка его тоже затруднена из-за фазового перехода во время нагревания.

Далее рассмотрены состав и структура титана.

Лист титана (фото)

Свойства и характеристики

Физические качества вещества сильно зависят от чистоты. Справочные данные описывают, конечно, чистый металл, но характеристики технического титана могут заметно отличаться.

  • Плотность металла уменьшается при нагревании от 4,41 до 4,25 г/куб см. Фазовый переход изменяет плотность лишь на 0,15%.
  • Температура плавления металла – 1668 С. температуру кипения – 3227 С. Титан является тугоплавким веществом.
  • В среднем предел прочности на растяжение составляет 300–450 МПа, однако это показатель можно увеличить до 2000 МПА, прибегнув к закалке и старению, а также введению дополнительных элементов.
  • По шкале НВ твердость составляет 103 и это не предел.
  • Теплоемкость титана невелика – 0,523 кдж/(кг·К).
  • Удельное электросопротивление — 42,1·10 -6 ом·см.
  • Титан является парамагнитом. При снижении температуры его магнитная восприимчивость уменьшается.
  • Металлу в целом свойственны пластичность и ковкость. Однако на эти свойства сильно влияют кислород и азот в сплаве. Оба элемента придают материалу хрупкость.
Читайте также:
Установка пластиковых окон в доме из бруса

Вещество устойчиво ко многим кислотам, включая азотную, серную в низкой концентрации и практически все органические за исключением муравьиной. Это качество обеспечивает титану востребованность в химической, нефтехимической, бумажной промышленности и так далее.

Структура и состав

Титан – хоть и переходный металл, да и удельное электросопротивление имеет низкое, все же, является металлом и проводит электрический ток, а это означает упорядоченную структуру. При нагревании до определенной температуры структура изменяется:

  • до 883 С устойчивой является α-фаза с плотностью в 4,55 г/куб. см. Она отличается плотной гексагональной решеткой. Кислород растворяется в этой фазе с образованием растворов внедрения и стабилизирует α-модификацию – отодвигает температурный предел;
  • выше 883 С стабильна β-фаза с объемно-центрированной кубической решеткой. Плотность его несколько меньше – 4,22 г/куб. см. Эту структуру стабилизирует водород – при его растворении в титане также образуются растворы внедрения и гидриды.

Эта особенность очень затрудняет работу металлурга. Растворимость водорода при охлаждении титана резко уменьшается, и в сплаве выпадает гидрид водорода – γ-фаза.

О том, где можно найти и как сделать титан, расскажем ниже.

Данное видео посвящено описанию титана как металла:

Производство и добыча

Титан весьма распространен, так что с рудами, содержащими металл, причем в довольно больших количествах, затруднений не возникает. Исходным сырьем выступает рутил, анатаз и брукит – диоксиды титана в разной модификации, ильменит, пирофанит – соединения с железом, и так далее.

А вот технология плавки титана сложна и требует дорогостоящей аппаратуры. Способы получения несколько отличаются, поскольку состав руды различен. Например, схема получения металла из ильменитовых руд выглядит так:

  • получение титанового шлака – породу загружают в электродуговую печь вместе с восстановителем – антрацитом, древесным углем и прогревают до 1650 С. При этом отделяют железо, которое идет на получение чугуна и диоксида титана в шлаке;
  • шлак хлорируют в шахтных или солевых хлораторах. Суть процесса сводится к тому, чтобы перевести твердый диоксид в газообразный тетрахлорид титана;
  • в печах сопротивления в специальных колбах металл восстанавливают натрием или магнием из хлорида. В итоге получают простую массу – титановую губку. Это технический титан вполне пригодный для изготовления химической аппаратуры, например;
  • если же требуется более чистый металл, прибегают к рафинированию – при этом металл реагирует с йодом с тем, чтобы получить газообразный йодид, а последний под действием температуры – 1300–1400 С, и электрического тока, разлагается, высвобождая чистый титан. Электрический ток подается через натянутую в реторте титановую проволоку, на которую и осаждается чистое вещество.

Чтобы получить титан в слитках, титановую губку переплавляют в вакуумной печи, чтобы предотвратить растворение водорода и азота.

Цена титана за 1 кг очень высока: в зависимости от степени чистоты металл стоит от 25 до 40 $ за 1 кг. С другой стороны, корпус кислотоупорного аппарата из нержавеющей стали обойдется в 150 р. и прослужит не более 6 месяцев. Титановый будет стоить около 600 р, но эксплуатируется в течение 10 лет. Много производств титана есть в России.

Области применения

Влияние степени очистки на физико-механические качества заставляет рассматривать применение титана именно с этой точки зрения. Так, технический, то есть, не самый чистый металл обладает превосходной коррозийной стойкостью, легкостью и прочностью, что и обуславливает его применение:

  • химическая промышленность – теплообменники, трубы, корпуса, детали насосов, арматура и так далее. Материал незаменим на участках, где требуется стойкость к кислотам и прочность;
  • транспортная промышленность – вещество используется для изготовления средств передвижения от железнодорожных составов до велосипедов. В первом случае, металл обеспечивает меньшую массу составов, что делает тягу более эффективной, в последнем – придает легкость и прочность, не зря ведь титановая велосипедная рама считается лучшей;
  • военно-морское дело – из титана изготавливают теплообменники, выхлопные глушители для подводных лодок, клапан, пропеллеры и так далее;
  • в строительстве широко применяют цинк-титан – прекрасный материал для отделки фасадов и кровель. Вместе с прочностью сплав обеспечивает еще одно важное для архитектуры достоинство – возможность придавать изделиям самую причудливую конфигурацию, способность к формообразованию у сплава неограниченная.

Чистый металл, кроме того, является очень стойким к высоким температурам и сохраняет при этом прочность. Применение очевидно:

  • ракето- и авиастроение – из него изготавливают обшивку. Детали двигателей, элементы крепления, части шасси и так далее;
  • медицина – биологическая инертность и легкость делает титан куда более перспективным материалом при протезировании, вплоть до сердечных клапанов;
  • криогенная техника – титан является одним из немногих веществ, которые при снижении температуры становятся лишь прочнее и не утрачивает пластичности.
Читайте также:
Шкаф-купе в гостиную (59 фото): красивые стильные виды моделей и как разместить у стенки в помещении 18 кв. м

Титан – конструкционный материал самой высокой прочности при такой легкости и пластичности. Эти уникальные качества обеспечивают ему все более важную роль в народном хозяйстве.

О том, где взять титан для ножа, расскажет видео ниже:

Металл титан

Титан обладает высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью и при этом имеет сравнительно небольшую массу, что делает его применение незаменимым в областях, где важны хорошие механические свойства изделий одновременно с их массой. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки и его сплавов, виды продукции.

Основные сведения

История открытия

Свойства титана

В периодической системе элементов Д. И. Менделеева Ti расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях металл четырехвалентен. По внешнему виду похож на сталь. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4 °С) и кипит при 3300 °С, скрытая теплота плавления и испарения почти в два раза больше, чем у железа.

Известны две аллотропические модификации титана (две разновидности данного металла, имеющие одинаковый химический состав, но различное строение и свойства). Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 °С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С и до температуры плавления.

По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но указанный материал может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза – железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает.

Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. Модули упругости характеризуют способность материала упруго деформироваться при приложении к нему силы. Анизотропия заключается в различии свойств упругости в зависимости от направления действия силы. С повышением температуры до 350 °С модули упругости уменьшаются почти по линейному закону. Небольшое значение модулей упругости Ti – существенный его недостаток, т.к. в некоторых случаях для получения достаточно жестких конструкций приходится применять большие сечения изделий по сравнению с теми, которые следуют из условий прочности.

Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивление, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 42·10 -8 до 80·10 -6 Ом·см. При температурах ниже 0,45 К он становится сверхпроводником.

Титан – парамагнитный металл. Обычно у парамагнитных веществ магнитная восприимчивость при нагревании уменьшается. Магнитная восприимчивость характеризует связь между намагниченностью вещества и магнитным полем в этом веществе. Данный материал составляет исключение из этого правила – его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.

Физические и механические свойства

Свойство Титан
Атомный номер 22
Атомная масса 47,00
Плотность при 20°С, г/cм 3 4,505
Температура плавления, °С 1668
Температура кипения, °С 3260
Скрытая теплота плавления, Дж/г 358
Скрытая теплота испарения, кДж/г 8,97
Теплота плавления, кДж/моль 18,8
Теплота испарения, кДж/моль 422,6
Молярный объем, см³/моль 10,6
Удельная теплоемкость при 20°С, кДж/(кг·°С) 0,54
Удельная теплопроводность при 20°С, Вт/(м·К) 18,85
Коэффициент линейного термического расширения при 25°С, 10 -6 м/мК 8,15
Удельное электросопротивление при 20°С, Ом·см·10 -6 45
Модуль нормальной упругости, гПа 112
Модуль сдвига, гПа 41
Коэффициент Пуассона 0,32
Твердость, НВ 130. 150
Цвет искры Ослепительно-белый длинный насыщенный пучок искр
Группа металлов Тугоплавкий, легкий металл

Химические свойства

Свойство Титан
Ковалентный радиус: 132 пм
Радиус иона: (+4e) 68 (+2e) 94 пм
Электроотрицательность (по Полингу): 1,54
Электродный потенциал: – 1,63
Степени окисления: 2, 3, 4

Марки титана и сплавов

Наиболее распространенными марками титана являются ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. Титан указанных марок называется техническим. Данные марки не содержат в своем составе легирующие элементы, только незначительное количество примесей. Содержание Ti в марке ВТ1-0 составляет приблизительно 99,24-99,7%, в ВТ1-00 – 99,58-99,9%, ВТ1-00св – 99,39-99,9%. ВТ1-0, ВТ1-00 поставляется в виде листов, плит, прутков и труб. Проволока чаще всего используется для различных сварочных целей и производится из марки ВТ1-00св.

В настоящее время известно довольно большое число серийных титановых сплавов, отличающихся по химическому составу, механическим и технологическим свойствам. Наиболее распространенные легирующие элементы в таких материалах: алюминий, ванадий, молибден, марганец, хром, кремний, олово, цирконий, железо.

Титановый сплав ВТ5 содержит 5% алюминия. Он отличается более высокими прочностными свойствами по сравнению с титаном, но его технологичность невелика. Сплав куется, прокатывается, штампуется и хорошо сваривается. Из марки ВТ5 получают титановые прутки (круги), проволоку и трубы, а также листы. Его применяют при изготовлении деталей, работающих при температуре до 400 °С.

Сплав титана ВТ5-1 помимо 5% алюминия содержит 2-3% олова. Олово улучшает его технологические свойства. Из марки ВТ5-1 изготавливают все виды полуфабрикатов, получаемых обработкой давлением: титановые плиты, а также листы, поковки, штамповки, профили, трубы и проволоку. Он предназначен для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур: от криогенных (отрицательных) до + 450 °С.

Титановые сплавы ОТ4 и ОТ4-1 в качестве легирующих элементов содержат алюминий и марганец. Они обладают высокой технологической пластичностью (хорошо деформируются в горячем и холодном состоянии) и хорошо свариваются всеми видами сварки. Указанный материал идет, в основном, на изготовление титановых плит и листов, лент и полос, а также прутков и кругов, поковок, профилей и труб. Из титановых сплавов ОТ4 и ОТ4-1 изготовляют с применением сварки, штамповки и гибки детали, работающие до температуры 350 °С. Данные материалы имеют недостатки: 1) сравнительно невысокая прочность и жаропрочность; 2) большая склонность к водородной хрупкости. В сплаве ПТ3В марганец заменяется на ванадий.

Титановый сплав ВТ20 разрабатывали как более прочный листовой материал по сравнению с ВТ5-1. Упрочнение марки ВТ20 обусловлено ее легированием, помимо алюминия, цирконием и небольшими количествами молибдена и ванадия. Технологическая пластичность сплава ВТ20 невысока из-за большого содержания алюминия, однако, он отличается высокой жаропрочностью. Данный материал хорошо сваривается, прочность сварного соединения равна прочности основного металла. Сплав предназначен для изготовления изделий, работающих длительное время при температурах до 500 °С.

Титановый сплав ВТ3-1 относится к системе Ti – Al – Cr – Mo – Fe – Si. Он обычно подвергается изотермическому отжигу. Такой отжиг обеспечивает наиболее высокую термическую стабильность и максимальную пластичность. Марка ВТ3-1 относится к числу наиболее освоенных в производстве сплавов. Он предназначен для длительной работы при 400 – 450 °С; это жаропрочный материал с довольно высокой длительной прочностью. Из него поставляют прутки (титановые круги), профили, плиты, поковки, штамповки.

Достоинства / недостатки

    Достоинства:
  • малая плотность (4500 кг/м 3 ) способствует уменьшению массы выпускаемых изделий;
  • высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;
  • необычайно высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью Ti 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, Ti значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;
  • активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего Ti и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;
  • трудности вовлечения в производство титановых отходов;
  • плохие антифрикционные свойства, обусловленные налипанием Ti на многие материалы; титан в паре с титаном вообще не может работать на трение;
  • высокая склонность Ti 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.

Области применения

Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техники и морского судостроения. Его, а также ферротитан используют как легирующую добавку к качественным сталям и как раскислитель. Технический титан идет на изготовление емкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов, клапанов и других изделий, работающих в агрессивных средах. Из компактного титана изготавливают сетки и другие детали электровакуумных приборов, работающих при высоких температурах.

По использованию в качестве конструкционного материала Ti находится на 4-ом месте, уступая лишь Al, Fe и Mg. Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов. Биологическая безвредность данного металла делает его превосходным материалом для пищевой промышленности и восстановительной хирургии.

Титан и его сплавы нашли широкое применение в технике ввиду своей высокой механической прочности, которая сохраняется при высоких температурах, коррозионной стойкости, жаропрочности, удельной прочности, малой плотности и прочих полезных свойств. Высокая стоимость данного металла и материалов на его основе во многих случаях компенсируется их большей работоспособностью, а в некоторых случаях они являются единственным сырьем, из которого можно изготовить оборудование или конструкции, способные работать в данных конкретных условиях.

Титановые сплавы играют большую роль в авиационной технике, где стремятся получить наиболее легкую конструкцию в сочетании с необходимой прочностью. Ti легок по сравнению с другими металлами, но в то же время может работать при высоких температурах. Из материалов на основе Ti изготавливают обшивку, детали крепления, силовой набор, детали шасси, различные агрегаты. Также данные материалы применяются в конструкциях авиационных реактивных двигателей. Это позволяет уменьшить их массу на 10-25%. Из титановых сплавов производят диски и лопатки компрессоров, детали воздухозаборников и направляющих в двигателях, различный крепеж.

Еще одной областью применения является ракетостроение. Ввиду кратковременной работы двигателей и быстрого прохождения плотных слоев атмосферы в ракетостроении в значительной мере снимаются проблемы усталостной прочности, статической выносливости и отчасти ползучести.

Технический титан из-за недостаточно высокой тепловой прочности не пригоден для применения в авиации, но благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии в ряде случаев незаменим в химической промышленности и судостроении. Так его применяют при изготовлении компрессоров и насосов для перекачки таких агрессивных сред, как серная и соляная кислота и их соли, трубопроводов, запорной арматуры, автоклав, различного рода емкостей, фильтров и т. п. Только Ti обладает коррозионной стойкостью в таких средах, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, поэтому из данного металла изготовляют оборудование для хлорной промышленности. Также из него делают теплообменники, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей). В судостроении титан используется для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На данный материал не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении.

Титановые сплавы перспективны для использования во многих других применениях, но их распространение в технике сдерживается высокой стоимостью и недостаточной распространенностью данного металла.

Соединения титана также получили широкое применение в различных отраслях промышленности. Карбид (TiC) обладает высокой твердостью и применяется в производстве режущих инструментов и абразивных материалов. Белый диоксид (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Титанорганические соединения (например, тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения Ti применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки. Диборид (TiB2)- важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов. Нитрид (TiN) применяется для покрытия инструментов.

Двоякость свойств металла титан

Многих интересует немного загадочный и не до конца изученный титан — металл, свойства которого отличаются некоторой двоякостью. Металл и самый прочный, и самый хрупкий.

Его открыли двое ученых с разницей в 6 лет — англичанин У. Грегор и немец М. Клапрот. Название титана связывают, с одной стороны, с мифическими титанами, сверхъестественными и бесстрашными, с другой стороны, с Титанией — королевой фей.
Это один из самых распространенных в природе материалов, но процесс получения чистого металла отличается особой сложностью.

Свойства титана

22 химический элемент таблицы Д. Менделеева Titanium (Ti) относится к 4 группе 4 периода.

Цвет титана серебристо-белый с выраженным блеском. Его блики переливаются всеми цветами радуги.

Это один из тугоплавких металлов. Он плавится при температуре +1660 °С (±20°). Титан отличается парамагнитностью: он не намагничивается в магнитном поле и не выталкивается из него.
Металл характеризуется низкой плотностью и высокой прочностью. Но особенность этого материала заключается в том, что даже минимальные примеси других химических элементов кардинально изменяют его свойства. При наличии ничтожной доли других металлов титан теряет свою жаропрочность, а минимум неметаллических веществ в его составе делают сплав хрупким.
Эта особенность обуславливает наличие 2 видов материала: чистого и технического.

  1. Титан чистого вида используют там, где требуется очень легкое вещество, выдерживающее большие нагрузки и сверхвысокие температурные диапазоны.
  2. Технический материал применяется там, где ценятся такие параметры, как легкость, прочность и устойчивость к коррозии.

Вещество обладает свойством анизотропности. Это означает, что металл может изменять свои физические характеристики, исходя из приложенных усилий. На эту особенность следует обращать внимание, планируя применение материала.

Проведенные исследования свойств титана в нормальных условиях подтверждают его инертность. Вещество не реагирует на элементы, находящиеся в окружающей атмосфере.
Изменение параметров начинается при повышении температуры до +400°С и выше. Титан вступает в реакцию с кислородом, может воспламеняться в азоте, впитывает газы.
Эти свойства затрудняют получение чистого вещества и его сплавов. Производство титана основано на применении дорогостоящей вакуумной аппаратуры.

Титан и конкуренция с другими металлами

Этот металл постоянно сравнивают с алюминием и сплавами железа. Многие химические свойства титаназначительно лучше, чем у конкурентов:

  1. По механической прочности титан превосходит железо в 2 раза, а алюминий в 6 раз. Прочность его увеличивается при снижении температуры, чего не отмечается у конкурентов.
    Антикоррозионные характеристики титана значительно превышают показатели других металлов.
  2. При температурах окружающей среды металл абсолютно инертен. Но при повышении температуры свыше +200°С вещество начинает поглощать водород, изменяя свои характеристики.
  3. При более высоких температурах титан вступает в реакции с другими химическими элементами. Он обладает высокой удельной прочностью, что в 2 раза превосходит свойства лучших сплавов железа.
  4. Антикоррозионные свойства титана значительно превышают показатели алюминия и нержавеющей стали.
  5. Вещество плохо проводит электричество. Титан имеет удельное электросопротивление в 5 раз выше, чем у железа, в 20 раз, чем у алюминия, и в 10 раз выше, чем у магния.
  6. Титан характеризуется низкой теплопроводностью, это обусловлено низким коэффициентом температурного расширения. Она меньше в 3 раза, чем у железа, и в 12, чем у алюминия.

Какими способами получают титан?

Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

  • ильменит;
  • рутил;
  • анатаз;
  • перовскит;
  • брукит.

Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

  1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество – тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
  2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап – разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
  3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
  4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры – +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

Области применения

Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

  • В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.
  • На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
  • Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.
  • В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель. Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
  • В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли. Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

Чистый титан имеет свои области применения. Он нужен там, где необходима стойкость к высоким температурам и при этом должна сохраняться прочность металла.

Его применяют в:

  • авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
  • медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
  • технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана – при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

  • на изготовление краски используется 60 %;
  • пластик потребляет 20 %;
  • в производстве бумаги используют 13 %;
  • машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.

ТИТАН — супермен среди металлов

Титаном назвали металл не зря. Имя принадлежит мифологическим древнегреческим божествам, олицетворявшим силу и мощь природы. Герой статьи делится своей силой с человеком.

Кто открыл суперметалл

История открытия рядовая. Химик и священник Грегор обнаружил оксид неизвестного металла, и дал ему название «менакеновая земля».

Чуть позже немецкий химик Клапрот, исследуя минерал рутил, обнаружил в нем новый элемент, который назвал титаном.

Чистый титан удалось получить талантливому исследователю Берцелиусу.

Свойства титана

Титан относится к металлам; в периодической таблице Менделеева имеет № 22; он легкий, прочный, устойчив к коррозии. Внешне (цветом) похож на алюминий или нержавеющую сталь.

  1. На воздухе образует на поверхности оксидную пленку.
  2. Имеет высокую химическую и коррозионную стойкость (благодаря защитной оксидной пленке).
  3. Имеет две аллотропные модификации: низкотемпературная (существует до температуры 882°С) и высокотемпературная.
  4. Обладает парамагнитными свойствами.
  5. Титан образует с другими металлами интерметаллические соединений, его добавляют в сплавы.

Титановая пыль взрывается, а его стружка пожароопасна.

Металл образует с карбидами тугоплавкие высокотвердые соединения.

Свойства атома
Название, символ, номер Тита́н / Titanium (Ti), 22
Атомная масса
(молярная масса)
47,867(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 3d2 4s2
Радиус атома 147 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 132 пм
Радиус иона (+4e)68 (+2e)94 пм
Электроотрицательность 1,54 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −1,63
Степени окисления 2, 3, 4
Энергия ионизации
(первый электрон)
657,8 (6,8281[2]) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 4,54 г/см³
Температура плавления 1670 °C
1943 K
Температура кипения 3560 K
Уд. теплота плавления 18,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения 422,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 25,1[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём 10,6 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
плотноупакованная (α-Ti)
Параметры решётки a=2,951 с=4,697 (α-Ti)
Отношение c/a 1,587
Температура Дебая 380 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 21,9 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-32-6

Месторождения

Титан называют редким металлом, что не совсем верно. По запасам титансодержащих руд элемент занимает 10 место.

Известно больше 100 таких руд. Среди них:

  • рутил;
  • титаномагнетит;
  • ильменит;
  • титанит.

Месторождения титансодержащих руд:

  • Россия;
  • Китай;
  • ЮАР;
  • Украина;
  • Бразилия.

Добыча и переработка

Титан получают из концентрата титансодержащих руд методами пирометаллургии или сернокислотной переработки.

Концентраты из ильменитовых руд плавят в электродуговых печах.

При необходимости черновой металл рафинируют.

Марки титана и виды изделий

Виды выпускаемых титановых изделий:

  • плиты;
  • трубы;
  • проволока;
  • прутки;
  • порошок;
  • листы.
Марка титана Чистота (содержание чистого Ti)
ВТ1-0 99,24-99,7%
ВТ1-00 99,58-99,9%
ВТ1-00св 99,39-99,9%

Сплавы

Титановые сплавы по областям применения делятся на деформируемые и литейные.

Марка сплава Присадки
ВТ3-1 Ti, Al, Cr, Mo, Fe, S
ВТ5-1 Ti-Al-Sn
ПТ-7М Ti-Al-Zr
ОТ4-1 Ti-Al-Mn
ВТ18 Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Si
ВТ14 Ti-A1-Мо-V

Плюсы и минусы металла и его сплавов

Достоинства титановых сплавов:

  1. Соотношение прочность-плотность у титановых сплавов почти в 2 раза лучше, чем у легированных сталей.
  2. Высокая механическая прочность.
  3. Отличная коррозионная стойкость, что позволяет изделиям работать в агрессивных средах.

К недостаткам титановых сплавов можно отнести:

  1. Высокая цена (титан гораздо дороже многих цветных металлов).
  2. При обработке металла и его сплавов возникает проблема налипания, что грозит быстрым износом режущих инструментов.
  3. Сложности при сварке титановых изделий.

Применение

Область применения титановых изделий широка, хотя может ограничиваться ценовой составляющей.

Есть случаи, когда титановые сплавы — единственные, которые возможно использовать в конкретных условиях.

  • Надежность продукции из титана проверялась на гоночных автомобилях.
  • Металл и его сплавы незаменимы в ракето- и судостроении, химической, энергетической промышленности.
  • Титановые соединения востребованы в производстве конденсаторов турбин, труб для перекачки агрессивных жидкостей, сосудов высокого давления.
  • Перспективная область применения титановых сплавов — оборудование для глубокого и сверхглубокого бурения.
  • Не обходятся без титановых изделий оборонная и военная промышленности.

Стоимость металла

Цена титана в порошке ПТМ-1 7500 рублей за килограмм (на 25.07.2020).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: