TheLib.Ru » Энциклопедии » БСЭ » Большая Советская Энциклопедия (ТИ) » онлайн-чтение (стр. 17)

 

 

Спенса.Отстаивал идею ниспровержения существовавшей политической системы. Высказываясь за применение насильственных методов борьбы, Т. склонялся к заговорщической тактике. Подвергался неоднократным арестам. После событий при «Питерлоо» (1819) составил новый заговор, предусматривавший террористические акты против членов правительства. Отсутствие у Т. и его группы массовой базы предопределило неудачу заговора, раскрытого властями (с помощью провокатора Дж. Эдвардса). Т. вместе с 4 своими соратниками был повешен.
     Лит.:Черняк Е. Б., Демократическое движение в Англии. 1816—1820, М., 1957.

Флавиев.Сын и преемник Веспасиана.В 73—79, будучи соправителем Веспасиана, вёл борьбу с аристократической сенаторской оппозицией. Став императором, правил в согласии с сенатом. Расходовал значительные средства на ликвидацию последствий мора и пожара в Риме в 80, извержения Везувия 24 августа 79 (от которого погибли гг. Помпеи, Геркуланум и Стабии), а также на раздачи, зрелища и общественное строительство (было закончено строительство Колизея, терм и т. д.). Античные авторы изображают Т. прекрасным императором, «утехой рода человеческого» (см., например, Suet., Titus, 1).

Гюйгенсом.См. Спутники планет.

лёгким металлам.Природный Т. 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 (Ti 1/2= 3,09 ч, 51Ti (Ti 1/2= 5,79 мин) и др.
     Историческая справка. Т. в виде двуокиси был открыт английским любителем-минералогом У. Грегором в 1791 в магнитных железистых песках местечка Менакан (Англия); в 1795 немецкий химик М. Г. Клапрот установил, что минерал рутил представляет собой природный окисел этого же металла, названного им «титаном» [в греческой мифологии титаны — дети Урана (Неба) и Геи (Земли)]. Выделить Т. в чистом виде долго не удавалось; лишь в 1910 американский учёный М. А. Хантер получил металлический Т. нагреванием его хлорида с натрием в герметичной стальной бомбе; полученный им металл был пластичен только при повышенных температурах и хрупок при комнатной из-за высокого содержания примесей. Возможность изучать свойства чистого Т. появилась только в 1925, когда нидерландские учёные А. Ван-Аркел и И. де Бур методом термической диссоциации иодида титана получили металл высокой чистоты, пластичный при низких температурах.
     Распространение в природе. Т. — один из распространённых элементов, среднее содержание его в земной коре (кларк) составляет 0,57% по массе (среди конструкционных металлов по распространённости занимает 4-е место, уступая железу, алюминию и магнию). Больше всего Т. в основных породах так называемой «базальтовой оболочки» (0,9%), меньше в породах «гранитной оболочки» (0,23%) и ещё меньше в ультраосновных породах (0,03%) и др. К горным породам, обогащенным Т., относятся пегматиты основных пород, щелочные породы, сиениты и связанные с ними пегматиты и др. Известно 67 минералов Т., в основном магматического происхождения; важнейшие — рутил и ильменит (см. также Титановые руды ) .
     В биосфере Т. в основном рассеян. В морской воде его содержится 1·10 -7%; Т. — слабый мигрант.
     Физические свойства. Т. существует в виде двух аллотропических модификаций: ниже температуры 882,5 °С устойчива a-форма с гексагональной плотноупакованной решёткой ( а= 2,951 , с= 4,679 ), а выше этой температуры — b-форма с кубической объёмно-центрированной решёткой а =3,269 . Примеси и легирующие добавки могут существенно изменять температуру a/b превращения.
     Плотность a-формы при 20 °С 4,505 г/см 3а при 870 °С 4,35 г/см 3 b-формы при 900 °С 4,32 г/см 3; атомный радиус Ti 1,46 , ионные радиусы Ti +0,94 , Ti 2+0,78 , Ti 3+0,69 , Ti 4+0,64 , t пл1668±5°С, t кип3227 °С; теплопроводность в интервале 20—25 °С 22,065 вт/( мЧ К) [0,0527 кал/( смЧ секЧ °С)]; температурный коэффициент линейного расширения при 20 °С 8,5Ч10 -6, в интервале 20—700 °С 9,7Ч10 -6; теплоёмкость 0,523 кдж/( кгЧ К) [0,1248 кал/( гЧ°С)]; удельное электросопротивление 42,1Ч10 -6 омЧ смпри 20 °С; температурный коэффициент электросопротивления 0,0035 при 20 °С; обладает сверхпроводимостью ниже 0,38±0,01 К. Т. парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость (3,2±0,4)Ч10 -6при 20°С. Предел прочности 256 Мн/м 2(25,6 кгс/мм 2) ,относительное удлинение 72%, твёрдость по Бринеллю менее 1000 Мн/м 2(100 кгс/мм 2) .Модуль нормальной упругости 108000 Мн/м 2(10800 кгс/мм 2) .Металл высокой степени чистоты ковок при обычной температуре.
     Применяемый в промышленности технический Т. содержит примеси кислорода, азота, железа, кремния и углерода, повышающие его прочность, снижающие пластичность и влияющие на температуру полиморфного превращения, которое происходит в интервале 865—920 °С. Для технического Т. марок ВТ1-00 и ВТ1-0 плотность около 4,32 г/см 3 ,предел прочности 300— 550 Мн/м 2(30—55 кгс/мм 2) ,относительное удлинение не ниже 25%, твёрдость по Бринеллю 1150—1650 Мн/м 2(115—165 кгс/мм 2) .Конфигурация внешней электронной оболочки атома Ti 3 d 24 s 2.
     Химические свойства. Чистый Т. — химически активный переходный элемент,в соединениях имеет степени окисления + 4, реже +3 и +2. При обычной температуре и вплоть до 500—550 °С коррозионно устойчив, что объясняется наличием на его поверхности тонкой, но прочной окисной плёнки.
     С кислородом воздуха заметно взаимодействует при температуре выше 600 °С с образованием TiO 2(см. также Титана окислы ) .Тонкая титановая стружка при недостаточной смазке может загораться в процессе механической обработки. При достаточной концентрации кислорода в окружающей среде и повреждении окисной плёнки путём удара или трения возможно загорание металла при комнатной температуре и в сравнительно крупных кусках.
     Окисная плёнка не защищает Т. в жидком состоянии от дальнейшего взаимодействия с кислородом (в отличие, например, от алюминия), и поэтому его плавка и сварка должны проводиться в вакууме, в атмосфере нейтрального газа или под флюсом. Т. обладает способностью поглощать атмосферные газы и водород, образуя хрупкие сплавы, непригодные для практического использования; при наличии активированной поверхности поглощение водорода происходит уже при комнатной температуре с небольшой скоростью, которая значительно возрастает при 400 °С и выше. Растворимость водорода в Т. является обратимой, и этот газ можно удалить почти полностью отжигом в вакууме. С азотом Т. реагирует при температуре выше 700 °С, причём получаются нитриды типа TiN; в виде тонкого порошка или проволоки Т. может гореть в атмосфере азота. Скорость диффузии азота и кислорода в Т. значительно ниже, чем водорода. Получаемый в результате взаимодействия с этими газами слой отличается повышенными твёрдостью и хрупкостью и должен удаляться с поверхности титановых изделий путём травления или механической обработки. Т. энергично взаимодействует с сухими галогенами (см. Титана галогениды ) ,по отношению к влажным галогенам устойчив, так как влага играет роль ингибитора.
     Металл устойчив в азотной кислоте всех концентраций (за исключением красной дымящейся, вызывающей коррозионное растрескивание Т., причём реакция иногда идёт со взрывом), в слабых растворах серной кислоты (до 5% по массе). Соляная, плавиковая, концентрированная серная, а также горячие органические кислоты: щавелевая, муравьиная и трихлоруксусная реагируют с Т.
     Т. коррозионно устойчив в атмосферном воздухе, морской воде и морской атмосфере, во влажном хлоре, хлорной воде, горячих и холодных растворах хлоридов, в различных технологических растворах и реагентах, применяемых в химической, нефтяной, бумагоделательной и др. отраслях промышленности, а также в гидрометаллургии. Т. образует с С, В, Se, Si металлоподобные соединения, отличающиеся тугоплавкостью и высокой твёрдостью. Карбид TiG ( t пл3140 °С) получают нагреванием смеси TiO 2с сажей при 1900—2000 °С в атмосфере водорода; нитрид TiN ( t пл2950 °С) — нагреванием порошка Т. в азоте при температуре выше 700 °С. Известны силициды TiSi 2, Ti 5Si 3, TiSi и бориды TiB, Ti 2B 5, TiB 2. При температурах 400—600 °С Т. поглощает водород с образованием твёрдых растворов и гидридов (TiH, TiH 2). При сплавлении TiO 2со щелочами образуются соли титановых кислот мета- и ортотитанаты (например, Na 2TiO 3и Na 4TiO 4), а также полититанаты (например, Na 2Ti 2O 5и Na 2Ti 3O 7). К титанатам относятся важнейшие минералы Т., например ильменит FeTiO 3, перовскит CaTiO 3. Все титанаты малорастворимы в воде. Двуокись Т., титановые кислоты (осадки), а также титанаты растворяются в серной кислоте с образованием растворов, содержащих титанилсульфат TiOSO 4. При разбавлении и нагревании растворов в результате гидролиза осаждается H 2TiO 3, из которой получают двуокись Т. При добавлении перекиси водорода в кислые растворы, содержащие соединения Ti (IV), образуются перекисные (надтитановые) кислоты состава H 4TiO 5и H 4TiO 8и соответствующие им соли; эти соединения окрашены в жёлтый или оранжево-красный цвет (в зависимости от концентрации Т.), что используется для аналитического определения Т.
     Получение. Наиболее распространённым методом получения металлического Т. является магниетермический метод, то есть восстановление тетрахлорида Т. металлическим магнием (реже — натрием):
     TiCl 4+ 2Mg = Ti + 2MgCl 2.
     В обоих случаях исходным сырьём служат окисные руды Т. — рутил, ильменит и др. В случае руд типа ильменитов Т. в форме шлака отделяется от железа путём плавки в электропечах. Шлак (так же, как рутил) подвергают хлорированию в присутствии углерода с образованием тетрахлорида Т., который после очистки поступает в восстановительный реактор с нейтральной атмосферой.
     Т. по этому процессу получается в губчатом виде и после измельчения переплавляется в вакуумных дуговых печах на слитки с введением легирующих добавок, если требуется получить сплав. Магниетермический метод позволяет создать крупное промышленное производство Т. с замкнутым технологическим циклом, так как образующийся при восстановлении побочный продукт — хлорид магния направляется на электролиз для получения магния и хлора.
     В ряде случаев для производства изделий из Т. и его сплавов выгодно применять методы порошковой металлургии. Для получения особо тонких порошков (например, для радиоэлектроники) можно использовать восстановление двуокиси Т. гидридом кальция.
     Мировое производство металлического Т. развивалось весьма быстро: около 2 тв 1948, 2100 тв 1953, 20 000 тв 1957; в 1975 оно превысило 50 000 т.
     Применение. Основные преимущества Т. перед др. конструкционными металлами: сочетание лёгкости, прочности и коррозионной стойкости. Титановые сплавы по абсолютной, а тем более по удельной прочности (то есть прочности, отнесённой к плотности) превосходят большинство сплавов на основе др. металлов (например, железа или никеля) при температурах от -250 до 550 °С, а по коррозионности они сравнимы со сплавами благородных металлов (см. также Лёгкие сплавы ) .Однако как самостоятельный конструкционный материал Т. стал применяться только в 50-е гг. 20 в. в связи с большими техническими трудностями его извлечения из руд и переработки (именно поэтому Т. условно относили к редким металлам ) .Основная часть Т. расходуется на нужды авиационной и ракетной техники и морского судостроения (см. также Титановые сплавы ) .Сплавы Т. с железом, известные под названием «ферротитан» (20—50% Т.), в металлургии качественных сталей и специальных сплавов служат легирующей добавкой и раскислителем.
     Технический Т. идёт на изготовление ёмкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов и др. изделий, работающих в агрессивных средах, например в химическом машиностроении. В гидрометаллургии цветных металлов применяется аппаратура из Т. Он служит для покрытия изделий из стали (см. Титанирование ) .Использование Т. даёт во многих случаях большой технико-экономический эффект не только благодаря повышению срока службы оборудования, но и возможности интенсификации процессов (как, например, в гидрометаллургии никеля). Биологическая безвредность Т. делает его превосходным материалом для изготовления оборудования для пищевой промышленности и в восстановительной хирургии. В условиях глубокого холода прочность Т. повышается при сохранении хорошей пластичности, что позволяет применять его как конструкционный материал для криогенной техники. Т. хорошо поддаётся полировке, цветному анодированию и др. методам отделки поверхности и поэтому идёт на изготовление различных художественных изделий, в том числе и монументальной скульптуры. Примером может служить памятник в Москве, сооруженный в честь запуска первого искусственного спутника Земли. Из соединений титана практического значение имеют окислы Т., галогениды Т., а также силициды Т., используемые в технике высоких температур; бориды Т. и их сплавы, применяемые в качестве замедлителей в ядерных энергетических установках благодаря их тугоплавкости и большому сечению захвата нейтронов. Карбид Т., обладающий высокой твёрдостью, входит в состав инструментальных твёрдых сплавов, используемых для изготовления режущих инструментов и в качестве абразивного материала.
     Двуокись титана и титанат бария служат основой титановой керамики,а титанат бария — важнейший сегнетоэлектрик.
      С. Г. Глазунов.
     Титан в организме. Т. постоянно присутствует в тканях растений и животных. В наземных растениях его концентрация — около 10 -4% ,в морских — от 1,2 Ч10 -3до           8 Ч10 -2% ,в тканях наземных животных — менее 2 Ч10 -4% ,морских — от 2 Ч10 -4до        2 Ч10 -2%. Накапливается у позвоночных животных преимущественно в роговых образованиях, селезёнке, надпочечниках, щитовидной железе, плаценте; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека суточное поступление Т. с продуктами питания и водой составляет 0,85 мг;выводится с мочой и калом (0,33 и 0,52 мгсоответственно). Относительно малотоксичен.
     Лит.:Глазунов С. Г., Моисеев В. Н., Конструкционные титановые сплавы, М., 1974; Металлургия титана, М., 1968; Горощенко Я. Г., Химия титана, [ч. 1—2], К., 1970—72; Zwicker U., Titan und Titanlegierungen, B., 1974; Bowen H. I. M., Trace elements in biochemistry, L.— N. Y., 1966.

рутила, анатазаи брукита.В чистом виде TiO 2представляет собой белый порошок ( t nл1830—1850 °С). Получают технический TiO 2из рутила, из комплексных титано-железных руд типа ильменитов сернокислотным методом; окислением TiCl 4в плазменной струе кислорода при 1500—2000 К или сжиганием TiCl 4в кислороде. Окисные руды титана используются как сырьё для производства металлического титана (см. Титан ) .TiO 2широко применяется для изготовления высококачественной белой краски (титановые белила), а также в качестве пигмента и наполнителя в резиновой промышленности, в производстве пластмасс, искусственного волокна, в бумажной, кожевенной, металлургической и некоторых др. отраслях промышленности.
      С. Г. Глазунов.

Титанаты

    Титана'ты,соли титановых кислот; см.