Titan ist das Metall der Zukunft
Relevanz
Die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts war geprägt von der weltweiten Verbreitung der Titanproduktion. Dieses Metall hat eine Reihe von Vorteilen, seine Vorkommen sind überall zu finden und seine einzigartigen Verbrauchereigenschaften machten es möglich, Titan als das Metall der Zukunft zu bezeichnen. Dieses Material ist genauso leicht und korrosionsbeständig wie eine Aluminium-Magnesium-Legierung, aber unvergleichlich fester, hitzebeständiger und Metallermüdung ist bei ihm unbekannt. Titanteile sind im Gegensatz zu Stahlteilen etwa 2−3 mal leichter. Titanlegierungen sind aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit im Schiffbau unverzichtbar. Im 19. Jahrhundert war abzusehen, dass dieses Metall künftig zur Herstellung von Panzerungen für Schiffe, U-Boote, Propeller und Torpedos verwendet werden würde. Die Schalen haften nicht an Titanlegierungen, was den Widerstand des Gefäßes während der Bewegung erhöht.
Hohe Kosten
Dieses praktisch unbestrittene Material für die Luft- und Raumfahrtindustrie ist recht schwer zu verarbeiten und weist komplexe chemische und physikalische Eigenschaften auf. Im Jahr 1940 schlug William Kroll die Herstellung von metallischem Titan in Form eines Schwamms durch Reduktion von TiCl 4 -Tetrachlorid mit Magnesium vor, doch diese Methode erwies sich als sehr teuer und kompliziert. In die Entwicklung dieses Metalls wurden mehrere Milliarden Dollar investiert, eine Alternative zu dieser Methode wurde jedoch noch nicht gefunden. Metall ist auch heute noch sehr teuer. Nehmen wir die UdSSR, dann wurde während des «Wettrüstens» Ende der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts fast die gesamte Jahresproduktion von Titan für ein einzigartiges Projekt ausgegeben. Es entstand ein Atom-U-Boot, bei dem Titan als Hauptkonstruktionsmaterial diente. Dieses U-Boot stellte einen (bis heute ungebrochenen) Weltrekord für Unterwassergeschwindigkeit auf, ist nicht magnetisch und verfügt über eine einzigartige Eintauchtiefe. .
Geschichte
Bisher beschäftigen sich 4 Hersteller mit der Herstellung von Titanschwamm, und es gibt etwa 10 Großverbraucher. Verbraucher wiederum stellen Titanprodukte aus Titanwalzprodukten her. Bereits zu Zeiten der UdSSR wurde hier die Titanindustrie gegründet. Es entstand der größte Industriekomplex zur Herstellung von Titan mit einer Kapazität von 80.000 Tonnen pro Jahr. Nach diesem Indikator war das Land das erste der Welt. Die Branche umfasste eine Reihe der größten Unternehmen: in Zaporozhye (ZTMK), in Ustje-Kamenogorsk (UKTMC), in Werchnesaldinsk (VSMPO) und im Gebiet Swerdlowsk (VSMPO, jetzt AVISMA). Auf AVISMA entfällt mittlerweile ein Drittel der Gesamtproduktion von Titanschwamm und ein Viertel der Titanwalzprodukte. Die Erhaltung und Weiterentwicklung der Titanproduktion ist keine leichte Aufgabe. Im Jahr 1991, als die UdSSR zusammenbrach, kam es zu einem starken Rückgang der Auftragszahlen, die Titanindustrie geriet in eine Krise. Zu diesem Zeitpunkt gab es Dutzende Male einen Rückgang der Bestellungen. Aber die Titanindustrie hat sich wiederbelebt.
Verwendung
Im industriellen Maßstab wurden Titanlegierungen erstmals bei der Konstruktion eines Flugzeugtriebwerks eingesetzt, wodurch dessen Gewicht um 10−25% reduziert werden konnte. Titanlegierungen werden zur Herstellung von Scheiben und Schaufeln von Kompressoren, Teilen von Lufteinlässen, Leitschaufeln und Befestigungselementen verwendet. Solche Legierungen haben die weiteste Anwendung in Überschallflugzeugen gefunden. Die Erhöhung der Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs führte zu einem Anstieg der Hauttemperatur. Aluminiumlegierungen genügen den Anforderungen der Luftfahrttechnik bei Überschallgeschwindigkeit nicht mehr, wenn sich die Haut auf 246−316 °C erwärmt. Optimal unter solchen Bedingungen war die Verwendung von Titan. In den 1970er Jahren nahm der Einsatz von Titanlegierungen für zivile Flugzeugzellen zu. Die Gesamtmasse der Titanteile des Mittelstreckenflugzeugs TU-204 beträgt 2570 kg. Titan wird auch zunehmend in der Struktur von Luftschiffen und Hubschraubern für Teile von Rotorantrieben sowie Steuerungssystemen eingesetzt. Und moderne Raketenwissenschaftler, die Flüge zu anderen Planeten planen, können mit gutem Grund sagen, dass Titan das Metall der Zukunft ist.
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