Perbezaan antara tungsten dan titanium

Tungsten

Tatanama, Asal dan Penemuan

Tungsten berasal dari bahasa Sweden Tung Sten, atau "batu berat". Ia diwakili oleh simbol w, kerana ia dikenali sebagai Wolfram di banyak negara Eropah. Ini berasal dari Jerman untuk "busa serigala", kerana pelombong timah awal menyedari bahawa mineral yang mereka panggil wolframite mengurangkan hasil timah ketika hadir dalam bijih timah, oleh itu ia seolah -olah mengambil timah seperti domba serigala yang memakan serigala. [i]

Pada tahun 1779, Peter Woulfe memeriksa Sheelite dari Sweden dan mendapati bahawa ia mengandungi logam baru. Dua tahun kemudian, Carl Wilhelm Scheele mengurangkan asid tungstic dari mineral ini dan mengasingkan oksida putih berasid. Dua tahun kemudian, Juan dan Fausto Elhuyar di Vergara, Sepanyol, mengasingkan oksida logam yang sama dari asid yang sama dikurangkan dari wolframite. Mereka memanaskan oksida logam dengan karbon, mengurangkannya ke logam tungsten.

Sifat fizikal dan kimia

Tungsten adalah logam berkilat, keperakan putih dan mempunyai nombor atom 74 pada jadual berkala unsur dan berat atom standard (a_r) daripada 183.84.[ii]

Ia mempunyai titik lebur tertinggi dari semua elemen, ketumpatan ultra tinggi dan sangat sukar dan stabil. Ia mempunyai tekanan wap terendah, pekali terendah pengembangan haba dan kekuatan tegangan tertinggi semua logam. Ciri -ciri ini disebabkan oleh ikatan kovalen yang kuat antara atom tungsten yang dibentuk oleh elektron 5D. Atom membentuk struktur kristal padu berpusatkan badan.

Tungsten juga konduktif, agak tidak aktif, hypoallergenic dan mempunyai sifat perisai radiasi. Bentuk tungsten yang paling murni mudah dibentuk dan bekerja dengan memalsukan, menyematkan, melukis dan sintering. Extruding dan lukisan melibatkan menolak dan menarik, masing -masing, tungsten panas melalui "mati" (acuan), manakala sintering adalah pencampuran serbuk tungsten dengan logam serbuk lain untuk menghasilkan aloi.

Kegunaan komersial

Aloi tungsten sangat sukar, seperti tungsten carbide, yang digabungkan dengan seramik untuk membentuk "keluli berkelajuan tinggi"- ini digunakan untuk membuat latihan, pisau dan pemotongan, alat gergaji dan penggilingan. Ini digunakan dalam industri kerja logam, perlombongan, kerja kayu, pembinaan dan petroleum dan menyumbang 60% penggunaan tungsten secara komersil.

Tungsten digunakan dalam elemen pemanasan dan relau suhu tinggi. Ia juga terdapat dalam balast dalam ekor pesawat, kapal layar dan kereta lumba, serta berat dan peluru.

Kalsium dan magnesium tungstates pernah digunakan untuk filamen dalam mentol lampu pijar, tetapi dianggap tenaga tidak cekap. Aloi tungsten, bagaimanapun, digunakan dalam litar superconducting suhu rendah.

Kristal tungstates digunakan dalam fizik nuklear dan ubat nuklear, tiub sinar sinar-X dan katod, elektrod kimpalan arka dan mikroskop elektron. Tungsten Trioxide digunakan dalam pemangkin, seperti yang digunakan dalam loji kuasa yang berjalan di arang batu. Garam tungsten lain digunakan dalam industri kimia dan penyamakan.

Beberapa aloi digunakan sebagai barang kemas, sementara yang diketahui membentuk magnet kekal dan beberapa superalloy digunakan sebagai salutan tahan haus.

Tungsten adalah logam paling berat untuk mempunyai peranan biologi, tetapi hanya dalam bakteria dan archaea. Ia digunakan oleh enzim yang mengurangkan asid karboksilik kepada aldehid. [iii]

Titanium

Tatanama, Asal dan Penemuan

Titanium berasal dari perkataan "titans", anak -anak dewi bumi dalam mitologi Yunani. Pendeta William Gregor, ahli geologi amatur, mendapati bahawa pasir hitam dengan sungai di Cornwall, 1791, tertarik dengan magnet. Dia menganalisisnya dan mengetahui bahawa pasir mengandungi oksida besi (menjelaskan magnet), serta mineral yang dikenali sebagai Menachanite, yang disimpulkannya diperbuat daripada oksida logam putih yang tidak diketahui. Ini dilaporkan kepada Persatuan Geologi Diraja Cornwall.

Pada tahun 1795, saintis Prusia Martin Heinrich Klaproth dari Boinik menyiasat bijih merah yang dikenali sebagai Schörl dari Hungary dan menamakan elemen oksida yang tidak diketahui yang terkandung, Titanium. Beliau juga mengesahkan kehadiran Titanium di Menachanite.

Kompaun TiO₂ adalah mineral yang dikenali sebagai rutil. Titanium juga berlaku di mineral ilmenit dan sphene, yang terdapat terutamanya dalam batu -batu igneus dan sedimen yang diperoleh dari mereka, tetapi juga diedarkan di seluruh litosfera bumi.

Titanium tulen pertama kali dibuat oleh Matthew a. Hunter pada tahun 1910 di Institut Politeknik Rensselaer dengan pemanasan titanium tetrachloride (dihasilkan oleh pemanasan titanium dioksida dengan klorin atau sulfur) dan logam natrium dalam apa yang kini dikenali sebagai proses pemburu. William Justin Kroll kemudian mengurangkan titanium tetrachloride dengan kalsium pada tahun 1932 dan kemudian menapis proses menggunakan magnesium dan natrium. Ini membolehkan titanium digunakan di luar makmal dan apa yang kini dikenali sebagai proses Kroll masih digunakan secara komersial hari ini.

Titanium kesucian yang sangat tinggi dihasilkan dalam kuantiti kecil oleh Anton Eduard Van Arkel dan Jan Hendrik de Boer dalam proses Iodida atau Crystal Bar pada tahun 1925 dengan bertindak balas dengan titanium dengan iodin dan memisahkan wap yang terbentuk di atas filamen panas.[iv]

Sifat fizikal & kimia

Titanium adalah logam keras, berkilat, keperakan putih yang diwakili oleh simbol ti pada jadual berkala. Ia mempunyai nombor atom 22 dan berat atom standard (a_r) daripada 47.867. Atom membentuk struktur kristal yang penuh dengan heksagon yang mengakibatkan logam menjadi kuat seperti keluli, tetapi kurang padat. Malah, Titanium mempunyai nisbah kekuatan-ke-ketumpatan tertinggi semua logam.

Titanium adalah mulur dalam persekitaran bebas oksigen dan dapat menahan suhu yang melampau kerana titik lebur yang agak tinggi. Ia bukan magnet dan mempunyai konduktiviti elektrik dan terma yang rendah.

Logam tahan kakisan dalam air laut, air berasid dan klorin, serta reflektor yang baik dari radiasi inframerah. Sebagai photocatalyst, ia mengeluarkan elektron dengan kehadiran cahaya, yang bertindak balas dengan molekul untuk membentuk radikal bebas yang membunuh bakteria. [v]

Titanium menghubungkan dengan baik dengan tulang dan tidak toksik, walaupun titanium dioksida halus adalah karsinogen yang disyaki. Zirkonium, isotop titanium yang paling biasa, mempunyai banyak sifat kimia dan fizikal yang berbeza.

Kegunaan komersial

Titanium paling biasa digunakan dalam bentuk titanium dioksida, yang merupakan komponen utama pigmen putih terang yang terdapat dalam cat, plastik, enamel, kertas, ubat gigi dan makanan tambahan E171. Sebatian Titanium adalah komponen pelindung matahari dan perokok, digunakan dalam piroteknik dan meningkatkan penglihatan dalam pemerhatian solar. [vi]

Titanium juga digunakan dalam industri kimia dan petrokimia dan pembangunan bateri lithium. Sebatian titanium tertentu membentuk komponen pemangkin, contohnya yang digunakan dalam pengeluaran polipropilena.

Titanium terkenal dengan penggunaannya dalam peralatan sukan seperti raket tenis, kelab golf dan bingkai basikal dan peralatan elektronik seperti telefon bimbit dan komputer riba. Aplikasi pembedahannya termasuk penggunaan dalam implan ortopedik dan prostesis perubatan.

Apabila dipadamkan dengan aluminium, molibdenum, besi atau vanadium, titanium digunakan untuk melapisi alat pemotongan dan salutan pelindung atau bahkan dalam perhiasan atau sebagai penamat hiasan. TiO₂ Coatings ke permukaan kaca atau jubin boleh mengurangkan jangkitan di hospital, mencegah fogging cermin pandangan sampingan di kenderaan bermotor dan mengurangkan pembentukan kotoran di bangunan, trotoar dan jalan raya.

Titanium membentuk bahagian penting struktur yang terdedah kepada air laut, seperti loji penyahgaraman, kapal dan kapal selam kapal selam dan aci kipas, serta paip kondensor loji kuasa. Kegunaan lain termasuk membuat komponen untuk industri aeroangkasa dan pengangkutan dan tentera, seperti pesawat, kapal angkasa, peluru berpandu, penyaduran perisai, enjin dan sistem hidraulik. Penyelidikan sedang dijalankan untuk menentukan kesesuaian Titanium sebagai bahan kontena penyimpanan sisa nuklear. iv

Perbezaan utama antara tungsten dan titanium

• Tungsten berasal dari mineral scheelite dan wolframite. Titanium ditemui di mineral ilmenit, rutil dan sphene.
• Tungsten dihasilkan dengan mengurangkan asid tungstic dari mineral, mengasingkan oksida logam dan mengurangkannya menjadi logam dengan pemanasan dengan karbon. Titanium dihasilkan dengan membentuk titanium tetrachloride melalui proses klorida atau sulfat dan memanaskannya dengan magnesium dan natrium.
• Tungsten adalah nombor 74 pada jadual berkala, dengan berat atom relatif 84. Titanium adalah nombor 22, dengan berat atom relatif 47.867.
• Atom tungsten membentuk struktur kristal padu berpusatkan badan. Atom titanium membentuk struktur kristal yang rapat dengan heksagon.
• Tungsten sangat kuat, keras dan padat. Titanium sangat kuat dan sukar dan mempunyai ketumpatan yang lebih rendah.
• Tungsten sedikit magnet dan sedikit konduktif. Titanium bukan magnetik dan kurang konduktif elektrik.
• Tungsten tidak seperti kakisan dalam air masin sebagai titanium dan bukan fotokatalis seperti titanium.
• Tungsten mempunyai peranan biologi, tetapi titanium tidak.
• Tungsten mudah dibentuk dalam bentuk yang paling murni. Titanium adalah mulur dalam persekitaran bebas oksigen.

Tungsten digunakan dalam elemen pemanasan, berat, litar superconducting suhu rendah dan mempunyai aplikasi dalam fizik nuklear dan peranti pemancar elektron. Titanium digunakan dalam pigmen putih, peralatan sukan, implan pembedahan dan struktur laut.