Kim loại Titan là gì?

Trước khi đến với những điều thú vị về kim loại titan chúng ta hãy cùng tìm hiểu sơ về kim loại này. Theo Wikipidia Titani hay Titanium là một nguyên tố hóa học, một kim loại, có ký hiệu Ti và số thứ tự trong bảng tuần hoàn là 22. Titani là một kim loại chuyển tiếp có màu trắng bạc, tỉ trọng thấp và độ bền cao. Titani không bị ăn mòn trong nước biển, nước cường toan và chlor.

1. Tính chất của Titan

Titani có Khối lượng nguyên tử: 47,90

Nhiệt độ nóng chảy: 1941K ​(1668°C, ​3034°F)

Nhiệt độ sôi: 3560K ​(3287°C, ​5949°F)

Mật độ: 4,506 g/cm−3 (ở 0°C, 101.325 kPa)

Titan không tan trong khí clo, nước clo và hầu hết axít hữu cơ.

2. Ứng dụng của Titani trong đời sống

Mang trong mình nhiều đặc tính nổi trội kim loại này đang dần thay thế các kim loại khác như thép, nhôm, inox… trong ngành công nghiệp sản xuất. Các ứng dụng phổ biến của Titanium có thể kể đến như sản xuất máy bay, tên lửa trong ngành hàng không vũ trụ. Sản xuất khung xe đạp, ô tô… trong ngành xây dưng, xi mạ, sản xuất thiết bị y sinh dùng trong y tế và nhiều ứng dụng tuyệt vời khác.

Và đó là tổng quan về Titan, sau đây là những sự thật khiến bạn kinh ngạc về kim loại này.

3. Tên gọi đầu tiên không phải là Titan

Thật vậy, tên gọi đầu tiên của kim loại này không phải là Titan hay Titanium mà là Menachanite. Theo lịch sử nó được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1791 bởi William Gregor, 1 giáo sĩ người Cornish và là nhà khoáng vật học nghiệp dư. Trong khi nghiên cứu trầm tích ở thung lũng Manaccan. Trong mẫu phân tích của mình, ông đã phát hiện được một oxit của sắt và một kim loại chưa xác định được. Ông đã đặt tên cho nó là Menachanite nay ta được biết với tên gọi là Titan hay Titanium.

Với phát hiện của mình ông đã báo cáo cho hiệp hội địa chất hoàng gia Cornwall và công bố nó trên tạp chí khoa học Crell’s Annalen của Đức. Thông thường người phát hiện ra một nguyên tố mới sẽ được đặt tên cho nó. Tuy nhiên đáng buồn thay, đóng góp của ông trong việc khám phá ra kim loại này không được công nhận và đã bị lãng quên. Do bản thân William Gregor lúc bấy giờ chỉ là nhà địa chất học nghiệp dư không tên tuổi.

Mãi cho đến năm 1795 Martin Heninrich Klaproth một nhà hoá học nổi tiếng người Đức. Một lần nữa phát hiện ra nguyên tố này và đặt cho nó cái tên Titan theo tên các vị thần trong thần thoại hy lạp. Sau này khi ông biết được khám phá trước đó của Gregor và phát hiện hai nguyên tố này là một ông đã ghi công Gregor trong việc phát hiện ra kim loại này. Dù vậy cho đến nay người ta vẫn gọi nó với tên Titan hay Titanium. khá buồn cho Gregor nhưng tên Titan dù sao vẫn dễ gọi và dễ nhớ hơn là Menachanite.

4. Kim loại khó phân lập nhất

Ngày nay kim loại Titan được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong đời sống của chúng ta. Nhưng các bạn có biết để có được 99,9% Titanium nguyên chất người ta đã phải mất đến 119 năm nghiên cứu mới phân lập được nó. Theo như lịch sử điều chế kim loại Titan, vào năm 1910, nhà luyện kim Matthew Hunter đã phân lập được nó bằng cách nung nóng Natri và Titanium Tetrachloride ở nhiệt độ 700 đến 800 độ C ở áp suất cực cao bằng cách sử dụng một quy trình gọi là quy trình Batch hoặc quy trình thợ săn.

Trước khi có công nghệ Hunter thì mọi cố gắng trong sản xuất Titan chỉ đủ khả năng tạo ra vật liệu với hàm lượng tạp chất cao, thường chứa nhiều titan nitride (trông tương tự như kim loại titan). Trong thập niên 1940 công nghệ Kroll có hiệu quả kinh tế cao hơn đã ra đời và hiện nay công nghệ Hunter chỉ được sử dụng ở quy mô nhỏ khi có yêu cầu cao về độ tinh khiết.

5. Những kim loại có tính chất tương tự titan

Titan là một kim loại có nhiều đặc tính nổi bật như nhẹ, cứng và chống ăn mòn. Titan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như hàng không, vũ trụ, y tế và trang sức. Tuy nhiên, titan không phải là kim loại duy nhất có những đặc tính này. Có nhiều kim loại khác có tính chất tương tự titan, một số thậm chí còn vượt trội hơn titan về một số khía cạnh. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về những kim loại có tính chất tương tự titan.

5.1. Thép

Thép là một hợp kim của sắt và cacbon, cùng với một số nguyên tố khác như crôm, mangan, molypden và niken. Thép là một kim loại phổ biến và rẻ tiền, có độ bền kéo cao (hơn 500 MPa), độ cứng cao (6.0 trên thang Mohs) và khả năng chịu va đập tốt. Thép cũng có thể được xử lý nhiệt để tăng cường các tính chất cơ học và hóa học của nó. Thép được ứng dụng trong các linh kiện máy móc, kết cấu xây dựng, dụng cụ y tế và nhiều sản phẩm khác.

5.2. Tungsten

Tungsten là một kim loại thuộc nhóm 6 (VIb) của bảng tuần hoàn. Tungsten có màu xám thép, có độ bền kéo cao nhất trong các kim loại tự nhiên (hơn 1500 MPa), độ cứng cao nhất trong các kim loại (7.5 trên thang Mohs) và khả năng chịu nhiệt cao nhất trong các kim loại (nóng chảy ở 3422 °C). Tungsten được ứng dụng trong các bóng đèn sợi đốt, các đầu đạn xuyên giáp, các dụng cụ cắt và khoan và nhiều sản phẩm khác.

5.3. Thép không gỉ

Thép không gỉ là một hợp kim của thép với ít nhất 10.5% crôm, cùng với một số nguyên tố khác như niken, molypden và vanadi. Thép không gỉ có độ bền kéo cao (lên đến 1600 MPa), độ cứng cao (6.0 trên thang Mohs) và khả năng chống ăn mòn xuất sắc. Thép không gỉ được ứng dụng trong các thiết bị y tế, dụng cụ bếp, trang sức và nhiều sản phẩm khác.

5.4. Hợp kim beta

Hợp kim beta là một loại hợp kim titan bán ổn định và chứa đủ lượng các nguyên tố ổn định pha beta (như molypden, silic

6. Titanium tồn tại trong cơ thể người

Chúng ta đều biết hầu hết Titan được tìm thấy trong đá macma trên Trái Đất và tất cả các loại đá mác ma đều chứa Titan. Ngoài ra kim loại này cũng được tìm thấy trong mặt trời, trong các ngôi sao. Đá từ mặt trăng do tàu vũ trụ Apollo 17 mang về cũng chứa 12,1% TiO2. Titani cũng được tìm thấy trong tro than, cây và cả trong cơ thể con người. Bạn không nghe nhầm đâu, các nhà khoa học cho biết có khoảng 0.02 gram Titan trong cơ thể chúng ta bên cạch các nguyên tố khác.

7. Ca cấy ghép kim loại Titan đầu tiên là nối xương đùi cho một con thỏ

Đầu thế kỷ 19, để thực hiện việc cấy ghép. Các bác sĩ đã dùng các vật liệu bằng vàng, bạch kim,.. nhưng tỉ lệ thành công rất thấp. Vấn đề nằm ở chỗ vật liệu cấy ghép không thật sự tương thích với cơ chế sinh học của cơ thể người.

Mãi đến năm 1952, GS. Per Ingvar Branemark, trưởng nhóm nghiên cứu Đại học Lund, Thụy Điển. Đã có công nghiên cứu, lập báo cáo chuyên đề khoa học về đề tài. “Vật liệu ghép trong phẫu thuật Chỉnh hình”. Nghiên cứu này đã mở ra một tương lai mới trong phẫu thuật chỉnh hình.

Vật liệu cấy ghép được phát hiện rất tình cờ. Trong một lần phẫu thuật nối lại xương đùi bị gãy của một chú thỏ, GS. Per Ingvar Branemark đã đặt một trụ Titanium vào xương đùi của thỏ để cố định tạm thời nơi gãy. Sau vài tháng, khi xương thỏ đã lành và Ông muốn lấy chốt Titanium ra nhưng không thể nào lấy được. Sau nhiều tháng tiếp tục theo dõi, Ông nhận thấy không có một  phản ứng nào đối với chốt cố định Titan.

Tiếp tục nghiên cứu mở rộng và từng bước tiến hành. Ông cũng ghi nhận không có một phản ứng sinh – hóa học nào tác động xấu trên cơ thể sống. Ông gọi hiện tượng đó là “Sự tương hợp – tích hợp xương” (Osseointegration)

Titan trở thành chất liệu mở đường cho thành công trong việc cấy ghép. Bên cạnh đó nó cũng được sử dụng để cấy ghép răng. Ca cấy ghép răng bằng Titani đầu tiên được thực hiện vào năm 1965 tại Thụy Điển. Sau 40 năm cấy ghép chiếc răng vẫn còn tồn tại và ăn nhai tốt.

8. Các lĩnh vực y học mà titan được sử dụng

Titan là một kim loại có nhiều đặc tính nổi bật như nhẹ, cứng, chống ăn mòn và tương thích sinh học. Titan cũng có khả năng liên kết với xương và mô sống. Chính vì những đặc tính này, titan được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y học khác nhau, bao gồm:

• Cấy ghép: Titan được sử dụng để làm các cấy ghép xương và khớp. Như cấy ghép hông, đầu gối, vai và cổ tay. Titan cũng được sử dụng để làm các cấy ghép tim nhân tạo, van tim nhân tạo, máy trợ tim và máy trợ phổi. Ngoài ra, titan còn được sử dụng để làm các cấy ghép răng và nha khoa.
• Thiết bị y tế: Titan được sử dụng để làm các thiết bị y tế như dao phẫu thuật, kìm, kim tiêm, ống nội soi và các thiết bị chẩn đoán. Titan cũng được sử dụng để làm các thiết bị điện tử y tế như máy đo huyết áp, máy đo đường huyết và máy đo nhiệt độ.
• Các thiết bị hỗ trợ: Titan được sử dụng để làm các thiết bị hỗ trợ cho người khuyết tật. Hoặc bị thương như nạng, giá đỡ, gậy và xe lăn. Titan cũng được sử dụng để làm các thiết bị hỗ trợ thính giác. Như máy trợ thính xương và điện cực kích thích thần kinh thính giác.

9. Con bài chủ chốt trong chiến tranh lạnh

Chiến tranh lạnh đã tạo điều kiện cho một cuộc chạy đua vũ trang giữa Hoa Kỳ và Liên Xô. Giúp thúc đẩy công nghệ vũ trụ, hạt nhân và máy bay. Nhu cầu về máy bay đã thúc đẩy cả hai quốc gia này tìm kiếm và phát triển các vật liệu mới. Một trong những vật liệu mới đó là Titan. Titanium đã cách mạng hóa công nghệ không phận. Và là thành phần quan trọng của một số loại máy bay đột phá nhất từng được chế tạo.

Một trong những chiếc máy bay đầu tiên sử dụng Titan là chiếc Lockheed SR-71 ‘Blackbird’. Sau được sử dụng rộng rãi bởi cơ quan tình báo CIA Mỹ. Để chống lại Liên Xô vào thời kỳ đỉnh điểm của chiến tranh lạnh.

10. Ảnh hưởng của titan lên môi trường 

Titan là một kim loại có độc tính thấp và không gây dị ứng cho con người và môi trường. Titan cũng có khả năng chống ăn mòn và không phản ứng với các chất hóa học hay sinh học. Tuy nhiên, titan cũng có những ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường trong quá trình khai thác, sản xuất và sử dụng:

• Quá trình khai thác: Titan được khai thác từ các khoáng sản chứa titan như ilmenite (FeTiO3) và rutil (TiO2). Quá trình khai thác này có thể gây ra các vấn đề như. Phá hủy đất đai, gây ô nhiễm không khí, nước và đa dạng sinh học. Ngoài ra, quá trình khai thác cũng tiêu tốn nhiều năng lượng và tài nguyên.
• Quá trình sản xuất: Titan được sản xuất từ các hợp chất của titan như titan tetrachloride (TiCl4). Quá trình sản xuất này có thể gây ra các vấn đề như tiêu tốn nhiều năng lượng. Và sử dụng các chất hóa học độc hại. Ngoài ra, quá trình sản xuất cũng sinh ra nhiều chất thải rắn, lỏng và khí.
• Quá trình sử dụng: Titan được sử dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau như máy bay, thiết bị y tế, sơn và thuốc chống nắng. Quá trình sử dụng này có thể gây ra các vấn đề như. Tiêu tốn nhiều năng lượng và nguyên liệu. Ngoài ra, quá trình sử dụng cũng có thể gây ra ô nhiễm cho môi trường. Khi các sản phẩm titan bị phá hủy hoặc xả thải.

11. Sẽ ra sao nếu tất cả vật dụng trên thế giới đều được làm từ titan?

Bạn có bao giờ tưởng tượng nếu tất cả các vật dụng trên thế giới đều được làm từ kim loại titan không? Đó sẽ là một thế giới rất khác biệt và thú vị, nhưng cũng không kém phần nguy hiểm và rủi ro. Nếu tất cả các vật dụng trên thế giới đều được làm từ kim loại titan, cuộc sống sẽ có nhiều thay đổi lớn. Titan là một kim loại nhẹ, bền và không gỉ, có thể dùng để chế tạo nhiều loại máy móc. Thiết bị điện tử, phương tiện giao thông và vũ khí. Titan cũng có thể dùng để làm trang sức, đồ trang điểm và đồ chơi cho trẻ em.

Tuy nhiên, titan cũng có những hạn chế và tác hại. Titan rất đắt đỏ và khó khai thác, do đó nó sẽ gây ra nhiều xung đột. Và tranh chấp giữa các quốc gia và cá nhân. Titan cũng có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Ngoài ra, titan cũng sẽ làm mất đi sự đa dạng và phong phú của các vật liệu khác. Khiến cho thế giới trở nên nhàm chán và đơn điệu.

Như vậy, nếu tất cả các vật dụng trên thế giới đều được làm từ kim loại titan. Cuộc sống sẽ có nhiều thay đổi lớn, cả tích cực và tiêu cực. Bạn có muốn sống trong một thế giới như vậy không? Hay bạn nghĩ rằng chúng ta nên bảo tồn và phát triển các vật liệu khác. Để tạo ra một thế giới đa dạng và phong phú hơn?

12. Nơi có trữ lượng kim loại titan lớn nhất

Theo Cơ quan Địa chất Hoa Kỳ (USGS). Trữ lượng khoáng sản Titan thế giới hiện khoảng gần 2 tỉ tấn. Các nước có trữ lượng lớn là Trung Quốc, Nam Phi, Ấn Độ, Australia, Brazil… Năm 2007, trữ lượng khoáng sản Titan Việt Nam được xác định là 34,5 triệu tấn. Tuy nhiên, theo dự báo mới nhất, Việt Nam có trữ lượng khoảng 658 triệu tấn. Trong đó, trữ lượng có thể quy hoạch khoảng 440 triệu tấn. Nếu con số này được khẳng định. Việt Nam sẽ là nước đứng thứ 6 thế giới về trữ lượng khoáng sản Titan. Quốc gia sản xuất nhiều Titan nhất là Nga, Trung Quốc và Ấn Độ.

Bên cạnh những sự thật trên thì Titan còn là kim loại cứng thứ 4. Trong top 5 những kim loại cứng nhất thế giới. Và vàng 24K thực ra không phải là vàng nguyên chất, mà nó là hợp kim của vàng và Titan. Thêm 1% Titan vào vàng không đủ để thay đổi carat vàng. Nhưng nó lại làm cho hợp kim bền hơn nhiều hơn so với vàng nguyên chất.

Titanium là chất liệu có mặt trong rất nhiều mặt hàng trên thị trường hiện nay. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà người tiêu dùng có thể chọn mua cho phù hợp. Tuy nhiên, chúng ta nên mua chúng ở những nơi uy tín. Để đảm bảo có được những sản phẩm chất lượng. Vì thị trường hiện nay khá phức tạp và dễ mua phải hàng giả, kém chất lượng.

Đơn vị uy tín cung cấp kim loại Titan

DTP là một trong những đơn vị chuyên cung cấp sản phẩm Titan như: Tấm titan, lưới titan, ống titan, linh kiện bulong titan, thanh láp đặc titan, … Với thế mạnh đa dạng về chủng loại cũng như kích thước và hàng nhập sẵn tại kho. Chúng tôi mong muốn cung cấp cho khách hàng. Sản phẩm có chất lượng tốt đi kèm dịch vụ tương xứng. Với phương châm GIẢM CHI PHÍ – TĂNG LƠI NHUẬN. Chúng tôi mang lại cho khách hàng giá trị tốt nhất. Không những về sản phẩm mà còn các dịch vụ đi kèm.

Chúng tôi cam kết:

• Sản phẩm chính hãng, nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
• Hỗ trợ giao hàng nhanh chóng trên toàn quốc.
• Tư vấn tận tình, cụ thể.
• Giá cả hợp lí và bảo hành.
• Mẫu mã, chủng loại đa dạng, có sẵn tại kho.

Khách hàng có nhu cầu vui lòng liên hệ chúng tôi Hotline: 0938266100 hoặc Email: info@dtptech.vn để được tư vấn chi tiết và áp dụng mức giá tốt nhất, Thân ái!!

Nhân viên kinh doanh

Liên hệ: Ms. Tuyền

Mobile/Zalo: 0968872457

Email: sales04@dtptech.vn