الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتيتانيوم

1. الكثافة: تبلغ كثافة التيتانيوم 4.506 إلى 4.516 جم/سم مكعب، وهو أخف من الألومنيوم ولكنه أثقل من الحديد والنحاس والنيكل.
2. اللون والمظهر: التيتانيوم معدن فضي أبيض ذو بريق معدني ومظهر مشابه للفولاذ.
3. نقطة الانصهار ونقطة الغليان: نقطة انصهار التيتانيوم حوالي 1668 ± 4 درجة، ونقطة الغليان حوالي 3260 ± 20 درجة، مما يدل على أن التيتانيوم لديه استقرار ممتاز في درجات الحرارة العالية
4. الحرارة الكامنة للانصهار: تتراوح الحرارة الكامنة لانصهار التيتانيوم بين 3.7 و5.0 كيلو كالوري/جرام ذرة، مما يعني أنه يجب امتصاص كمية معينة من الحرارة أثناء عملية الذوبان.
5. حرارة التبخير الكامنة: تتراوح الحرارة الكامنة لتبخير التيتانيوم بين 102.5 و112.5 سعرة حرارية/جرام ذرة، مما يعني أن هناك حاجة إلى قدر كبير من الطاقة لتحويل التيتانيوم السائل إلى حالة غازية.
6. درجة الحرارة الحرجة والضغط الحرج: درجة الحرارة الحرجة للتيتانيوم هي 4350 درجة، والضغط الحرج هو 1130 ضغط جوي. وتعني درجة الحرارة الحرجة أنه فوق درجة الحرارة هذه، بغض النظر عن مقدار الضغط المتزايد، لا يمكن لسائل التيتانيوم أن يتواجد في الحالة السائلة.
7. الموصلية الفائقة: يُظهر التيتانيوم موصلية فائقة عند درجات حرارة منخفضة للغاية، ودرجة الحرارة الحرجة فائقة التوصيل هي 0.38 إلى 0.4K، مما يسمح باستخدام التيتانيوم كمادة فائقة التوصيل في بعض التطبيقات المحددة.
8. الموصلية الحرارية والتوصيل الكهربائي: بالمقارنة مع المعادن الأخرى، يتمتع التيتانيوم بموصلية حرارية وموصلية كهربائية ضعيفة نسبيًا. الموصلية الكهربائية أقل قليلاً من تلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ، لذلك لا يتم استخدامها غالبًا في التوصيل الكهربائي.
9. البارامغناطيسية والنفاذية المغناطيسية: التيتانيوم مادة بارامغناطيسية، ونفاذيتها المغناطيسية تقترب من 1.00004، مما يدل على أن استجابتها للمجالات المغناطيسية الخارجية ضعيفة نسبيا.

1. النشاط: التيتانيوم هو معدن انتقالي نشط نسبيا، ولكنه مستقر نسبيا في درجة حرارة الغرفة. يمكن أن يتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين والكبريت وغيرها من المعادن غير المعدنية عند درجات حرارة عالية لتشكيل مركبات سريعة الاستجابة.
2. حالة الأكسدة: حالة الأكسدة الرئيسية للتيتانيوم هي +4. على الرغم من أنه يمكن أن يظهر أيضًا في بعض المركبات، +3، +2 وحالات الأكسدة الأخرى، إلا أن حالة الأكسدة +4 للتيتانيوم هي الأكثر استقرارًا.
3. التفاعل مع الأكسجين: يمكن أن يتفاعل دازاي مع الأكسجين عند درجات حرارة عالية لتكوين أكسيد التيتانيوم، وهو مادة صلبة بيضاء. أشكال الخام الشائعة هي الروتيل والروتيل.
4. التفاعل مع النيتروجين: يمكن أن يتفاعل التيتانيوم مع النيتروجين لتكوين نيتريد التيتانيوم، وهي مادة صلبة جدًا تستخدم عادةً في الطلاء وأدوات القطع.
5. التفاعل مع الهالوجينات: يمكن أن يتفاعل التيتانيوم مع الفلور والكلور والبروم واليود لتكوين الهاليدات المقابلة. تلعب هذه الهاليدات دورًا مهمًا في بعض التطبيقات الصناعية.
6. التفاعل مع الحمض: يتم تشكيل طبقة واقية من الأكسيد المستقر على سطح التيتانيوم، مما يجعله مقاومًا للغاية للتآكل. وهذا يجعل التيتانيوم يعمل بشكل جيد في البيئات المسببة للتآكل، وبالتالي يستخدم على نطاق واسع في المعدات الكيميائية.
7. التفاعل مع القلويات: يتمتع التيتانيوم بمقاومة جيدة للتآكل للقلويات. في بعض الظروف القلوية، سيتم تشكيل طبقة أكسيد على سطح التيتانيوم لحماية السطح المعدني من المزيد من التآكل.
8. تشكيل السبائك: يمكن أن يشكل التيتانيوم سبائك تحتوي على العديد من العناصر، بما في ذلك الحديد والألومنيوم والفاناديوم والنحاس وغيرها. وعادة ما تتميز هذه السبائك بخصائص القوة العالية ومقاومة التآكل وخفيفة الوزن. ولذلك، فإنه يستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران والمجالات الصناعية الأخرى.