Titan (Ti)
| Ordnungszahl | 22 |
|---|---|
| Atommasse | 47.8671 u |
| Kategorie | Übergangsmetall |
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d² 4s² |
| Aussehen | silbrig grauweiß metallisch |
| Dichte (STP) | 4507 g/L |
| Schmelzpunkt | 1941 K |
| Siedepunkt | 3560 K |
| Elektronegativität | 1.54 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 658.8 kJ/mol |
| Atomradius | 140 pm |
| Kristallstruktur | Hexagonal primitiv |
| Entdeckt von | William Gregor (1791) |
Kurzbeschreibung
Titan (Ti) ist ein glänzendes, festes, leichtes Übergangsmetall mit außergewöhnlicher Korrosionsbeständigkeit. Es ist das neunthäufigste Element der Erdkruste und hat das höchste Verhältnis von Festigkeit zu Dichte aller metallischen Elemente. Die wichtigsten Fakten zu Titan (Ti) im Überblick:
Verwendung: In großem Umfang in der Luft- und Raumfahrt (Strahltriebwerke, Flugzeugzellen), für militärische Anwendungen, in medizinischen Implantaten (biokompatibel und nicht magnetisch), in Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik und in Sportgeräten verwendet sowie als Titandioxid (TiO₂), ein Weißpigment in Farben, Kunststoffen, Papier und Sonnenschutzmitteln.
Herstellung/Gewinnung: Wird aus Ilmenit- und Rutilerzen gewonnen. Hergestellt im Kroll-Verfahren (Reduktion von Titantetrachlorid mit Magnesium) oder mit neueren Methoden wie dem FFC-Cambridge-Verfahren. Die Herstellung ist energieintensiv und teuer.
Geschichte: 1791 von William Gregor in Cornwall (England) entdeckt. 1795 unabhängig davon von Martin Heinrich Klaproth wiederentdeckt, der es nach den Titanen der griechischen Mythologie benannte. Reines metallisches Titan wurde erst 1910 von Matthew A. Hunter isoliert.
Gesundheit & Sicherheit: Biologisch inert und ungiftig und daher ideal für medizinische Implantate (Gelenkersatz, Zahnimplantate, Herzschrittmacher). Titanpulver und feine Partikel sind brennbar. Keine bekannte biologische Funktion, aber sehr gut biokompatibel.
Preis/Markt: Wegen der aufwendigen Gewinnung teuer im Vergleich zu Stahl und Aluminium. Die Preise werden von der Nachfrage aus der Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik bestimmt. Wachsendes Interesse an der additiven Fertigung (3D-Druck) mit Titanlegierungen.
Eigenschaften: Hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, herausragende Korrosionsbeständigkeit (besonders gegenüber Meerwasser und Chlor), hoher Schmelzpunkt (1668°C), geringe Wärmeausdehnung, paramagnetisch und mit vielen Elementen legierbar, um die Eigenschaften zu verbessern.
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