Тактильная чувствительность 104 страница

Лит.: Глазунов С. Г., Моисеев В. H., Конструкционные титановые сплавы, М., 1974; Металлургия титана, М., 1968; ГорощенкоЯ. Г., Химия титана, [ч. 1-2]. К., 1970-72; Z wicker U., Titan und Titanlegierungen, В., 1974; В о w e п H. I. М., Trace elements in biochemistry, L.- N. Y., 1966.

ТИТАН, спутник планеты Сатурн, диаметр ок. 5 тыс. км, ср. расстояние от центра планеты 1223 тыс. км. Открыт в 1655 X. Гюйгенсом. См. Спутники планет.

ТИТАНА ГАЛОГЕНИДЫ, соединения титана с галогенами общей формулы TiX_n (где X - галоген, п = 2 - 4 ). Высшие галогениды TiX₄ более устойчивы и лучше изучены, чем низшие. Тетрагалогениды TiX₄ образуются при взаимодействии титана с сухими галогенами: с фтором при 150 °С, хлором при 300 " С, бромом при 360 °С, иодом при 55 °С; наиболее важными из них для практич. применения являются хлориды и иодиды. Тетрахлорид титана TiCl₄ - бесцветная тяжёлая жидкость с резким запахом, плотность 1, 727 г/см³ при 20 °С, Tп 136 °С, на воздухе дымит. Получают действием хлора на смесь ТЮ₂ с углём при 700-800 °С; служит исходным продуктом для пром. произ-ва металлич. титана, а также применяется в военном деле для создания дымовых завес, что можно описать реакцией: ТiСl₄+2Н₂О = ТiО₂+ 4НС1. Тетраиодид титана TiI₄- краснобурые кристаллы с металлич. блеском, плотность 4, 27-4, 40 г/см³, tnj, 150-156 °С, Ткип 377 °С. Используется для глубокого рафинирования загрязнённого примесями титана.

ТИТАНА ОКИСЛЫ, соединения титана с кислородом TiO, Ti₂Оз, ТiO₂. Кроме того, в интервале составов ТiO₂. Ti₂O₃ известен ряд промежуточных окислов. Наиболее распространённым и важным для технич. целей Т. о. является двуокись ТiO₂, встречающаяся в природе в виде минералов рутила, анатаза и брукита. В чистом виде ТiO₂ представляет собой белый порошок (T_пл 1830-1850 °С ). Получают технич. TiO₂ из рутила, из комплексных титано-железных руд типа ильменитов сернокислотным методом; окислением TiCl₄ в плазменной струе кислорода при 1500-2000 К или сжиганием TiCl₄ в кислороде. Окисные руды титана используются как сырьё для произ-ва металлич. титана (см. Титан). ТiO₂ широко применяется для изготовления высококачественной белой краски (титановые белила ), а также в качестве пигмента и наполнителя в резиновой пром-сти, в произ-ве пластмасс, искусственного волокна, в бумажной, кожевенной, металлургич. и нек-рых др. отраслях пром-сти. С. Г. Глазунов.

ТИТАНАТЫ, соли титановых кислот; см. Титан.

ТИТАНИРОВАНИЕ, покрытие тонким слоем металлического титана какогонибудь др. материала, обычно стали, для повышения коррозионной стойкости. Т. может осуществляться путём конденсации паров титана на поверхности изделия, для чего металл расплавляют и перегревают с помощью электронного луча в глубоком вакууме. Таким способом наносят титановую плёнку не только на металлы, но и на стекло и др. материалы. Диффузионный метод Т. заключается в нанесении спец. пасты, содержащей порошкообразный титан, и последующем отжиге в вакууме или нейтральной среде. Т. можно производить и путём напыления. Т. позволяет значительно сократить расходы на изготовление крупных автоклавов и др. хим. оборудования, работающего в условиях повышенного коррозионного воздействия. К Т. можно отнести также внутр. облицовку стальных ёмкостей тонкими листами титана.

ТИТАНИТ, с ф е н, минерал из группы островных силикатов; химич. формула CaTiO[SiO₄]. В качестве примеси содержит Fe²⁺, Fe³⁺, до 12% (Ce, Y ) ₂O₃ (в кейльгауите - разновидности Т. ), Mn, Sn, Nb, Cr. Кристаллизуется в моноклинной системе. Образует обычно одиночные кристаллы в виде уплощенных призм, имеющих в поперечном сечении характерную клиновидную форму, а также зернистые агрегаты. Цвет жёлтый, коричневый, зелёный, иногда чёрный, красноватый. Блеск алмазный. Тв. по минералогич. шкале 5-6; плотность 3300-3600 кг! м². Т.- широко распространённый акцессорный минерал магматич. горных пород (наиболее часто встречается в щелочных породах; иногда -в метаморфич. гнейсах и др. породах, а также в гидротермальных образованиях ). При значит, скоплении - сырьё для получения Ti.

ТИТАНИЯ, спутник планеты Уран, диаметр ок. 1800 к м, ср. расстояние от центра планеты ок. 439 тыс. км, открыт в 1787 В. Гершелем. Плоскость орбиты Т. почти перпендикулярна плоскости орбиты Урана. См. Спутники планет.

ТИТАНОВАЯ КЕРАМИКА, керамические материалы, обладающие свойствами сегнетоэлектриков, на основе соединений титана, гл. обр. двуокиси титана (TiO₂ ) и титаната бария (ВаТiO₃ ). Т. к. на основе ТiO₂ характеризуется высокой диэлектрической проницаемостью (Е = = 20-170 ), малыми диэлектрическими потерями и широко используется в произ-ве конденсаторов электрических под назв. т и к о н д (от титан и конденсатор ). Тиконды имеют отрицат. температурный коэфф. диэлектрической проницаемости ТКе, колеблющийся от -5-10-⁵ до - 13-10-⁴ 1/°С. У Т. к., в состав к-рой наряду с ТiO₂ входят окислы магния, алюминия и циркония, ТК₆ может быть также положительным (от -8 • 10~⁵ до 3-10-⁵ ). Такая Т. к. обладает стабильной диэлектрич. проницаемостью в определённом интервале темп-р (20-80 °С) и наз. термоконд (от термостабильный и конденсатор ). Изделия из керамич. материалов на основе ТiO₂ получают прессованием, отливкой и т. д. Обжигают Т. к. при темп-рах 1250-1350 °С в слабоокислит. среде, чтобы избежать восстановления ТЮ₂.

Из Т. к. на основе ВаТЮ₂ изготовляют пьезоэлементы (см. Пьезоэлектрическая керамика, Пьезоэлектрические материалы). _г А. И. Булавин.

ТИТАНОВЫЕ РУДЫ, природные минеральные образования, содержащие титан в таких соединениях и концентрациях, при к-рых пром. использование технически возможно и экономически целесообразно. Гл. минералы: ильменит (43, 7-52, 8% ТiO₂ ), рутил, анатаз и брукит (94, 2-99, 0% ), лейкоксен (56, 3-96, 4% ), лопарит (38, 3-41, 0% ), титанит (33, 7-40, 8% ), перовскит (38, 7-58, 9% ), титаномагнетит.

Месторождения Т. р. делятся на магматич., экзогенные и метаморфогенные. Магматич. месторождения связаны с ультраосновными, основными и щелочными породами, содержат 7-32% ТЮ₂. Встречаются вкрапленные и сплошные Т. р., имеющие пластовую или жилообразную форму. Переходы между вкрапленными и сплошными Т. р. обычно постепенные. Наряду с ильменитом в них содержатся титаномагнетит и гематит. Крупные магматич. месторождения известны в СССР, Канаде, США, Норвегии, ЮАР, Индии. Среди экзогенных месторождений Т. р. выделяются: ильменитовые и рутиловые в корах выветривания (3-30% TiO₂); элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи ильменита (0, 5-25% TiOz); прибрежно-морские (древние и современные) россыпи ильменита, лейкоксена, рутила (0, 5-35% ТiO₂ ), а также циркона, монацита и др. Прибрежно-морские россыпи - осн. пром. тип Т. р. Для них характерны пластовые и линзообразные залежи, мощность к-рых достигает неск. десятков м, а протяжённость неск. десятков к м при ширине до неск. тысяч м. Крупные россыпи известны в СССР, Австралии, Индии, Бразилии, Новой Зеландии, Малайзии, Шри-Ланке, Сьерра-Леоне. Среди метаморфогенных месторождений выделяются песчаники с лейкоксеном (8-10% ТiO₂ ); ильменит-магнетитовые в амфиболитах (12, 2% ТЮ₂ ); рутиловые в гнейсах, хлоритовых сланцах и др.

В Т. р., кроме Ti, обычно содержатся Fe, V, Zr, TR, Sc. Для обогащения Т. р. применяются гравитационная и магнитная сепарация, флотация. Общие запасы в капиталистич. и развивающихся странах ок. 660 млн. т. Произ-во титановых концентратов в 1971 в этих странах составило: 3, 6 млн. т ильменитового, 0, 42 млн. т рутилового. Осн. производители титановых концентратов за рубежом (в млн. т): Австралия 1, 18; США 0, 66; Норвегия 0, 64. В Канаде произведено 0, 77 млн. т титанового шлака, содержащего 70% ТiO₂.

Лит.: Малышев И. И., Закономерности образования и размещения месторождений титановых руд, М., 1957; Б о р и с е нко Л. Ф.. Месторождения титана, в кн.: Рудные месторождения СССР, т. 1, М., 1974. Л. Ф. Борисенко.

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ, сплавы на основе титана. Лёгкость, высокая прочность в интервале темп-р от криогенных (-250 °С ) до умеренно высоких (300-600 °С ) и отличная коррозионная стойкость обеспечивают Т. с. хорошие перспективы применения в качестве конструкционных материалов во мн. областях, в частности в авиации и др. отраслях трансп. машиностроения.

Т. с. получают путём легирования титана след, элементами (числа в скобках -максимальная для пром. сплавов концентрация легирующей добавки в % по массе ): А1 (8 ), V (16 ), Mo (30 ), Mn (8 ), Sn (13 ), Zr (10), Cr (10), Cu (3 ), Fe (5 ), W (5 ), Ni (32 ), Si (0, 5 ); реже применяется легирование Nb (2 ) и Та (5 ). Как микродобавки применяются Pd (0, 2 ) для повышения коррозионной стойкости и В (0, 01 ) для измельчения зерна. Легирующие добавки имеют различную растворимость в а- и |3-Ti и изменяют темп-ру а/в-превращения. Алюминий, а также кислород и азот, предпочтительнее растворяющиеся в a-Ti, повышают эту темп-ру по мере увеличения их концентрации, что ведёт к расширению области существования a-модификации; такие элементы наз. а-стабилизаторами. Sn и Zr хорошо растворяются в обеих аллотропич. модификациях титана и очень мало влияют на темп-ру a/в-превращения; они относятся к т. н. нейтральным упрочнителям. Все остальные добавки к пром. Т. с. предпочтительнее растворяются в (3-Ti, являются в-стабилизаторами и снижают температуру полиморфного превращения титана. Их растворимость в a- и в-модификациях титана меняется с температурой, что позволяет упрочнять сплавы, содержащие эти элементы, путём закалки и старения.

В связи с наличием полиморфизма титана и его способностью образовывать твёрдые растворы и хим. соединения со мн. элементами диаграммы состояния Т. с. отличаются большим разнообразием. Однако в пром. Т. с. концентрация легирующих элементов, как правило, не выходит за пределы твёрдых растворов на основе a-Ti и в-Ti и металлидные фазы обычно не наблюдаются.

В нелегированном титане, а также в сплавах титана с а-стабилизаторами и нейтральными упрочнителями нельзя зафиксировать высокотемпературную в-модификацию путём закалки ввиду наличия мартенситного превращения, в результате.к-рого образуется вторичная сс-фаза игольчатой формы. В сплавах же с в-стабилизаторами можно, в зависимости от концентрации, зафиксировать любое количество в-фазы вплоть до 100%. На сплошную в-структуру могут закаливаться двойные сплавы, содержащие не менее 4% Fe, 7% Mn, 7% Cr, 10% Mo, 14% V, 35% Nb, 50% Та; эти концентрации наз. критическими. В закалённых сплавах докритического и критического составов в-фаза является нестабильной и при последующей низкотемпературной обработке (старении ) распадается с образованием дисперсных выделений вторичной а-фазы, что даёт эффект упрочнения. В сплавах закритического состава (напр., Ti -30% Mo ) образуется стабильная в-фаза и эффекта упрочнения не наблюдается.

Общепринято деление пром. Т. с. на 3 группы по типу структуры. К сплавам на основе a-структуры относятся сплавы с Al, Sn и Zr, а также с небольшим количеством в-стабилизаторов (0, 5-2% ). Ввиду незначит. количества или даже отсутствия в их структуре 3-фазы они практически не упрочняются термич. обработкой и поэтому относятся к категории сплавов средней прочности (о_b = 700-950 Мн/м, или 70-95 кгс/мм²). Листовая штамповка этих Т. с. возможна только вгорячую. Достоинства a-сплавов - отличная свариваемость, высокий предел ползучести и отсутствие необходимости в термич. обработке, а также отличные литейные свойства, что важно для фасонного литья. Малолегированные a-сплавы, а также относимый к этой группе технич. титан, имеющие предел прочности менее 700 Мн/м² (70 кгс/мм²), поддаются листовой штамповке вхолодную. Двухфазные а+ в-сплавы - наиболее многочисл. группа пром. Т. с. Эти сплавы отличаются более высокой технологич. пластичностью, чем a-сп лавы, и вместе с тем могут быть термически обработаны до очень высокой прочности (o_b = 1500-1800 Мн/м², или 150-180 к г с/ мм ² ); они могут обладать высокой жаропрочностью. К недостаткам двухфазных сплавов следует отнести несколько худшую свариваемость по сравнению со сплавами предыдущей группы, т. к. в зоне термич. влияния возможно появление хрупких участков и образование трещин, для предотвращения чего требуется спец. термич. обработка после сварки. Сплавы на основе |3-с труктуры имеют наиболее высокую технологич. пластичность и хорошо поддаются листовой штамповке вхолодную; после старения приобретают высокую прочность; хорошо свариваются, но сварные соединения нельзя подвергать упрочняющей термич. обработке из-за охрупчивания, что ограничивает применение сплавов этого типа. Др. недостатком в-сплавов является сравнительно невысокая предельная рабочая темп-ра - примерно 300 °С; при более высоких темп-рах большинство сплавов этого типа становится хрупким.

Химический состав пром. Т. с., выпускаемых в СССР, приведён в табл. 1 (с разбивкой по типу структуры). По областям применения и виду полуфабрикатов можно приблизительно подразделить сплавы на след, группы: свариваемые сплавы преимущественно для листов (ВТ5-1, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ20, ВТ6С, ВТ14, ВТ15); сплавы повышенной прочности для штамповок (ВТ5, ВТ6, ВТ14, ВТ16, ВТ22); жаропрочные сплавы для штамповок (ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9, ВТ18). Сплав ВТ6С специально рекомендуется для баллонов высокого давления, все жаропрочные сплавы - для дисков, лопаток и др. деталей компрессоров газотрубных двигателей, сплав ВТ22 - для массивных нагруженных штамповок, сплав ВТ16 - для болтов. В случае необходимости (напр., при изготовлении

штампосварных конструкций) все листовые сплавы могут применяться для изготовления штамповок.

Механические свойства Т. с. в отожжённом и термически упрочнённом состоянии приведены в табл. 2. Кроме обычной термич. обработки, состоящей из закалки и старения, применяются различные режимы отжига, термомеханич. обработка (напр., закалка из-под штампа с последующим старением ), а также изотермич. деформация (медленная штамповка в штампах, нагретых до темп-ры деформации). В последнем случае достигаются очень однородные и высокие механич, свойства. Титан и его сплавы могут подвергаться ковке, объёмной и листовой штамповке, прокатке, прессованию, волочению; из них можно получать те же полуфабрикаты, что и из др. конструкционных металлов, с учётом повышенной склонности титана к окислению при нагреве. Рекомендуется применять защитные эмалевые покрытия, к-рые при обработке давлением одновременно являются технологич. смазками. Термич. обработку следует проводить в печах с нейтральной атмосферой или в вакууме. Большинство пром. Т. с. имеют довольно узкий интервал кристаллизации и поэтому обладают удовлетворительными литейными свойствами. Для получения фасонных отливок предпочтительнее a-сплавы, к-рые, кроме хороших литейных свойств, позволяют заваривать дефекты. Наиболее употребительный в СССР литейный Т. с.- сплав ВТ5Л. Для деталей повышенной прочности применяются сплавы ВТ6Л, ВТ9Л, ВТ20Л и др. В качестве материала для форм используются спец. керамические и графитовые смеси, а также стальные кокили.

В стадии пром. разработки находятся высоколегированные сплавы Ti - Ni, представляющие собой по составу практически чистое хим. соединение никелид титана. Сплавы такого типа, получившие назв. " нитинол", обладают способностью при определённых условиях восстанавливать свою первоначальную форму после нек-рой пластич. деформации (" эффект памяти"), что используется, напр., в автоматич. реле противопожарных устройств и т. п.

Табл. 1.-Химический состав промышленных титановых

сплавов СССР

Табл. 2. - Механические свойства титановых сплавов

(типичные)

* Первое значение для минимальной толщины, второе-для максимальной.

К недостаткам Т. с. следует отнести низкие антифрикционные свойства; это требует применения покрытий и смазок трущихся поверхностей. С. Г. Глазунов.

ТИТАНОЗУХИ (Titanosuchoidea), надсемейство вымерших зверообразных пресмыкающихся подотряда дейноцефалов. Жили в поздней перми. Две группы: хищные (титанофонеус и др.) - с сильными клыками и лёгким скелетом, и растительноядные (эстемменозух и др. ) -с менее развитыми клыками и массивным скелетом. Остатки скелетов Т. известны из Юж. Африки; наиболее многочисленны - на Волге и в Приуралье, особенно в Пермской обл., близ r. Очёр, где в результате раскопок была обнаружена т. н. Очёрская фауна, предшествовавшая Северо-двинской фауне.

Эстемменозух.

Лит.: Орлов Ю. А., Хищные дейноцефалы фауны Ишеева (Титанозухи), М., 1958 (Тр. Палеонтологического ин-та АН СССР, т. 72).

ТИТАНОМАГНЕТИТ, минерал из класса сложных окислов; промежуточный член изоморфной серии твёрдых растворов магнетит (FeFe₂O4 ) - улъвешпинель (Fe₂TiO₄ ) - магнезиальная ульвешпинель (Mg₂TiO₄ ). Под Т. понимают также магнетит с включениями продуктов распада твёрдых растворов (ульвешпинели, ильменита) и их последующего замещения (рутила, брукита, перовскита и др. ). В природе весьма распространены магнетиты с высоким содержанием (до 37 % ) ильменитовой компоненты, сохраняющие кубич. структуру при наличии вакансий в тетраэдрич. и октаэдрич. подрешётках, - титаном аггемит ы. Кристаллич. структура типа обращённой шпинели. Параметр элементарной ячейки возрастает в ряду магнетит -ульвешпинель от 8, 39 до 8, 53 А. В качестве примесей в Т. присутствуют А1³⁺, V⁴⁺, Gr³⁺, Mn²⁺ и др. Встречается в виде октаэдрич. кристаллов, чаще зернистых агрегатов, масс чёрного цвета. Тв. по минералогич. шкале 5-5, 5, плотность 4800-5300 кг/м³. Т.- ярко выраженные ферримагнетики, хотя собственно ульвешпинель является парамагнетиком. Для Т. наиболее характерны два интервала точек Кюри: 0-100 °С (для ульвешпинели с содержанием FeFe₂O₄ до 20% ) и 500-570 °С (для магнетита с содержанием Fe₂TiO₄ до 10% ). При частичном распаде твёрдого раствора в Т. наблюдается явление самообращения термоостаточной намагниченности, что используется при палеомагнитных исследованиях. Месторождения Т. (в основном магматические ) связаны с ультраосновными, основными и щелочными горными породами; встречается также в россыпях. Т.- сырьё для получения железа, титана, ванадия. См. также Железные руды, Титановые руды. Г. П. Кудрявцева.

ТИТАНОСИЛИКАТЫ, титаносодержащие минералы из класса силикатов, в к-рых Ti⁴⁺ совместно с Si⁴⁺ образует единый анионный радикал, статистически его не замещая и сохраняя при этом октаэдрич. координацию. Отличаются сложным составом, наличием катионов крупного размера (Na⁺, K⁺, Cs⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺ ), присутствием в структуре дополнит, анионов О^2-, (ОН ) ~, г~, С1~. Известно более 20 Т. Наиболее распространены: астрофиллит (K, Na ) ₃ (Mn, Fe)₇[Ti₂(Si₄O₁₂ ) ₂]O₂(OH ) 5; л а мпрофиллит SrNa₃Ti[Ti₂ (Si₂O; ) ₂]O₂F; энигматит Na₂Fe₅ [ТЦ31₂Об ) з]О₂; р а м з а и т Na2[Ti₂(Si₂O₆ ) ]O₃; б е н итоит Ва[Т1(31зОэ ) ]; нарсарсук и т Na₂[Ti (Si₄Oio ) ]O; мурманит Na[Ti(SiO₄ ) ₂](OH ) H₂O. Встречаются в виде мелких зёрен, пластинок, чешуек; в пегматитах образуют крупные выделения. Для астрофиллита и лампрофиллита характерны радиально-лучистые агрегаты. Окраска обычно от коричневой и жёлтокоричневой до почти чёрной (энигматит ); астрофиллит - с бронзовым отливом, бенитоит - голубой и синий, мурманит -фиолетовый. Блеск стеклянный. Тв. по минералогич. шкале 3-7. Плотность 2900-3500 кг/м³. Т.-характерные породообразующие минералы щелочных и нефелиновых сиенитов, связанных с ними пегматитов и метасоматитов. Астрофиллит встречается также как акцессорный минерал в щелочных гранитах и окружающих их фенитах. А. И. Гинзбург.