El Titanio Características Propiedades y Usos Aplicaciones


EL TITANIO:

Aunque el metal titanio ocupa el cuarto lugar entre los elementos más abundantes en la corteza terrestre, no suscitó mucho interés hasta que la industria aeronáutica comenzó a utilizarlo. Cuando fue descubierto, hace unos 150 años, era un elemento problemático, que defraudó y confundió a los metalúrgicos, quienes se esforzaron para extraerlo económicamente y hacer algo útil con él.

De hecho, era tan difícil separar el metal de sus minerales que hasta 1949 no se encontró un método económico para hacerlo. Existen dos principales minerales de titanio: el rutilo, una forma impura de bióxido de titanio, y la ümenita (ferrotitanato), mezcla de óxidos de titanio y hierro. Mientras que del rutilo se obtiene todo el titanio metálico, los compuestos se fabrican de la ilmenita.

El método para la obtención del titanio metálico expuesto por el estadounidense W. J. Kroll, en el año 1949, consiste en convertir el titanio del mineral en tetracloruro de titanio, Cl4 Ti. A continuación, se reduce éste a metal, haciéndolo reaccionar con magnesio. El metal así producido tiene el aspecto de coque esponjoso.

titanio

El procedimiento Kroll todavía se usa mucho en América y Japón, pero un método químico distinto, que exige el empleo de grandes cantidades de sodio, se practica actualmente en Inglaterra. Mediante él se obtiene el titanio en forma de gránulos grises y pesados. Tanto en su forma esponjosa como granular, el metal es poco útil; para utilizarlo en sus distintas aplicaciones es necesario consolidarlo y extraerle las burbujas de aire.

Desgraciadamente, ello no se-consigue fundiéndolo e introduciéndolo en un molde. El titanio funde alrededor de los 1.700°C, 200° por encima del punto de fusión del acero. A tales temperaturas, el titanio reacciona con el recubrimiento del horno y absorbe gases del aire, que inutilizan su estructura.

A veces, los gránulos de titanio metálico crudo se mezclan con otros metales en polvo para hacer aleaciones y, después de homogeneizados completamente, se introducen en una prensa de 2.500 toneladas, para convertirlos en bloques, que se sueldan, y formar un electrodo de unos 4 metros de longitud y casi una tonelada de peso. Este electrodo se suspende de la parte superior de un horno y en la base se sitúa un crisol refrigerado por agua.

Se extrae el aire y se hace saltar un arco eléctrico entre el electrodo y una pequeña cantidad de polvo de titanio, que se dispone en el crisol. El electrodo se funde lentamente, para formar un lingote. Se repite la fusión, controlando todo el proceso a control remoto. Las grietas se descubren con ondas sonoras de alta frecuencia (ultrasonidos). Se trata de una técnica de ecos. Las grietas internas del metal actúan como espejos, reflejando las ondas y evitando que lo atraviesen. Cuando la señal no llega al otro lado de la pieza significa que hay una grieta.

INGENIERÍA AERONÁUTICA

La industria aeronáutica necesita aleaciones ligeras, que puedan soportar las tensiones producidas en los vuelos a grandes velocidades. El titanio proporciona la solución. Su densidad es sólo el 60 % de la del acero, y, por otra parte, conserva su resistencia a temperaturas superiores a, las que se consideran de seguridad para las aleaciones de aluminio y otras ligeras.

Esta industria utiliza el titanio para los alabes de las turbinas, y para recubrir los escapes, las conducciones de aire caliente y los bordes de las alas, expuestos a la erosión del aire. Debido a su alta resistencia a la corrosión por ácidos, etc., este metal se usa también en la fabricación de recipientes y tubos anticorrosivos para la industria química.

En mucha menor escala, aunque por la misma razón, el titanio está sustituyendo gradualmente al acero inoxidable en la fabricación de instrumentos quirúrgicos, tales como los implementos, pinzas, clavos y tornillos usados para fijar las partes rotas de un hueso.

PROTECCIÓN DE LAS RADIACIONES



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Las centrales nucleares usan titanio en muchos de sus componentes internos, porque este metal y sus aleaciones tienen la capacidad de impedir el paso de la radiación. El metal irradiado pierde rápidamente toda la radiactividad, permitiendo que las piezas sean fácilmente manejables, lo que simplifica el mantenimiento del reactor.

uso del titanio en la aeronautica

Por su dureza, resistencia a la corrosión y ligera de peso, el Titanio se usa en la industria aeronáutica. En las paredes internas de los motores  a reacción se utiliza titanio puro. También se usa en impulsores, turbocarburadores y blisk de titanio y aluminio

PIGMENTO BLANCO

Muchas pinturas y tintas blancas deben su color al pigmento bióxido de titanio, O2Ti, único compuesto de titanio de alguna importancia real. Los pisos plásticos y los productos industrializados con cauchos blancos llevan incorporado este compuesto. Se rocía sobre las telas, para evitar el brillo innecesario, y se utiliza también para tratar los esmaltes y las tejas vidriadas, regulando color, opacidad y brillo.

La industria del papel utiliza el óxido de titanio de dos modos distintos. Puede incorporarse durante la fabricación —de modo que sus partículas queden completamente integradas en el cuerpo de la lámina, para reflejar la luz y que el papel aparezca blanco— o se puede extender sobre su superficie. Es frecuente cubrir los papeles gruesos con óxido1, pero en los que se usan para expedir cartas por avión, que deben ser ligeros y no trasparentes, el óxido se mezcla con la pulpa durante la fabricación. El “papel encerado” para envolver es blanco porque se le añade óxido de titanio.

La extracción del titanio metálico y la fabricación de su pigmento son dos procesos completamente independientes. El pigmento no se hace con el metal, pues su punto de partida es también el mineral ilmenita, del que se obtiene triturándolo y disolviendo el titanio con ácido sulfúrico concentrado. Cuando la solución se enfría después de hervir, el hierro, que también fue disuelto, cristaliza y puede separarse. Concentrando aún más el líquido, nos queda el titanio en forma de cristales de sulfato de titanio hidratado.

Estos cristales se filtran y lavan antes de introducirlos en un horno rotatorio, en el que se extraen los gases sulfurosos, quedando partículas de bióxido de titanio impuro. Después de purificadas y reducidas al tamaño apropiado, están listas para ser mezcladas con la pulpa de papel o con la pintura.

EL TITANIO COMO METAL DE TRANSICIÓN

A medida que recorremos la tabla periódica de izquierda a derecha, cada elemento aumenta en un electrón el número de los que tiene en la órbita externa, para llegar a una capa estable con ocho electrones. Pero, a veces, se añade algún electrón a una de las órbitas internas, que pueden tener hasta 18 y 32 electrones. El titanio es un metal que pertenece al llamado “grupo de transición”. Todos estos metales tienen dos electrones en la órbita externa, aunque en la interna inmediata pueden tener entre 9 y 18 electrones.

Fuente Consultada: Revista TECNIRAMA N°12 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología

 




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