Как отличить титан от металла

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 24.04.2024

Выявление типов металлов представляет собой промежуточный процесс, в рамках которого руда классифицируется для дальнейшей транспортировки и/или обработки. Множество сплавов обладают схожими физико-химическими свойствами, однако могут значительно различаться по цене и методу переплавки.

Например, титан Металл, имеющий серебристый цвет, является относительно легким и гибким, и классифицируется как состоящий из группы аустенитов, при этом используются сплавы на его базе. Аналогичные характеристики можно найти у алюминия и сталей, которые легированы и содержат высокий процент никеля.

Как можно различить титан и другие металлы, включая железо, алюминий с добавками углерода и различные присадки?

Наиболее эффективный и надежный метод - исследование образца в лаборатории, оснащенной современными исследовательскими приборами.

  • Захватывают легкие химические элементы, такие как серу, фосфор и углерод, с помощью искровых разрядов, оптическими методами.
  • Рентгеновские аппараты, которые могут быть как стационарными, так и мобильными, работают по принципу анализа фотонов, излучаемых специфическими химическими элементами.
  • способными одновременно идентифицировать до 90 элементов в выборке, используя лазеры.
 /></div><p>Лабораторное пространство должно быть оснащено изолированными зонами и как минимум одним анализатором. При этом минимальная цена такого оборудования составляет 20.000 американских долларов.</p><p>Существуют методы обнаружения материалов, которые просты и удобны для использования в условиях производства или домашней мастерской, хотя они немного отстают в эффективности. Физические и механические свойства титана позволяют ему занимать промежуточное положение между другими материалами, такими как нержавеющая сталь и алюминий. Титан менее твердый и эластичный, чем сталь, но слегка вязче алюминиевых сплавов. Титан превосходит алюминий по массе и прочности, находится в безопасности от коррозии благодаря образующейся пленке и обладает низкой теплопроводностью. Именно на данных особенностях базируются самые простые и относительно надежные методы его идентификации.</p><ul class=
  • на стеклянной поверхности;
  • относительно искорки;
  • гальваникой;
  • С точки зрения специфического веса.
  • Методика, основанная на графическом определении, считается наиболее простой в использовании. Для ее реализации необходим кусок металла с острым краем, обыкновенное силикатное стекло либо керамическая плитка. При попытке поцарапать гладкую поверхность, титановый образец оставит след, слегка напоминающий рисунок сделанный графитовым карандашом. Острая кромка не вызовет никаких повреждений на стекле или керамике, а полученная линия не стирается обычной водой. В свою очередь, стальной сплав, скорее всего, оставит царапину, в то время как кусок алюминия не сможет нанести ущерб испытуемому материалу, и не сформирует линию.

    Лом из титана обладает устойчивостью к большинству агрессивных компонентов, однако его незначительные следы на стеклянной площадке возможно удалить при помощи ватного шарика, пропитанного раствором азотной или orthophosphoric кислоты.

    Информация: Гидрофторидная кислота представляет собой водный раствор фтороводорода HF, который производит химическая промышленность в концентрации 40%, 50% и 72%. В процессе её создания используется минерал под названием плавиковый шпат или флюорит.

    Оптический метод обладает рядом преимуществ, включая простоту, доступность, а также способность к использованию в различных условиях. Перед началом эксперимента отсутствует необходимость в очистке или обезжиривании стекла, а фтористоводородная кислота, которая используется в данном методе, доступна в стоматологии и можно приобрести ее в тубах объемом 5 мл.

    Извините, но ваш запрос не содержит конкретного текста для перефразирования. Пожалуйста, предоставьте указанный текст.#187;22015″]

    Альтернативный метод, занимающий второе место по распространенности, обладает высоким уровнем точности в определении типа материала. Как же проводится различие между титаном, нержавеющей сталью или алюминиевым металлоломом?

    Необходимо будет использовать точильный станок, шлифовальный уголок или стандартный напильник. При контакте с вращающимся абразивным диском, титан выпускает большую вспышку ярких белых искр. Напротив, нержавеющая сталь искрит менее интенсивно, выделяя искры желтого или красного цвета, в то время как алюминий из-за своей высокой вязкости вообще не выделяет искр. Некоторые виды стальных сплавов созданы для использования в огнеопасных условиях, поэтому они также могут не вырабатывать искры.

     /></div><p>Можно достичь схожего результата с меньшей визуальной яркостью, если постепенно стереть границы изучаемого образца файлом. Количество искр будет уменьшено, но алюмосплав оставит множество серебряных отметок на ребристой поверхности. Этот метод обеспечивает достаточно точное определение Ti из-за специфики и цвета искр, поскольку другие сплавы не обладают такими характеристиками.</p><h2 id=Гальваническая реакция

    Для того чтобы определить материал посредством гальванического метода, требуется основное понимание химии и несколько доступных инструментов: автомобильный аккумулятор 12 В (или несколько “крона” батарей), пара проводов, металлический стержень, один из концов которого обернут куском ткани. Этот метод основан на электрохимической раскраске металлов — анодировании, когда оксидная плёнка (в данном контексте — оксид титана TiO2) меняет свой цвет под влиянием электрического тока.

    Материал пропускают через процесс насыщения проводником электричества, смешанного со сгущенкой, уксусом и солью. Прикрепление проводов происходит в определенной последовательности:

    • Испытуемый образец, функционирующий как анод, соединяют с аккумуляторной клеммой "+".
    • Второй связывает катод - любой металлический прут с материей.

    В случае, когда объект исследования - титан, резкий проход по его поверхности будет оставлять явственный след. Прочные и сплавленные стали, а также алюминиевые сочетания, не предрасположены к анодированию.

    Достоинства данного подхода:

    • вероятность идентификации довольно высока;
    • не нуждается в лабораторных условиях;
    • Доступные элементы для изучения.

    Среди недостатков можно выделить необходимость уделять время подготовке и реализации эксперимента, а также его невозможно осуществить в домашнем окружении.

    Данный метод иногда называют численным, поскольку требуется рассчитать плотность изделия на основе результатов исследований. Известно, что для таких материалов, как титан, нержавеющая сталь и алюминий, этот показатель равен 4.5 г/куб.см, 7.8 г/куб.см, 2.7 г/куб.см соответственно. Для определения химического состава необходимо:

    • Понимание принципа Архимеда;
    • кусок металлического отхода;
    • весы с калибровкой;
    • емкость.

    Густота воды составляет 1 кг/куб.дм, таким образом, в каждом грамме оттесненной жидкости содержится 1 кубический сантиметр объема тела (стержня или пластины), помещенного внутрь него.

    Процесс производится следующим образом: специалисты проводят оценку массы металлического образца при помощи весов. Затем ванна, в которой размещена емкость, наполняется водой до предела. Далее в эту воду помещается часть металлолома. Мерный стакан или иной инструмент для измерений используется для определения количества воды, которое передвинул данный фрагмент. Таким образом, объем воды, которую вытеснила часть металлолома, равна объему самого этого фрагмента.

    Далее выполняют математические операции: произведение массы образца на объемный показатель сопоставляют с уже существующей таблицей.

    На весах установлен сегмент из металла, чей вес равен 207 граммов. Когда этот сегмент помещают в подходящее вместительное устройство, объем вытесненной воды достигает 75 грамм или 75 кубических сантиметров. Расчеты показывают, что 207 поделить на 75 равно 2,76 грамма на кубический сантиметр. С учетом этого, можно сделать вывод, что металл представляет собой алюминий или любой сплав, основанный на нем.

    Прежде чем приступить к различению титановых сплавов и других материалов с помощью искр или стекла, стоит предварительно опробовать другие, более или менее действенные методы, которые основываются на теплопроводности, плотности и химическом составе самих материалов.

    Титан обладает теплопроводностью равной 21,9 Вт/(м·К) при температуре 20 °C, что означает, что когда вы схватите плиту или стержень, они окажутся в теплом на ощупь. Однако стоит учесть, что сталь, устойчивая к коррозии, также имеет схожую характеристику, поэтому данная методика может быть использована преимущественно для начальной оценки. Аналогичный эффект может быть получен, когда деталь подвергается нагреву с одной стороны, например зажигалкой или другим источником тепла - температура на противоположной стороне пластины останется неизменной.

     /></div><p>Можно провести ряд экспериментов со стружками различного вида: титановая сразу загорается, излучая белое пламя, в то время как стальная не поддается возгоранию, а алюминиевая просто плавится. Если поместить стружки из дюралюминия в щелочной раствор, они вызовут интенсивную реакцию из-за образования большого объема водорода.</p><p>Различная плотность Ti, алюминия и нержавеющей стали вызывает разные эффекты, если применить приблизительно одинаковую силу удара молотком по этим материалам:</p><ul class=
  • Маленькое углубление останется на поверхности титана.
  • Сталь не обладает никакими изъянами, за исключением отметки от столкновения.
  • На образце из дюралюмина либо алюминия появится отчетливая, хорошо различимая вмятина.