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Titane ( Ti )

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Description générale :  

Le titane fut découvert par le rév. William Gregor en 1791 à Creed, aux Cornouailles, Angleterre et, indépendamment, par M.H. Klaproth en 1795 à Berlin, Allemagne.

Le titane est un métal dur, argenté et satiné, obtenu par réduction avec du magnésium ou du calcium à partir de son tétrachlorure. C'est un élément relativement abondant car il est présent dans la croûte terrestre à hauteur de 5600ppm. Il forme un revêtement protecteur d'oxyde et est donc résistant à la corrosion bien que le métal en poudre brûle au contact de l'air. Le titane tend à être inerte aux basses températures mais se combine à divers réactifs aux températures élevées.

Le titane et ses alliages sont caractérisés par leur légèreté, leur résistance mécanique et à la corrosion et sont utilisés à grande échelle dans l'industrie aérospatiale. De plus, ces propriétés rendent ce matériau intéressant pour les applications médicales (pour fabriquer les prothèses du col du fémur, par exemple). Le dioxyde de titane TiO2 est utilisé comme pigment blanc dans les peintures et les plastiques grâce à ses bonnes qualités opacifiantes. Ce même matériau est également utilisé pour la fabrication de verre solide et résistant à la chaleur, le TiO2 remplaçant une certaine quantité de soude. Le carbure de titane est utilisé pour la fabrication de carbures cémentés.

   

Caractéristiques atomiques

Distribution isotopique naturelle No. de masse %
46 8.0
47 7.5
48 73.7
49 5.5
50 5.3
Fonction de travail photo-électrique ( eV ) 4,1
Numéro atomique 22
Poids atomique ( amu ) 47,88
Potentiel d'ionisation No. eV
1 6.82
2 13.6
3 27.5
4 43.3
5 99.2
6 119
Rayon atomique - Goldschmidt ( nm ) 0,147
Sect. efficace d'absorp. des neutrons therm. ( Barns ) 6,1
Structure de cristal HCP
Structure électronique Ar 3d2 4s2
Valences indiquées 2, 3, 4

Caractéristiques mécaniques

Condition du matériau Recuite Polycristallin
Coefficient de Poisson   0,361
Dureté - Vickers 60
Module d'élasticité cubique ( GPa )   108,4
Module de tension ( GPa )   120,2
Résistance à la traction ( MPa ) 230-460
Résistance Izod ( J m-1 ) 61
Tension de fluage ( MPa ) 140-250

Caractéristiques physiques

Densité à 20C ( g cm-3 ) 4,5
Point d'ébullition ( C ) 3287
Point de fusion ( C ) 1660

Caractéristiques thermiques

Chaleur latente d'évaporation ( J g-1 ) 8893
Chaleur latente de fusion ( J g-1 ) 365
Chaleur spécifique à 25C ( J K-1 kg-1 ) 523
Coefficient d'expansion thermique à 0-100C ( x10-6 K-1 ) 8,9
Conductivité thermique à 0-100C ( W m-1 K-1 ) 21,9

Caractéristiques électriques

Résistivité à 20C ( µOhmcm ) 54
Coefficient de température à 0-100C ( K-1 ) 0,0038
Température critique de superconductivité ( K ) 0,40

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