ٹائٹینیم کو کارن وال، برطانیہ میں ولیم گریگور نے 1791 میں دریافت کیا تھا اور اس کا نام مارٹن ہینرک کلاپروتھ نے یونانی افسانوں کے ٹائٹنز کے نام پر رکھا تھا۔ یہ عنصر متعدد معدنی ذخائر کے اندر پایا جاتا ہے، بنیادی طور پر روٹائل اور ilmenite، جو زمین کی کرسٹ اور لیتھوسفیئر میں وسیع پیمانے پر تقسیم ہوتے ہیں۔ یہ تقریباً تمام جانداروں کے ساتھ ساتھ پانی، چٹانوں اور مٹی کے اجسام میں پایا جاتا ہے۔ کرول اور ہنٹر کے عمل کے ذریعے دھات کو اس کے بنیادی معدنی دھاتوں سے نکالا جاتا ہے۔ سب سے عام مرکب، ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ، ایک مقبول فوٹوکاٹیلسٹ ہے اور سفید روغن کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے۔ دیگر مرکبات میں ٹائٹینیم ٹیٹرا کلورائیڈ (TiCl4) شامل ہیں، جو دھوئیں کی سکرینوں اور اتپریرک کا ایک جزو ہے۔ اور ٹائٹینیم ٹرائکلورائڈ (TiCl3)، جو پولی پروپیلین کی تیاری میں ایک اتپریرک کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔
ایرو اسپیس (جیٹ انجن، میزائل اور خلائی جہاز)، فوجی، صنعتی عمل (کیمیکلز اور پیٹرو کیمیکلز، ڈی سیلینیشن پلانٹس، گودا، اور کاغذ)آٹو موٹیو، زراعت (کھیتی باڑی)، طبی مصنوعی اعضاء، آرتھوپیڈک امپلانٹس، ڈینٹل اور اینڈوڈونٹک آلات اور فائلیں، ڈینٹل امپلانٹس، کھیلوں کے سامان، زیورات، موبائل فونز، اور دیگر ایپلی کیشنز۔
دھات کی دو سب سے زیادہ کارآمد خصوصیات ہیں سنکنرن مزاحمت اور طاقت سے کثافت کا تناسب، جو کسی بھی دھاتی عنصر میں سب سے زیادہ ہے۔ اپنی بے ساختہ حالت میں، ٹائٹینیم کچھ اسٹیل کی طرح مضبوط ہے لیکن کم گھنے ہے۔ اس عنصر کی دو ایلوٹروپک شکلیں اور پانچ قدرتی طور پر پائے جانے والے آاسوٹوپس ہیں، 46Ti سے 50Ti، جس میں 48Ti سب سے زیادہ پائی جاتی ہے (73.8 فیصد)۔
جسمانی خصوصیات
ایک دھات کے طور پر، ٹائٹینیم اس کی اعلی طاقت سے وزن کے تناسب کے لیے پہچانا جاتا ہے۔ یہ کم کثافت کے ساتھ ایک مضبوط دھات ہے جو کافی نرم ہے (خاص طور پر آکسیجن سے پاک ماحول میں)، چمکدار، اور دھاتی سفید رنگ کی ہے۔ نسبتاً اونچا پگھلنے کا مقام (1,668 ڈگری یا 3,034 ڈگری ایف) اسے ریفریکٹری دھات کے طور پر مفید بناتا ہے۔ یہ پیرا میگنیٹک ہے اور دیگر دھاتوں کے مقابلے میں کافی کم برقی اور تھرمل چالکتا ہے۔ ٹائٹینیم سپر کنڈکٹنگ ہوتا ہے جب اس کے اہم درجہ حرارت 0.49 K سے نیچے ٹھنڈا ہوتا ہے۔
تجارتی طور پر خالص (99.2 فیصد خالص) ٹائٹینیم کے درجات میں تقریباً 434 MPa (63,000 psi) کی حتمی ٹینسائل طاقت ہوتی ہے، جو عام، کم درجے کے سٹیل کے مرکب کے برابر ہوتی ہے، لیکن کم گھنے ہوتے ہیں۔ ٹائٹینیم ایلومینیم سے 60 فیصد گھنا ہے، لیکن عام طور پر استعمال ہونے والے 6061-T6 ایلومینیم مرکب سے دوگنا زیادہ مضبوط ہے۔ کچھ ٹائٹینیم مرکبات (مثلاً، بیٹا سی) 1,400 MPa (200,000 psi) سے زیادہ کی تناؤ کی طاقت حاصل کرتے ہیں۔ تاہم، 430 ڈگری (806 ڈگری ایف) سے اوپر گرم ہونے پر ٹائٹینیم طاقت کھو دیتا ہے۔
ٹائٹینیم اتنا سخت نہیں ہے جتنا گرمی سے علاج کیے جانے والے اسٹیل کے کچھ درجات۔ یہ غیر مقناطیسی ہے اور گرمی اور بجلی کا ناقص موصل ہے۔ مشینی احتیاطی تدابیر کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ جب تک تیز اوزار اور ٹھنڈک کے مناسب طریقے استعمال نہ کیے جائیں تو مواد پھٹ سکتا ہے۔ سٹیل کے ڈھانچے کی طرح، ٹائٹینیم سے بنائے گئے ان میں تھکاوٹ کی حد ہوتی ہے جو کچھ ایپلی کیشنز میں لمبی عمر کی ضمانت دیتی ہے۔
دھات ایک ہیکساگونل شکل کا ایک ڈائمورفک ایلوٹروپ ہے جو 882 ڈگری (1,620 ڈگری ایف) پر جسم کے مرکز میں مکعب (جالی) کی شکل میں تبدیل ہوتا ہے۔ شکل کی مخصوص حرارت ڈرامائی طور پر بڑھ جاتی ہے کیونکہ یہ اس منتقلی کے درجہ حرارت پر گرم ہوتی ہے لیکن پھر گر جاتی ہے اور درجہ حرارت سے قطع نظر فارم کے لیے کافی مستقل رہتی ہے۔
کیمیائی خصوصیات
ایلومینیم اور میگنیشیم کی طرح، ٹائٹینیم دھات کی سطح اور اس کے مرکبات ہوا کے سامنے آنے پر فوری طور پر آکسائڈائز ہو کر ایک پتلی غیر غیر محفوظ گزرنے والی تہہ بناتی ہے جو بلک دھات کو مزید آکسیڈیشن یا سنکنرن سے بچاتی ہے۔ جب یہ پہلی بار بنتا ہے، تو یہ حفاظتی تہہ صرف 1-2 nm موٹی ہوتی ہے لیکن یہ آہستہ آہستہ بڑھتی رہتی ہے، چار سالوں میں 25 nm کی موٹائی تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ تہہ ٹائٹینیم کو سنکنرن کے خلاف بہترین مزاحمت فراہم کرتی ہے، تقریباً پلاٹینم کے برابر۔
ٹائٹینیم پتلا گندھک اور ہائیڈروکلورک ایسڈز، کلورائیڈ محلول اور زیادہ تر نامیاتی تیزاب کے حملوں کو برداشت کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ تاہم، ٹائٹینیم مرتکز تیزابوں کے ذریعے corroded ہوتا ہے۔ جیسا کہ اس کی منفی ریڈوکس صلاحیت سے ظاہر ہوتا ہے، ٹائٹینیم تھرموڈینامک طور پر ایک بہت ہی رد عمل والی دھات ہے جو پگھلنے کے مقام سے کم درجہ حرارت پر عام فضا میں جلتی ہے۔ پگھلنا صرف ایک غیر فعال ماحول یا خلا میں ممکن ہے۔ 550 ڈگری (1,022 ڈگری ایف) پر، یہ کلورین کے ساتھ مل جاتا ہے۔ یہ دوسرے ہالوجن کے ساتھ بھی رد عمل ظاہر کرتا ہے اور ہائیڈروجن جذب کرتا ہے۔
ٹائٹینیم آسانی سے ہوا میں 1,200 ڈگری (2,190 ڈگری F) پر آکسیجن کے ساتھ اور خالص آکسیجن میں 610 ڈگری (1,130 ڈگری F) پر ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ بناتا ہے۔ ٹائٹینیم ان چند عناصر میں سے ایک ہے جو خالص نائٹروجن گیس میں جلتے ہیں، جو 800 ڈگری (1,470 ڈگری ایف) پر رد عمل ظاہر کرتے ہوئے ٹائٹینیم نائٹرائڈ بناتا ہے، جس کی وجہ سے جھنجھٹ پیدا ہوتی ہے۔ آکسیجن، نائٹروجن اور دیگر بہت سی گیسوں کے ساتھ اس کی اعلیٰ رد عمل کی وجہ سے، ٹائٹینیم جو کہ فلیمینٹس سے بخارات بنتا ہے، ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپس کی بنیاد ہے، جس میں ٹائٹینیم ان گیسوں کو کیمیائی طور پر باندھ کر ان کے لیے صفائی کا کام کرتا ہے۔ اس طرح کے پمپ انتہائی اعلی ویکیوم سسٹم میں انتہائی کم دباؤ پیدا کرتے ہیں۔
واقعہ
ٹائٹینیم زمین کی پرت میں نواں سب سے زیادہ وافر عنصر ہے (0.63 فیصد بڑے پیمانے پر) اور ساتویں سب سے زیادہ وافر دھات ہے۔ یہ زیادہ تر آگنیس چٹانوں میں، ان سے حاصل ہونے والی تلچھٹوں، جاندار چیزوں اور پانی کے قدرتی اجسام میں آکسائیڈ کے طور پر موجود ہے۔ ریاستہائے متحدہ کے جیولوجیکل سروے کے ذریعہ 801 قسم کے آگنی چٹانوں کا تجزیہ کیا گیا ہے، 784 میں ٹائٹینیم موجود ہے۔ مٹی میں اس کا تناسب تقریباً 0.5 تا 1.5 فیصد ہے۔
عام ٹائٹینیم پر مشتمل معدنیات اناٹیس، بروکیٹ، ایلمینائٹ، پیرووسکائٹ، روٹائل، اور ٹائٹینائٹ (اسفین) ہیں۔ Akaogiite ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل ایک انتہائی نایاب معدنیات ہے۔ ان معدنیات میں سے صرف rutile اور ilmenite کو ہی معاشی اہمیت حاصل ہے، پھر بھی ان کا اعلیٰ ارتکاز میں تلاش کرنا مشکل ہے۔ 2011 میں بالترتیب تقریباً 6۔{2}} اور 0.7 ملین ٹن ان معدنیات کی کان کنی کی گئی۔ مغربی آسٹریلیا، کینیڈا، چین، بھارت، موزمبیق، نیوزی لینڈ، ناروے، سیرا لیون، جنوبی افریقہ اور یوکرین میں ٹائٹینیم کے حامل ilmenite کے اہم ذخائر موجود ہیں۔ 2020 میں تقریباً 210،000 ٹن ٹائٹینیم دھاتی سپنج تیار کیے گئے، زیادہ تر چین (110،000 t)، جاپان (50،000 t)، روس (33،{{ 15}} t)، اور قازقستان (15,000 t)۔ anatase، ilmenite اور rutile کے کل ذخائر کا تخمینہ 2 بلین ٹن سے زیادہ ہے۔
ٹائٹینیم کا ارتکاز سمندر میں تقریباً 4 picomolar ہے۔ 100 ڈگری پر، پانی میں ٹائٹینیم کا ارتکاز پی ایچ 7 پر 10−7 M سے کم ہونے کا تخمینہ لگایا جاتا ہے۔ آبی محلول میں ٹائٹینیم کی انواع کی شناخت اس کی کم حل پذیری اور حساس سپیکٹروسکوپک طریقوں کی کمی کی وجہ سے نامعلوم رہتی ہے، حالانکہ صرف 4 پلس آکسیکرن حالت ہوا میں مستحکم ہے۔ حیاتیاتی کردار کے لیے کوئی ثبوت موجود نہیں ہے، حالانکہ نایاب جاندار ٹائٹینیم کی زیادہ مقدار کو جمع کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔
ٹائٹینیم meteorites میں موجود ہے، اور یہ سورج اور M-قسم کے ستاروں (سب سے بہترین قسم) میں 3,200 ڈگری (5,790 ڈگری F) کی سطح کے درجہ حرارت کے ساتھ پایا گیا ہے۔ اپالو 17 مشن کے دوران چاند سے واپس لائی گئی چٹانیں 12.1 فیصد TiO2 پر مشتمل ہیں۔ مقامی ٹائٹینیم (خالص دھاتی) بہت نایاب ہے۔
اگر آپ ٹائٹینیم کے بارے میں مزید خبریں جاننا چاہتے ہیں،براہ کرم یہاں کلک کریں۔
ہم سے رابطہ کریں: zhangjixia@bjygti.com
