Titanio

Titanio 1

Titanio

Escandio Titanio Vanadio

22 Ti

Tabla completa Tabla ampliada

PlateadoInformacin general

Nombre, smbolo, nmero Titanio, Ti, 22

Serie qumica Metales de transicin

Grupo, perodo, bloque 4, 4, d

Masa atmica 47,867u

Configuracin electrnica [Ar]3d24s2

Dureza Mohs 6

Electrones por nivel 2, 8, 10, 2 (imagen)

Propiedades atmicas

Radio medio 140pm

Electronegatividad 1,54 (Pauling)

Radio atmico (calc) 176pm (Radio de Bohr)

Radio covalente 136pm

Radio de van der Waals Sin datospm

Estado(s) de oxidacin 4

xido Anftero

1. Energa de ionizacin 658,8kJ/mol




5. Energa de ionizacin 9581kJ/mol

Titanio 2






Propiedades fsicas

Estado ordinario Slido

Densidad 4507kg/m3

Punto de fusin 1941K (1668C)

Punto de ebullicin 3560K (3287C)

Entalpa de vaporizacin 421kJ/mol

Entalpa de fusin 15,45kJ/mol

Presin de vapor 0,49 Pa a 1933 K

Varios

Estructura cristalina Hexagonal

N CAS 7440-32-6 [1]

N EINECS 231-142-3

Calor especfico 520J/(Kkg)

Conductividad elctrica 2,38 106S/m

Conductividad trmica 21,9W/(Km)

Velocidad del sonido 4140m/s a 293,15K (20C)

Istopos ms estables

Artculo principal: Istopos del titanio

iso AN Periodo MDEd

PDMeV

44Ti Sinttico 60,0 a 0,268 44Sc

46Ti 8,25 % Estable con 24 neutrones





Valores en el SI y condiciones normales de presin y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El titanio es un elemento qumico de smbolo Ti y nmero atmico 22. Se trata de un metal de transicin de colorgris plata. Comparado con el acero, aleacin con la que compite en aplicaciones tcnicas, es mucho ms ligero(4,5/7,8). Tiene alta resistencia a la corrosin y gran resistencia mecnica, pero es mucho ms costoso que aquel, locual limita su uso industrial.

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Es un metal abundante en la naturaleza; se considera que es el cuarto metal estructural ms abundante en lasuperficie terrestre y el noveno en la gama de metales industriales. No se encuentra en estado puro sino en forma dexidos, en la escoria de ciertos minerales de hierro y en las cenizas de animales y plantas. Su utilizacin se hageneralizado con el desarrollo de la tecnologa aeroespacial, donde es capaz de soportar las condiciones extremas defro y calor que se dan en el espacio y en la industria qumica, por ser resistente al ataque de muchos cidos;asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia, porlo que es factible la fabricacin de muchas prtesis e implantes de este metal.El titanio fue declarado material estratgico por parte de Estados Unidos durante muchos aos. Puede formaraleaciones con otros elementos, tales como hierro, aluminio, vanadio, molibdeno y otros, para producir componentesmuy resistentes que son utilizados por las industrias aeroespacial, aeronutica, militar, petroqumica, agroindustrial,automovilstica y mdica.

Historia

Martin Kalproft, creador del nombre del titanio

El titanio recibe el nombre de ttanos, del griego antiguo tierra blanca(su xido es de los blancos ms puros), no de los titanes comopopularmente se cree. Fue descubierto en 1791 por William Gregor, alanalizar un material que haba encontrado. En 1795, el qumico MartnKalprotz, descubridor del uranio, le dio el nombre de titanio.

Es el cuarto metal ms comn en la naturaleza. Las rocas gneas, losmateriales formados por descomposicin de rocas gneas, muchosminerales, principalmente los que tienen hierro y todos los organismosvegetales y animales, contienen titanio.

El titanio se extrae en primer lugar del rutilo (xido de titanio),abundante en las arenas costeras. Para ello, el titanio debe someterseantes a un proceso de refinado, para prevenir su reaccin consustancias tales como el nitrgeno, el oxgeno y el hidrgeno.

Matthew A. Hunter fue el primero que obtuvo titanio (con una purezadel 99.9%) calentando tetracloruro de titanio (TiCl4) con sodio a700-800 C.

El titanio como metal no se emple hasta 1946 en que William Justin Kroll desarroll un mtodo para poderproducirlo industrialmente, reduciendo el TiCl4 con magnesio. Este mtodo, llamado Mtodo de Kroll, se sigueutilizando actualmente. En este proceso el metal se debe mantener en una atmsfera de gas inerte, como argn ohelio, para impedir la reaccin con otros elementos.

En la dcada de 1950 y 1960 la Unin Sovitica lo emple en usos militares. En los EE. UU., el Departamento deDefensa (DOD) entendi la importancia estratgica del metal y durante la guerra fra el gobierno estadounidense loconsider un material estratgico y las reservas de esponja de titanio fueron mantenidas por el Centro de ReservasNacional de Defensa, que desapareci en 2005. Hoy el mayor productor mundial es el consorcio rusoVSMPO-AVISMA, que supone el 29% de la produccin mundial.En 2006, la Agencia de Defensa estadounidense subvencion con 5,7 millones de dlares a dos empresas paradesarrollar un nuevo proceso de fabricacin de polvo de titanio. Pues con calor y presin, el polvo de titanio de pesoligero sirve para revestir y fortalecer superficies como armaduras o componentes del sector aeroespacial, eltransporte o industrias de tratamiento qumico.

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Istopos

Electrones del titanio.

Se encuentran 5 istopos estables en la naturaleza: 46Ti, 47Ti, 48Ti,49Ti y 50Ti, siendo el 48Ti el ms abundante (73,8%). Se hancaracterizado 11 radioistopos, siendo los ms estables el 44Ti, con unperiodo de semidesintegracin de 60 aos, 45Ti (184,8 minutos), 51Ti(5,76 minutos) y el 52Ti (1,7 minutos). Para el resto, sus periodos desemidesintegracin son de menos de 33 segundos, y la mayora demenos de medio segundo.

El peso atmico de los istopos va desde 39,99 uma (40Ti) hasta57,966 uma (58Ti). El primer modo de decaimiento antes del istopoms estable, el 48Ti, es la captura electrnica, mientras que despus deeste es la desintegracin beta. Los istopos del elemento 21 (escandio)son los principales productos de decaimiento antes del 48Ti, mientrasque despus son los istopos del elemento 23 (vanadio).

Caractersticas del titanio

Caractersticas fsicasEntre las caractersticas fsicas del titanio se tienen las siguientes: Es un metal de transicin. Su densidad o peso especfico es de 4507 kg/m3. Tiene un punto de fusin de 1675C (1941 K). Su masa atmica es de 47,867 u. Es de color plateado grisceo. Es paramagntico, es decir que presenta ligera susceptibilidad a un campo magntico. Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecnicas. Es resistente a la corrosin. Refractario. Poca conductividad trmica y elctrica: no es buen conductor del calor ni de la electricidad.

Caractersticas mecnicasEntre las caractersticas mecnicas del titanio se tienen las siguientes: Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable. Permite fresado qumico. Maleable, permite la produccin de lminas muy delgadas. Dctil, permite la fabricacin de alambre delgado. Duro. Escala de Mohs 6. Muy resistente a la traccin. Gran tenacidad. Permite la fabricacin de piezas por fundicin y moldeo. Material soldable. Permite varias clases de tratamientos tanto termoqumicos como superficiales. Mantiene una alta memoria de su forma.

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Caractersticas qumicas Se encuentra en forma de xido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta (hcp) llamada fase alfa. Por

encima de 882C presenta estructura cbica centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta. La resistencia a la corrosin que presenta es debida al fenmeno de pasivacin que sufre (se forma un xido que

lo recubre). Es resistente a temperatura ambiente al cido sulfrico (H2SO4) diluido y al cido clorhdrico (HCl)diluido, as como a otros cidos orgnicos, tambin es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo sepuede disolver en cidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien en cido fluorhdrico (HF), o con fluoruros encidos. A temperaturas elevadas puede reaccionar fcilmente con el nitrgeno, el oxgeno, el hidrgeno , el boro yotros no metales.

Sus iones no tienen existencia a pH bsicos.

Metalurgia del titanio: el mtodo Kroll

Mineral de titanio.

Titanio, realizados por mtodo:Van-Arkel-de-Boer

El titanio no se encuentra libre en la naturaleza, los minerales quemuestran una mayor concentracin de este metal son el rutilo (TiO2) yla ilmenita(FeOTiO2), adems de la anatasa y la brookita (ambas sontambin TiO2).

Para obtener titanio puro, a partir de los minerales que lo contienen seutiliza mayoritariamente el llamado Mtodo de Kroll, que consiste enla reduccin de tetracloruro de titanio con magnesio, en una atmsferade argn que impide su oxidacin. El proceso es el siguiente:

Obtencin de tetracloruro de titanio por cloracin a 800C, enpresencia de carbono, segn la reaccin:

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO Se reduce el TiCl4 con magnesio o sodio molido en atmsfera inerte

segn: Si se utiliza el Sodio (Na) en el proceso se producen la siguiente

reaccin:

TiCl4 + 4 Na 4NaCl + Ti Si se utiliza el Magnesio (Mg) para purificarlo se produce la

siguiente reaccin:

TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2[2]

En la actualidad (2007) existen formas de refinado del titanio, comoalternativa al mtodo Kroll, tradicionalmente utilizado desde 1937.

Aleaciones de titanioComercial y tcnicamente existen muchas aleaciones de titanio. Las aleaciones ms conocidas son las siguientes:Ti grado 2, tiene la siguiente composicin qumica: TiFe(0,25-0,30) Es conocido como titanio comercial puro.Tiene una resistencia a la traccin de 345 MPa, un lmite elstico de 275 MPa, una ductilidad del 20% una dureza de82 HRB, se puede soldar y una resistencia elctrica de 0,56 (m). Sus principales aplicaciones son campos dondese requiere resistencia a la corrosin y conformabilidad como las tuberas, intercambiadores de calor, etc.Ti grado 5, conocido como Ti6Al4V, tiene un porcentaje del 6% de aluminio y un 4% de vanadio. Es la aleacin de titanio ms utilizada, sobre todo, en el campo de la aeronutica, en el de la biomedicina o la estomatologa. Tiene

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una resistencia a la traccin de 896 MPa, un lmite elstico de 827 MPa, una ductilidad del 10% una dureza de 33HRB una soldabilidad muy buena y una resistividad elctrica de 1,67 (m). Sus aplicaciones son donde se requieraalta resistencia mecnica y altas temperaturas como en ( tornillera y piezas forjadas)Ti grado 19, tiene la siguiente composicin qumica Ti

3Al

8V

6Cr

4Zr

4Mo (Beta-C) Tiene una resistencia a la

traccin de 793 MPa, un lmite elstico de 759 MPa una ductilidad de 15% una dureza de 45 HRB una soldabilidadregular y una resistividad de 1,55 (m). Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia a la corrosin y a latemperatura ((Aplicaciones marinas y motores de aviones)Ti6246 Tiene la siguiente composicin qumica: Ti

6Al

2Sn

4Zr

6Mo, Tiene una resistencia a la traccin de 1172 Mpa,

un lmite elstico de 1103 Mpa una ductilidad del 10% una dureza de 39 HRB una soldabilidad limitada y unaresistividad elctrica de 2 (m) Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecnica obtenida portemple.Las especificaciones ASTM (American Society for Testing and Materials) clasifican las diferentes presentaciones deltitanio.Los ms utilizados son los siguientes: Ti grado 1, 2, 3 y 4 incluyen el llamado titanio puro con una composicin superior al 99% de Ti. Ti grado 5 y 9 son aleaciones resistentes a la corrosin y un resistencia mecnica media. Ti grado 7, 11 y 12 son aleaciones muy resistentes a la corrosin.La aleacin Ti Beta-C es una aleacin muy resistente a la corrosin y a la temperatura.Las normas ASTM fijan las utilidades del titanio y sus aleaciones: ASTM B265: fleje, pletina y chapa ASTM B263: accesorios soldados y sin soldadura ASTM B348: barras y palanquillas ASTM B367: piezas de fundicin ASTM B381: forjados ASTM B861: tubera sin soldadura ASTM B862: tubera soldada ASTM B863: hilo y alambre

Procesos tecnolgicos del titanio

FundicinLa fundicin de piezas de titanio se realiza cuando se trata de piezas de diseo complejo que hace difcil el forjado omecanizado de las mismas. Hay muchas aplicaciones donde se utilizan piezas fundidas desde piezas muyvoluminosas hasta piezas muy pequeas de aplicaciones biomdicas.Hay dos mtodos principales para la fundicin de piezas: Fundicin por moldeo de grafito apisonado, recomendado para la fundicin de piezas de gran tamao por ser el

procedimiento ms econmico porque no hay necesidad de fabricar moldes especiales. Fundicin a la cera perdida, es el mtodo ms apropiado para fundir piezas pequeas y de gran precisin con

acabados de alta calidad.En el desarrollo de las diferentes prtesis seas y dentales se recurre a la fundicin de los componentes en hornosmuy sofisticados para obtener una gran precisin y calidad de las piezas fundidas, a partir de los moldes adecuados.Debido a la afinidad del titanio lquido por el oxgeno, nitrgeno e hidrgeno, as como la reactividad con loscrisoles y moldes metlicos, se requiere que la fusin sea al vaco y en crisoles de grafito.

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Las propiedades mecnicas de las piezas de fundicin son muy similares a las de las piezas forjadas y del titanio engeneral. Se funden piezas de hasta 600 kg, tanto de titanio comercial puro como de las diferentes aleaciones.La verificacin de piezas fundidas se realiza mediante lquidos penetrantes, rayos X o ultrasonidos.

ForjaPara la conformacin de piezas de titanio por forjado se pueden utilizar las tcnicas y herramientas convencionalesque se utilizan para el forjado de piezas de acero. El forjado en caliente exige controlar rigurosamente la temperaturacon la que se trabaja, para obtener un control exacto de la estructura de la pieza y de sus propiedades.Se pueden forjar piezas de cualquier aleacin de titanio con estructura de grado nico y con una resistencia y durezadireccionales o localizadas. Las modernas mquinas herramientas de mecanizado por Control Numrico esteliminando muchas veces el forjado de piezas cuando se trata de series reducidas porque es ms econmico realizarun mecanizado de desbaste general de la pieza y un posterior acabado fino que un proceso de forjaLa posibilidad de la deformacin en caliente si se hace a temperatura superior a la transformacin alotrpica que esequivalente a la de los aceros inoxidables, puede presentar en algunos casos superelasticidad.Ejemplo de piezas forjadas pueden ser las siguientes: Bielas de motores de automviles de competicin Prtesis e implantes mdicos Cabezas de palos de golf Turbinas de turbo-compresores Accesorios para tuberas para cabeceros de cama o elementos decorativos como figuras de adorno

SoldaduraA la hora de afrontar la soldadura de piezas de titanio hay que tener en cuenta que si se supera la temperatura defusin, puede sufrir una decoloracin porque reacciona fcilmente en contacto con los gases atmosfricos. Estadecoloracin puede suponer prdida de ductilidad y de resistencia mecnica. Por lo tanto es muy importante que enla soldadura se proteja la zona de soldadura con gases inertes.Tambin perjudican la soldadura los contaminantes de las superficies a soldar, tales como xido, polvo, limaduras yvirutas, por lo que deben eliminarse por bao de decapacin, mecanizado pulido o chorro de arena.La soldadura debe limpiarse con pao de acetona o cepillo de acero inoxidable o titanioEl titanio de grado 2 y 5 poseen una buena soldabilidad aunque pierden un poco de valor de sus propiedadesmecnicas con respecto al metal base.El equipo de soldadura con arco de gas inerte para titanio (TIG, MIG) es similar a los equipos utilizados para soldaracero, aunque se requiere una mejor proteccin del gas inerte. En caso de piezas crticas donde la proteccin gaseosasea difcil puede ser necesario realizar la soldadura en una cmara de soldadura.Para la verificacin de piezas soldadas se puede recurrir a los mtodos tradicionales de rayos X, ultrasonidos olquidos penetrantes.Los procesos de soldadura que admite el titanio son: Friccin. Soldadura con rayo de electrones. Soldadura por rayo lser. Soldadura por plasma. Soldadura por puntos Soldadura por arco con electrodo consumible o no.

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Procesos por fusin, control con atmsfera inerte o en vaco. No fundentes.

ExtrusinExtrusin es en general, la accin de dar forma o moldear una masa hacindola salir por una abertura especialmentedispuesta.El titanio y sus aleaciones permiten ser extruidos, pudiendo obtener diversos perfiles tanto para acabados en brutocomo para piezas finales. La tcnica de extrusin es particularmente recomendable para la produccin de piezalargas y de seccin compleja.

EmbuticinLa embuticin es una tcnica para moldear metales en caliente en un sola operacin con la accin conjunta de unaprensa y el molde o troquel adecuado a la pieza que se quiere fabricar. Para facilitar la embuticin es necesario que elmaterial tenga una gran elongacin a la traccin. que se trate de materiales policristalinos de grano fino a altastemperaturas. Esta propiedad la tiene la aleacin de titanio de grado 5 Ti6Al4V.La tcnica consiste colocar la pieza a moldear entre las dos mitades del troquel o molde, calentando a la temperaturaque permita la mejor plasticidad del material. Se insufla argn en la parte superior del molde forzando la lmina detitanio hacia la parte interior del troquel.

MecanizadoEl mecanizado de piezas de titanio en mquinas herramientas normales se realiza en condiciones parecidas a las quese utiliza para mecanizar acero o aleaciones de aluminio, y las condiciones tecnolgicas del mecanizado dependernde la dureza que tenga la aleacin de titanio que se mecanice. El titanio es ms elstico que el acero por lo que laspiezas mal sujetas pueden tender a doblarse ante las herramientas de corte. Hay que refrigerar el mecanizado con unrefrigerante adecuado teniendo en cuenta que el titanio es mal conductor trmico y por tanto difcil de refrigerar,pudiendo deteriorar el filo de corte de las herramientas a consecuencia de las altas temperaturas en la zona de corte.

Fresado qumicoLas piezas de titanio permiten el fresado qumicode tal manera que se puede conseguir una gran precisin en dichaoperacin. Para esta tarea se utiliza un ataque de cido de superficie, selectivo y controlado.

Rectificado de precisinLos rectificados de precisin deben realizarse con muelas abrasivas muy reavivadas, con el mayor dimetro yespesor posible, duras y con gran potencia y velocidades lineales adecuadas. Para el rectificado cilndrico serecomiendan muelas con almina y un refrigerante adecuado de chorro de gran caudal que sea muy bien filtrado ycambiarlo a menudo.

PulvimetalurgiaLa pulvimetalurgia o metalurgia de polvos es un proceso de fabricacin que, partiendo de polvos finos y tras sucompactacin para darles una forma determinada (compactado), se calientan en atmsfera controlada (sinterizado)para la obtencin de la pieza.La pulvimetalurgia del titanio se utiliza para la fabricacin de piezas complejas de espesores muy pequeos, porejemplo menores de 1 mm, donde se exijan acabados superficiales muy finos.Se puede conseguir pulvitanio de base mediante las siguientes tcnicas: Sinterizado compactado en fro Sinterizado prensado isosttico en fro

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Prensado isosttico en caliente Prensado en caliente al vaco o en un molde interior

Tratamientos del titanio

Tratamiento termoqumico: nitruracinEl tratamiento termoqumico de nitruracin del titanio puro y de la aleacin Ti6Al4V produce una capa derevestimiento lisa y homognea , con incrementos de la dureza superficial de hasta un 500% respecto al material notratado.La capa de nitruro de titanio formada tiene un espesor de 2-3 mm, en tres horas de tratamiento, formada porpequeos granos de nitruros con dimetros del orden de los 50-100 nm. El componente principal de la capa esnitruro de titanio (Ti2N)Este tipo de tratamiento tiene gran utilidad en las aplicaciones biomdicas del titanio y en los componentes demotocicletas y automviles de competicin: bielas, vlvulas, etc.[3]

Las piezas a tratar se colocan en una cmara en vaco y son sometidas a una temperatura de 500C. Se inyectanitrgeno, que en contacto con iones de titanio, reaccionan para formar nitruro de titanio, presentando al final delproceso un color dorado. Con esta tcnica la dureza superficial puede aumentar hasta 2600 HRB. Las piezasnitruradas tienen una gran resistencia a la corrosin.

Tratamiento superficialComo tratamientos superficiales del titanio se pueden citar los siguientes: Lubricacin Oxidacin trmica Anodizacin Electroplaqueado IonizacinCuando se produce deslizamiento de superficies de titanio sobre titanio o cualquier otro metal, se manifiesta unagran tendencia a la excoriacin, por lo que se requiere en esos casos lubricar las superficies de contacto conlubricantes de pelcula seca a base de disulfuro de molibdeno, grafito o similares. Donde ms se aplica este tipo delubricacin es en tornillos y pernos roscados.Un mtodo de mejorar las propiedades superficiales del titanio, concretamente la mejora de la resistencia a lacorrosin, es cuando se somete el titanio a un tratamiento superficial de oxidacin que, adems, puede originar unavariedad de colores muy atractiva que ampla las posibilidades del titanio en el sector de la joyera y de ladecoracin. Existen distintas tcnicas para llevar a cabo la oxidacin superficial del titanio para producir sucoloracin, como son el tratamiento trmico, el procesado con plasma o la oxidacin electroltica.Ya existe una alternativa a los mtodos tradicionales de oxidacin que consiste en que el tratamiento superficial serealice con lser. Esta tcnica presenta una gran resolucin espacial, rapidez de procesado y ausencia de contactomaterial con la pieza a tratar. Adems, la posibilidad de irradiar zonas de difcil acceso y la versatilidad de lossistemas de marcado proporcionan al lser una gran aplicabilidad en la coloracin del titanio. El proceso de lsertambin puede ser empleado posteriormente al proceso de anodizado para escribir, grabar y marcar.[4]

El proceso de anodizacin es una tcnica que se utiliza para aumentar el grosor de la capa de xido y constituye unasolucin eficaz y poco costosa para piezas que no estn sometidas a un desgaste continuo. Si durante la anodizacinse depositan polmeros de bajo coeficiente de rozamiento se aumenta la dureza superficial de la pieza.El tratamiento superficial de ionizacin se realiza en fro y consiste en acelerar en vaco iones de nitrgeno y hacerlos impactar contra la superficie tratada. Con este procedimiento la dureza superficial aumenta hasta 1500 HV.

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Esta tcnica da muy buenos resultados en el tratamiento de engranajes y tornillera.

Aplicaciones del titanio

Aplicaciones biomdicas: titanio quirrgico

Prtesis sea

Vista de un avin SR-71 que incorporanumerosos componentes de titanio.

El titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humanoque toleran su presencia sin reacciones alrgicas del sistemainmunitario. Esta propiedad de compatibilidad del titanio unido a suscualidades mecnicas de dureza, ligereza y resistencia han hechoposible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad paraaplicaciones mdicas, como prtesis de cadera y rodilla, tornillosseos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para lafabricacin de vlvulas cardacas y marcapasos, gafas, materialquirrgico tales como bisturs, tijeras, etc.

La aleacin de titanio ms empleada en este campo contienealuminio y vanadio segn la composicin:Ti6Al4V. El aluminio incrementa latemperatura de la transformacin entre las fases alfa y beta. Elvanadio disminuye esa temperatura. La aleacin puede ser biensoldada. Tiene alta tenacidad.

Las especificaciones ASTM empleadas en el titanio quirrgico son lassiguientes: ASTM B265: placa y lmina: ASTM F1108 Ti6Al4V: pieza

moldeada para implantes quirrgicos ASTM B299: esponja: ASTM F1295 Ti6Al7: aleaciones de niobio

para aplicaciones de implantes quirrgicos ASTM B861/B862: tubo: ASTM F1341: alambre de titanio sin

aleaciones para aplicaciones de implante quirrgico ASTM B338: ASTM F136 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante quirrgico ASTM B348: barra: ASTM F1472 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante quirrgico ASTM B363: conexiones: ASTM F620 Ti6Al4V: forjados para implantes quirrgicos ASTM B367: piezas moldeadas: ASTM F67: titanio sin aleaciones para aplicaciones de implante quirrgico ASTM B381: forjado: varias especificaciones especiales AMS y MIL-T.Las razones para considerar el material ideal para implantes endoseos son: El titanio es inerte, la cubierta de xido en contacto con los tejidos es insoluble, por lo cual no se liberan iones que

pudieran reaccionar con las molculas orgnicas. El titanio en los tejidos vivos representa una superficie sobre la que el hueso crece y se adhiere al metal, formando

un anclaje anquiltico, tambin llamado osteointegracin.Esta reaccin normalmente slo se presenta en los materiales llamados bioactivos y es la mejor base para losimplantes dentales funcionales. Posee buenas propiedades mecnicas, su fuerza de tensin es muy semejante a la del acero inoxidable utilizado en

las prtesis quirrgicas que reciben carga. Es mucho ms fuerte que la dentina o cualquier cortical sea,permitiendo a los implantes soportar cargas pesadas.

Este metal es suave y maleable lo cual ayuda a absorber el choque de carga.

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Otros usos

Reloj con carcasa de titanio

Industria energtica: El titanio es muy utilizado en la construccinde sistemas de intercambio trmico en las centrales trmicaselctricas (y tambin en las centrales nucleares), debidoprincipalmente a sus caractersticas de resistencia mecnica (lo quehace que los haces tubulares que constituyen esos intercambiadoressean muy resistentes a las vibraciones y que los espesores de lostubos puedan ser menores, facilitando el intercambio de calor) yqumicas (el titanio, a semejanza del cobre, genera una capainoxidable sobre su superficie, lo que lo hace mucho qumicos:Determinadas aleaciones de titanio se utilizan para fabricarcomponentes de las industrias de proceso tales como bombas,depsitos, reactores qumicos y columnas de fraccionamiento encentrales que utilizan agua de mar como refrigerante. Tambin seemplea en las unidades de desulfuracin de gases que permitenreducir las lorito e hipoclorito, el cido ntrico, los cidos crmicos,los cloruros metlicos, los sulfuros o los cidos orgnicos.

Industria automovilstica: Un sector nuevo se ha incorporado a la fabricacin de componentes de titanio, dondelas empresas automovilsticas estn incorporando componentes de titanio en los vehculos que fabrican, con el finde aligerar el peso de los mismos, as por ejemplo ya existen muelles y bielas de titanio. Especialmente en el casode los muelles se mejora el mdulo de Young y una mejor calidad de la suspensin.

Industria militar: El titanio se emplea en la industria militar como material de blindaje, en la carrocera devehculos ligeros, en la construccin de submarinos nucleares y en la fabricacin de misiles.

Motor de Airbus A-380 con 11 t de titanio

Industria aeronutica y espacial: Debido a su fuerza, bajadensidad y el que puede soportar temperaturas relativamentealtas, las aleaciones de titanio se emplean en aviones y cohetesespaciales. El titanio y sus aleaciones se aplican en laconstruccin aeronutica bsicamente para construir forjadosestructurales de los aviones, discos de ventilacin, labes ypalas de turbinas.

Construccin naval: La propiedad que tiene el titanio de serresistente a la corrosin permite que algunas de sus aleacionessean muy utilizadas en construccin naval donde se fabricanhlices y ejes de timn, cascos de cmaras de presinsubmarina, componentes de botes salvavidas y plataformas petrolferas, as como intercambiadores de calor,condensadores y conducciones en centrales que utilizan agua de mar como refrigerante, porque el contacto con elagua salada no le afecta.

Industria relojera: Los relojes deportivos que requieren un material resistente a menudo usan el titanio, un metalfuerte, blanco. Los relojes de pulsera de titanio son de peso ligero, 30 por ciento ms fuertes que los de acero yresisten la corrosin. Generalmente tienen una capa protectora para hacerlos resistentes a los rayones. Se fabricanlas cajas de titanio e incluso las correas de sujecin.

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Museo Guggenheim de Bilbao cubierto delminas de titanio

Joyera: Metal seminoble en el mbito de la joyera y de labisutera. As es posible encontrar pulseras, pendientes, anillos, etc.,fabricados en este metal. Para mejorar el aspecto superficial deltitanio se le somete a diferentes tipos de procesos que refuerzan subelleza.

Instrumentos deportivos: Con titanio se producen actualmentedistintos productos de consumo deportivo como palos de golf,bicicletas, caas de pescar, etc.

Decoracin: Tambin se han empleado lminas delgadas de titaniopara recubrir algunos edificios, como por ejemplo el MuseoGuggenheim de Bilbao.

Aplicaciones del titanio no metlico

Algunos compuestos de titanio pueden tener aplicaciones entratamientos contra el cncer. Por ejemplo, el cloruro de titanoceno enel caso de tumores gastrointestinales y de mama.

Tetracloruro de titanioEl tetracloruro de titanio (TiCl4)es un lquido entre incoloro y amarillo. En contacto con agua forma cidoclorhdrico y compuestos de titanio. El tetracloruro de titanio no se encuentra de forma natural y es producido apartir de minerales que contienen titanio.Se emplea en la fabricacin de titanio metlico o para obtener bixido de titanio.[5] El (TiCl4) se obtiene mediante unproceso de cloracin a 800C, en presencia de carbono(C) mediante la reaccin:

Posteriormente si se desea obtener titanio puro se purifica este producto con magnesio (Mg) o sodio molido (Na)mediante destilacin fraccionada en una atmsfera inerte (por ejemplo con argn) con la reaccin:Si se utiliza el Sodio (Na) en el proceso se producen la siguiente reaccin:

Si se utiliza Magnesio (Mg) se producen la siguiente reaccin:

Para manejar este producto hay que tomar precauciones porque entra en el ambiente principalmente en el aire de lasinstalaciones industriales donde se produce mediante una variedad de procesos qumicos, o como resultado dederrames.Si hay humedad en el aire, el tetracloruro de titanio reacciona rpidamente con sta para formar cido clorhdrico yotros compuestos de titanio, tales como el hidrxido de titanio y los oxicloruros de titanio.Algunos de los compuestos de titanio pueden depositarse en el suelo o el agua. En el agua, estos se depositan en elsedimento del fondo donde pueden permanecer por largo tiempo.El tetracloruro de titanio se degrada rpidamente en el aire, por lo que no es txico a menos que trabaje en unaindustria que lo manufactura o lo usa. El personal que trabaja en una industria que usa tetracloruro de titanio, podraestar expuesto respirndolo o tocndolo. Si se derrama tetracloruro de titanio, puede haber contacto con la piel.

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El tetracloruro de titanio es muy irritante a los ojos, la piel, membranas mucosas y los pulmones. Respirar grandescantidades puede causar serios daos a los pulmones. El contacto con el lquido puede causar quemaduras a los ojosy la piel.

Dixido de titanio

Dixido de titanio (TiO2)

El dixido de titanio es un compuesto cuya frmula es (TiO2).Seencuentra en una forma negra o de color castao conocida como rutilo.Las formas naturales que se encuentra menos en la naturaleza son laanatasita y la brooquita.Tanto el rutilo como la anatasita puros son decolor blanco. El xido bsico negro, (FeTiO3), se encuentra en formanatural como el mineral llamado ilmenita. El dixido de titanio es laprincipal fuente comercial del titanio. Aproximadamente el 95% deltitanio que se consume lo hace en forma de dixido de titanio, debido a las mltiples aplicaciones industriales quetiene.

Aplicaciones

Los pigmentos de dixido de titanio se utilizan principalmente en la produccin de pinturas y plsticos, as comoen papel, tintas de impresin, cosmticos, productos textiles, farmaceticos y alimentarios. El dixido de titanioes el pigmento ms habitualmente utilizado en el mundo, que proporciona a los productos finales una brillanteblancura, opacidad y proteccin.

En artes grficas donde se precisan pequeos espesores de recubrimientos se utilizan pigmentos de dixido detitanio muy finos.

El dixido tambin se ha empleado como agente blanqueador y opacador en esmaltes de porcelana, dando unacabado final de gran brillo, dureza y resistencia al cido un pigmento blanco permanente que se emplea enpinturas, papel y plsticos, asimismo tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria qumica en general.[6]

Productores mundiales de titanioPrincipales productores de xido de titanio en 2003

Pas Miles de toneladas % del total

Australia 1291 30,6

Sudfrica 850 20,1

Canad 767 18,2

Noruega 382 9,1

Ucrania 357 8,5

Total de los 5 pases 3647 86,4

Total mundo 4221 100

Cifras del 2003, en miles de toneladas de dixido de titanio.

El titanio es el noveno elemento ms abundante en la corteza terrestre (supone el 0,63% del peso total). Sin embargo,en la naturaleza siempre se encuentra unido qumicamente a otros elementos, formando minerales en los que lafraccin de titanio suele ser pequea.De todos los minerales de titanio, solo el rutilo y la ilmenita son explotables econmicamente y esto slo cuando la concentracin de titanio es suficientemente alta. Existen depsitos significativos de titanio en forma de ilmenita en Australia occidental, Canad, Nueva Zelanda, Noruega y Ucrania. Se extraen grandes cantidades de rutilo en

Titanio 14

Norteamrica y Sudfrica. Las reservas conocidas de titanio se estiman en unas 600millones de toneladas(expresadas como TiO2).

Titanio y toxicidadTanto el titanio como en el dixido de titanio tienen un nivel bajo de toxicidad.La sobreexposicin al polvo de titanio puede ocasionar por inhalacin del polvo dolor en el pecho, tos o dificultadpara respirar. En contacto con la piel o los ojos puede generar irritacin.Respecto a su cancerogenicidad, la agencia internacional para la investigacin del cncer (IARC) dice que el titaniono es clasificable como elemento cancergeno para los humanos.[7]

Referencias y bibliografaEste artculo incorpora material de http:/ / www. lowde. com , que mediante unaWikipedia:Autorizaciones/http://www.lowde.com| autorizacin permiti agregar contenido e imgenes del Manualde Titanio [8] que incorpora en la web y publicarlos bajo licencia GFDL.[1] http:/ / toolserver. org/ ~magnus/ cas. php?language=en& cas=7440-32-6& title=[2] Frmulas del Mtodo de Kroll (http:/ / www. uclm. es/ profesorado/ fcarrillo/ QINORGAVANZ/ Trans_grupo4. pdf)[3] Tratamiento termoqumico del titanio. 8-02-2000. Tesis doctoral. Rodrguez Rius. ISBN- B.29935-2001/84-699-5371-0 (http:/ / www.

tesisenxarxa. net/ TDX-0529101-130232/ )[4] Coloracin del titanio por lser. 28-12-2003 Tesis doctoral. Prez del Pino, ngel. ISBN. B.1127-2004/84-688-5504-9 (http:/ / tdcat. cesca.

es/ TDX-0203104-133744/ index. html)[5] Tetracloruro de titanio. Agencia para sustancias txicas y el registro de enfermedades. (Septiembre 1997) Visita web 20-4-2007 (http:/ /

www. atsdr. cdc. gov/ es/ toxfaqs/ es_tfacts101. html)[6] Aplicaciones del dixido de titanio (http:/ / www. quiminet. com. mx/ art/ ar_%C5R%B9%CE%C7HX%BE. php)[7] Lentech Efectos del titanio sobre la salud Visita web 30-4-2007 (http:/ / www. lenntech. com/ espanol/ tabla-peiodica/ Ti. htm)[8] http:/ / www. tornillosdetitanio. com/ manual_titanio. pdf

Enlaces externos Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre TitanioCommons. EnvironmentalChemistry.com - Titanium (http:/ / environmentalchemistry. com/ yogi/ periodic/ Ti. html)

Fuentes y contribuyentes del artculo 15

Fuentes y contribuyentes del artculoTitanio Fuente: https://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=70209191 Contribuyentes: 3coma14, A.lmrtn, AeroPsico, Alchemist-hp, Almendro, Andres00515, Aparejador, Armando-Martin,Aipni-Lovrij, BL, Baiji, Balderai, Balles2601, Banfield, Cacafeo1, Cerato, Diegusjaimes, Doctorberg, Dodo, EL Willy, Edlev 86, Eduardosalg, Ejmeza, El Davo, Eloy, Emiduronte, Eqmddlh,Equi, Euratom, Feliciano, Feministo, Fran Ara, Furti, Gejotape, Gizmo II, HUB, Helmy oved, Hispalois, Hoaker, Ikertza, Ilarrain, Ivan rome, Jkbw, Joanjoc, Joseaperez, Jsanchezes,Juampepitogrillo, Karshan, Khiari, Kizar, Kuanto, Lasusysantostaty, Laura Fiorucci, Leonpolanco, Lex.mercurio, Lobillo, Macacolarrain, Macaconeitor, Manolobarka, Matdrodes, Max Pedia,Mecamtico, Meneca, Mercenario97, Mizar, Moriel, Muro de Aguas, Mutari, Nagul, Netito777, Niplos, Numbo3, Oblongo, OboeCrack, Oxartum, Oxilium, PACO, Petruss, PhJ, Phoenix58, Pocoa poco, Plux, QuiRH, Rafa3040, Raulshc, Roberto Fiadone, Rubpe19, Savh, Sergio Andres Segovia, Strigoiul, Suisui, SuperBraulio13, Tamorlan, Tano4595, Technopat, Tortillovsky, UAwiki,Untrozo, Waka Waka, Wikifea, Xabier Armendaritz, Yrithinnd, Zerabat, Zsimo, ngel Luis Alfaro, 216 ediciones annimas

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