Титан металл магнитится или нет

Обновлено: 04.10.2024

Отличить титан от нержавеющей стали аустенитного класса или алюминия довольно сложно. Особенно если у вас имеется один образец и сравнивать не с чем. Все три металла являются парамагнетиками и не реагируют на магнит, имеют серебристый цвет и похожий удельный вес. Но есть несколько простых и проверенных способов отличить титан от легированной стали и алюминия в домашних условиях без специального оборудования.

Доступный и простой способ — поцарапать металлом стекло

Если коротко

Титан не поцарапает стекло, но оставит полоску
Нержавейка поцарапает, но не оставит темного следа
Алюминий не оставить никаких следов

Пояснение, детали

Метод основан на способности титана оставлять характерные темные следы на поверхности стекла и кафельной плитки. При этом металл не царапает стекло, а именно рисует на его поверхности. Смыть такой след можно только раствором плавиковой кислоты (HF). А нержавеющая сталь может поцарапать стекло, но темного следа не оставит. Алюминий вообще не способен нанести никаких повреждений.

Отличить титан по искре

Титан: даст много искр ярко-белого цвета
Нержавейка: меньше искр желтого или красного оттенка, или искр вообще нет
Алюминий: не даст искру

Во время обработки титана на точильном станке или при резком продольном трении по абразивной поверхности точильного камня контакт металла сопровождается россыпью искр ярко-белого цвета. При отсутствии абразива можно использовать мелкий напильник или даже простой бетон, хотя эффект будет меньшим.

Искры от нержавеющей стали имеют желтый и красный оттенок. Их вылетает намного меньше, а на бетоне и напильнике не будет совсем. Некоторые сорта нержавеющих сталей были разработаны, как пожаробезопасные. Искрообразование во время обработки таких металлов невозможно технологически. При трении алюминия по образивной поверхности искры не выделяются, но могут оставаться характерные серебристые следы на поверхности.

Такой тест на возможность образования искр наиболее популярный и простой, поскольку цвет действительно отличается очень сильно, а их полное отсутствие сразу говорит о том, что этот металл не титан.

После того, как вы определите какой именно металл перед вами вы можете сдать его по выгодной цене:

за 200 – 1000 руб/кг за 60 – 90 руб/кг за 40 – 98 руб/кг

Проверка на гальваническую реакцию

Для проведения этого теста потребуется источник постоянного тока с напряжением около 12 В. Это может быть автомобильный аккумулятор или преобразующий трансформатор. Соедините через провод плюс батареи с исследуемым образцом, а минус с металлическим стержнем, на конце которого намотана вата, марля или кусок хлопчатобумажной ткани. Намочите вату слабым раствором соляной кислоты или обычной кока-колой.

Если это титан, то при прикосновении к металлу его поверхность будет окрашиваться в результате образования оксидной пленки. Цветовой оттенок зависит от величины напряжения, концентрации кислоты в растворе и времени воздействия. Нержавеющие сплавы и алюминий данной реакции не подвержены.

Сравнение удельного веса — способ, требующий точных измерений

Всем известно, что алюминий это самый легкий из этих трех металлов, а сталь самая тяжелая. Но как определить, если у вас один образец и сравнивать не с чем? Это можно сделать путем измерений и вычисления плотности или удельного веса материала, который примерно составляет:

2,7 г/см3 для алюминия;
4,5 г/см3 у титана;
7,8 г/см3 у нержавейки.

Этот способ определения требует наличия точных весов и емкости для погружения образца в воду.

После взвешивания металла необходимо определить его объем. Проще всего воспользоваться для этого, известным со школы законом Архимеда, погрузив образец в жидкость. Изменение уровня воды покажет искомую величину.

Это более сложный и длительный вариант определения и поэтому используют его очень редко. Но он тоже дает результаты и должен рассматриваться.

Специфические способы определить титан

В отдельных случаях определение металла можно произвести простыми и весьма оригинальными способами:

Подожгите металл
Титановая стружка довольно легко воспламеняется и горит
Нагрейте металл
Этот металл хороший теплоизолятор и при нагреве одного края образца остальная часть будет холодной
Подержите в руках
Низкая теплопроводность дает ощущение теплого предмета в руках в отличие от холодной стали и алюминия
Ударьте молотком
И последнее, ударьте по образцу молотком, в результате на стали следов не останется, на титане образуется небольшая вмятина, а алюминий пострадает больше всего.

Насколько надежны эти методы?

Приведенные методы достаточно надежные и часто используюстся специалистами по приему металлолома. Однако стоит учитывать, что точное определение химического состава сплава, особенно при наличии примесей, может быть выполнена только с использованием специального оборудования.

Определяем титан и отличаем от других металлов правильно

Оперативно и безошибочно идентифицировать некоторые металлы позволяет специализированное лабораторное оборудование, например, спектрометр. В бытовых условиях нелегко распознать некоторые материалы, имеющие схожие внешние признаки и магнитные свойства. Определить титан в домашних условиях, отличить его от стали и алюминия позволяют некоторые методы, проверенные на практике.

Титан сплав или металл?

Титан представляет собой цветной металл серебристо-белого цвета, внешне очень похожий на сталь. К особенностям данного материала относят небольшую удельную массу, что характерно для щелочных металлов. Показатель плотности титана позволяет разместить его между железом и алюминием, но его эксплуатационные характеристики заметно выше.

Титан в четыре раза прочнее меди и железа, в двенадцать раз прочнее алюминия, а его вес намного меньше. Предел текучести и пластичность чистого титана позволяют обрабатывать его при различных температурах. Материал поддается ковке, сварке, клепке, прокату.

Низкая тепло и электропроводность сохраняется даже при достижении рабочей температурой показателя в +500 градусов. Титан магнитится не способен. Даже помещенный в магнитное поле материал демонстрирует парамагнитные свойства. Он не выталкивается, и не притягивается.

Уникальна антикоррозийная стойкость материала, на которую не способно повлиять механическое воздействие и агрессивная среда. Даже в морской воде через десять лет титановые пластины не изменят свой внешний вид и химический состав.

Учитывая сложность получения титана в чистом виде и его высокую стоимость, чаще всего в промышленности используют различные титановые сплавы. Элемент применяют и в качестве легирующих добавок в сталь разных марок для увеличения ее прочности и жаростойкости.

Сферы применения

Благодаря малому весу и высокой температуре плавления титан востребован в качестве материала для производства конструкционных элементов для самолетов, судов, ракет, технологического оборудования на химических предприятиях.

Из титановых сплавов изготавливают различные емкости, трубы, фильтры, запорную арматуру для перегонки химически активных веществ. Материал эффективно применяется в приборостроении, при производстве режущего и хирургического инструмента, ювелирных изделий, медицинского оснащения, имплантатов, бумаги, красителей и пластика.

Материал обладает отменными эксплуатационными показателями, а его применение ограничено в первую очередь высокой стоимостью.

Как распознать титан

В обычных бытовых условиях от других металлов титан отличить можно при помощи нескольких методов.

Математический метод

Эффективно применить математический подход для распознания титана несложно при наличии нескольких образцов разного металла. Данный метод основан на весе изделия, нуждающегося в идентификации.

Следует учесть, что показатель плотности у визуально схожих металлов существенно отличается.

Показатель плотности составляет:

титан 4,5;
дюраль и алюминий 2,7;
железо 7,8.

На плотность стали влияет состав конкретной марки, но эта разница не является существенной при использовании данного метода. Поэтому на практике принято считать, что она равна показателю железа. Взвешивание изделий одинакового объема, изготовленных из разных материалов, покажет образец из титана.

Идентифицировать титановое изделие при отсутствии образцов из алюминия или стали для сравнения помогут простые математические расчеты, для которых надо определить объём и вес исследуемого образца. Для изделий сложной конфигурации определить объём поможет закон Архимеда. Объём воды, который вытолкнет изделие при погружении в емкость, будет равен объему этого самого изделия. Удобно использовать емкость с нанесенной на нее шкалой деления. С учетом показателя плотности воды один грамм вымещенной жидкости равняется кубическому сантиметру объема.

Следы на кафеле или стекле

Очень простой и доступный метод позволяет без труда выяснить, является ли титановым имеющийся в руках исследователя предмет. Примечательно, что титан оставляет практически не смываемые узоры на кафельной плитке или стеклянной поверхности.

Потребуется заостренным краем образца провести по поверхности одного из указанных материалов. Титан оставит не царапины, а именно следы, смыть которые нелегко. Именно этот способ используется для нанесения графических изображений на автобусные стекла. Он позволяет эффективно и легко проверить титан. Алюминиевый или стальной образец способен лишь слегка поцарапать поверхность. Для проведения опыта нет необходимости очищать и обезжиривать стеклянную или кафельную поверхность.

Применение абразива

Без труда отличить титан от нержавейки поможет станок для заточки инструмента или любой другой абразивный материал (даже асфальтовое покрытие на дороге). Если при контакте исследуемого образца с абразивом появится фонтанчик искр, имеющих яркий белый цвет, то это точно титан. Обработка стальной поверхности даст минимальное количество искр красноватого или желтоватого оттенка.

Нержавеющая сталь обладает высоким уровнем пожарной безопасности, потому практически не дает искр. Это свойство позволяет применять инструменты из нержавейки в условиях высокой пожарной опасности.

Примечательно, что воздействие абразива на алюминиевые детали искрами не сопровождается.

Таким образом это наиболее доступный и эффективный метод.

Гальванический способ

Использовать методику несложно в мастерской или гараже. В основе данной технологии идентификации титана лежит его способность изменять цвет в процессе анодирования.

Для исследования потребуется обычная аккумуляторная батарея для автомобиля, к плюсовой клемме которой подсоединяется пластина из титана. К «минусу» источника энергии подсоединяют стальной прут, обернутый ваткой. Вату необходимо пропитать кока-колой или любым соляным раствором.

При обработке титана с ваткой он изменит свой цвет за нескольких секунд. Оттенок, получаемый в результате возникновения оксидной пленки, определяется периодом контакта и рабочим напряжением. Цвет принципиального значения не имеет, важен сам факт окрашивания.

Специфические методы идентификации титана

На практике применяют несколько специфических методов, позволяющих отличить титан от алюминия, магния или нержавейки.

Получив от анализируемого образца тонкую стружку, ее необходимо поджечь. Стружка из титана сразу воспламеняется, и ярко горит, а алюминиевая только плавится.
Поместив стружку дюралюминия в раствор щелочи, несложно отметить бурное выделение водорода.
Титан и его сплавы обладают низкой теплопроводностью. Поэтому при нагреве одного края детали противоположный останется холодным.
Низкий показатель теплопроводности создает впечатление теплого металла в руках в отличие от холодящего алюминия или стали. Но в случае с нержавеющей сталью метод применять не рекомендуется, поскольку она тоже покажется теплой на ощупь.
При ударе молотком по испытуемому образцу на стальной поверхности следов не останется, на титановой возникнет небольшая вмятина, а на алюминиевой поверхности образуется заметный дефект.

Важно понимать, что состав сплава напрямую определяет его технические свойства. Поэтому применительно к некоторым многокомпонентным материалам бытовые методы идентификации металла способны принести ошибочный результат. Наиболее точным методом служит анализ химического состава исследуемого образца при помощи специализированного оборудования.

Как определить титан и отличить его от других металлов?

Идентификация определенных металлов – точный и простой процесс только при наличии специального лабораторного оборудования, спектрометра в частности. В домашних условиях задача существенно усложняется. Особенно трудно отличать материалы, схожие по цвету и магнитным свойствам. Впрочем, даже в такой ситуации существуют проверенные на практике способы, как отличить титан от других металлов. Наибольший интерес для сравнения представляют алюминий и сталь, включая нержавейку. Тут, даже опытные мастера, регулярно работающие с металлами, и принимающие лом титана, не всегда способны четко идентифицировать, что у них конкретно в руках.

Как отличить титан от стали, алюминия

Первая пара – цветной и черный металлы. Большинство сталей обладают магнитным свойствами. Исключение составляют легированные металлы аустенитного класса. Яркий пример – нержавейка с высоким содержанием никеля. Эта марка стали, как и титан – парамагнетик. Поэтому стандартный вариант с использованием магнита тут неприемлем.

Остаются три надежных способа как определить титан в домашних условиях:

математический;
графический;
абразивный;
гальванический.

Обозначения достаточно условны, далее раскроем каждый из вариантов подробно.

Чистая математика

В этом подходе идентификация металлов производится по весу. Недостаток метода проявляется, когда в наличии только один тип металла. Определить в руках, что тяжелее уже не получится, приходится прибегнуть к математическим вычислениям. Способствует этому существенные отличия в плотности металлов:

титан – 4.5;
железа – 7.8;
алюминия и дюрали – 2.7.

Для такого способа определения титана в своем хозяйстве нужно иметь точные весы

Значения параметра приведены в г/куб.см. Остается добавить, что плотность стали зависит от конкретной марки металла. Однако в абсолютных величинах эти отличия несущественны. Поэтому за плотность стали можно смело принимать значение аналогичной характеристики у железа.

Остается только уточнить объем и вес детали или куска металла. Далее, несложные вычисления, покажут, это алюминий, сталь или искомый металл – титан. Как определить объем детали сложной формы? Тут лучший вариант – закон Архимеда. Масса вытолкнутой жидкости, при погружении металлической конструкции, позволяет установить ее объем. Ситуацию упрощает плотность воды, эквивалентная 1 кг/куб.дм. Соответственно каждый грамм вытолкнутой жидкости равен одному кубическому сантиметру объема.

Конечно же – это муторный, сложный и неточный способ, но для того, чтобы определить титан дома он имеет место быть.

Так выглядит металл титан

Рисунки на стекле

Это наиболее доступный метод, как отличить титан в домашних условия, но им нужно овладеть и иметь опыт работы с титаном. Металл оставляет характерные несмываемые следы на стекле, кафеле. Достаточно провести заостренным краем металла по одному из указанных материалов. Это именно следы, а не царапины. Подобным способом часто разрисовывают окна общественного транспорта. Отмыть титановую графику на кафеле можно раствором плавиковой кислоты, связываться с ней следует предельно осторожно.

Это метод отличается простотой и эффективностью. Титан, вопреки бытующему мнению, оставляет след даже на загрязненном стекле. Так что обезжиривать его поверхность не обязательно. Напротив, любые марки стали и алюминия способны разве что едва поцарапать стекло. Это отличный метод, чтобы определить титан.

Абразивный круг

Идеальный способ как отличить титан от нержавейки для владельцев точильного станка (что, на самом деле, совсем не обязательно). Впрочем, подойдет практически любая абразивная поверхность, даже асфальт. Контакт титана с абразивом сопровождается россыпью искр насыщенно-белого цвета. Взаимодействие стали с абразивной поверхностью характеризуется желтым или красным оттенком. Искр при этом существенно меньше.

Нержавеющие марки стали – пожаробезопасны. Обработка определенных марок нержавейки происходит вообще без искр. Это свойство используется на пожароопасных производствах. Там допускаются исключительно инструменты из нержавеющей стали. Аналогичная методика применяется в вопросе как отличить титан от алюминия. Стачивание последнего на абразивном круге также происходит практически без искр.

Этот способ определения титана можно назвать самым эффективным – цвет искры действительно будет отличным от других металлов. Вообще, тест на искру является одним из самых популярных и правильных для определения и распознования разных металлов.

Видео – как отличить титан от магния и алюминия:

Гальванический подход

Другой верный способ как узнать титан, доступен прямо в гараже. Методика основана на окрашивании этого металла посредством анодирования. Простейшая конструкция «лабораторной установки» представляет автомобильный аккумулятор, плюс которого соединен с титановой пластиной. К минусу источника постоянного тока подключают металлический стержень, обмотанный ватой смоченной в кока-коле. Идеальный вариант – любой соляной раствор.

Если провести ватой по титану, металл окрасится в течение нескольких секунд. Цвет, получаемый в процессе формирования оксидной пленки, зависит от приложенного напряжения и времени обработки поверхности. Впрочем, если задача стоит как определить титан от нержавейки, то тональность окраски не важна. Главный критерий – изменение цвета.

Видео – как отличить титан от стали данным способом:

Прочие методики

Существует ряд альтернативных способов, как определить титан в руках или алюминий, например. Один из вариантов – тонкая стружка. В случае титана она легко воспламеняется и ярко горит. Напротив, алюминиевая стружка плавится. При помещении «металлических опилок» дюралюминия в щелочной раствор наблюдается активное выделение водорода.

Следующий способ как отличить металл титан от стали и алюминия – теплопроводность. Численные значения параметра Вт/(м·K) для указанных металлов составляют:

титан – 14;
сталь низкоуглеродистая – 55;
нержавейка – 16;
алюминий – 250.

Титановые изделия более теплые в руках. Конечно, подход не характеризуется высокой точностью, а для отличия титана от нержавеющей стали – вообще непригоден.

Резюме

Как видно, даже в домашних условиях, отличить титан от алюминия и стали вполне реально. Наиболее практичные варианты – искра и стекло. Для первого случая достаточно любой абразивной поверхности, даже асфальта или застывшего бетона. Яркое искрение титана успешно используют байкеры, устанавливая на обувь подковы из этого металла. След на стекле – выгоден тем, что металл не повреждается. Относительный недостаток – некоторые титановые сплавы рисунка не оставляют. Но для чистого метала это оптимальный вариант.

Как определить настоящий титан?

В природе титан встречается в составе таких минералов как титанит, ильменит или рутил. В чистом виде он представляет собой серебристо-серый легкий металл с самой высокой удельной прочностью. По внешнему виду его сложно отличить от алюминия или нержавейки. Метод с магнитом здесь не подойдет, так как магнит тоже не притягивает ни алюминий, ни большинство нержавеющих сталей. Чтобы развеять все сомнения, что у вас в руках образец из настоящего титана, необходимо провести один из доступных вам тестов.

Определение по искре

Это один из самых безошибочных методов определения титана. Для него вам понадобится болгарка или точильный станок, а при отсутствии таковых подойдет любая абразивная поверхность, например, мелкий напильник или асфальт. При соприкосновении алюминия с вращающимся точильным кругом происходит стачивание материала практически без искрообразования. Контакт абразива и стали сопровождается потоком искр, которые имеют цвет от светло-желтого до темно-красного.

Татан же при трении об абразивную поверхность или при резке режущим диском образует поток длинных искр ярко белого цвета. Дело в том, что этот металл обладает свойством пирофорности, в результате чего маленькие частицы материала, образующиеся при стачивании или пилении, воспламеняются и искрятся на воздухе. Эти искры гораздо ярче и горячее тех, что образуются при обработке стали, поэтому имеют белый цвет и создают повышенную пожарную опасность. Титановый порошок даже используется в пиротехнике для получения ярких пиротехнических фонтанов.

Определение по массе

Самый легкий из этих трех металлов алюминий, самый тяжелый – сталь. Например, титановая пластина будет в полтора раза тяжелее алюминиевой и в два раза легче, чем стальная. Если образец сравнить не с чем, то придется использовать математический метод. Плотность рассматриваемых металлов нам известна и составляет:

у титана – 4.5 г/см³
у алюминия – 2.7 г/см³
у нержавеющей стали 7.8 г/см³

Это масса, приходящаяся на единицу объема. Остается взвесить изделие на точных весах и определить его объем. Если изделие имеет сложную форму, то проще узнать объем архимедовским способом. Опустите образец в емкость с водой и по объему вытесненной воды узнаете искомую величину. Останется вычислить плотность, разделив массу на объем, а затем свериться, соответствует ли она плотности титана.

Определение по следу на стекле

Данный способ самый легкий и основан на способности титана налипать на стекло при трении, то есть им можно рисовать. Такой же эффект наблюдается и при проведении острым краем по гладкому кафелю, что обусловлено высоким коэффициентом трения чистого титана. Если нержавейка царапает стеклянную поверхность, то к большому удивлению этот твердый металл не повреждает стекло, а оставляет на нем характерный металлический след, смыть который можно только при помощи очень сильной плавиковой кислоты. Алюминием же нельзя ни повредить стекло, ни рисовать на нем. Следует также учесть, что некоторые титановые сплавы тоже не оставляют рисунка.

Проверка анодированием

Известно, что в результате естественного окисления на воздухе на поверхности титана образуется слой оксида TiO2. Электрохимическим способом можно получить оксидный слой с эффектом окрашивания. Для проведения эксперимента необходим 12-вольтовый аккумулятор автомобиля или несколько батареек крона. Титановый образец присоединяют проводом к электроду «+». К электроду «-» присоединяют любой железный стержень, обмотанный кусочком ткани, смоченным в соляном растворе или в любой другой токопроводящей жидкости (уксус, кола). Если этой тканью провести по титановой поверхности, то она мгновенно окрасится, чего никогда не случится с нержавеющими и алюминиевыми изделиями.

Существует и ряд других методов тестирования, позволяющих отличить настоящий титан от других металлов, окружающих нас в быту. Например, при тактильном контакте титановые предметы кажутся более теплыми. Если нагреть одну часть детали, то другая будет оставаться холодной, что говорит о его низкой теплопроводности. Резка титана гораздо тяжелее, чем других металлов. На диск налипают частицы материала, что делает резку нестабильной и небезопасной. Для точного определения титана рекомендуется провести не один, а несколько способов.

Температурные, электрические и магнитные свойства титана

Уникальные физико-технические свойства титана – лёгкость, особая прочность и высокая коррозионная стойкость сделали его одним из основных композиционных материалов, широко востребованных практически во всех областях машиностроения и во многих отраслях промышленности.

Однако всё большее применение находят и другие особенности титана, обусловленные его температурными, электрическими и магнитными свойствами.

Чистый, без примесей, титан имеет очень высокую температуру плавления (около 1660°C), по тугоплавкости он уступает только таким металлам, как молибден, тантал, вольфрам, платиноиды, ниобий, цирконий и рений. Теплопроводность титана составляет 22,065 Вт/(м.К), что примерно в 7 раз ниже, чем теплопроводность магния, в 3 – железа, в 17 – меди и алюминия. Коэффициент термического расширения у титана самый маленький по сравнению с другими металлами: при температуре 20°C он в 3 раза меньше, чем у алюминия, в 1,5 – чем у железа и в 2 – чем у меди. Поэтому такие качества титана, как твёрдость и прочность сохраняются при достаточно высоких температурах - до +450-500°C, для некоторых сплавов титана этот предел достигает +650°C. При понижении температуры титан сохраняет хорошую пластичность при некотором увеличении прочностных характеристик, и это ещё больше расширяет температурный диапазон его использования. Сейчас титановые сплавы применяются для условий от -250 до +550 °С.

При нагревании, даже незначительном, проявляется одно из главных свойств титана – его способность активно поглощать газы: водород – начиная с 50-70°С, кислород – свыше 400°С, азот, углекислый газ и окись углерода – с 600°С. Такая высокая химическая активность титана требует соблюдения особых условий при его плавке или сварке. Вместе с тем способность к газопоглощению обеспечила титану применение в электронной и радиопромышленности в качестве геттерного материала.

Наряду с тем, что титан обладает низкой теплопроводностью, он является также плохим проводником электричества. При температуре 20°C, в зависимости от содержащихся примесей, удельное электросопротивление титана колеблется в интервале 0,42-0,55 мкОм*м. Для сравнения: если принять за 100% электропроводность серебра, то медь будет обладать электропроводностью 94%, алюминий – 55%, железо и ртуть – 2%, а титан –лишь 0,3%. Но при температурах ниже -272°C титан становится сверхпроводником электричества, и это его свойство открывает новые перспективы применения титановых сплавов в областях, связанных с генерированием, передачей на большие расстояния и использованием электроэнергии.

Ещё более привлекательным для применения в электротехнике делает титан его слабая магнитная восприимчивость, характеризующаяся коэффициентом магнитной проницаемости, равным 1, 00004. То есть титан, так же как, например, алюминий, относится к парамагнитным металлам, которые не намагничиваются подобно железу или никелю в магнитном поле, но и не выталкиваются из него, как медь, серебро или золото. Это свойство титана с успехом используется как в производстве специального немагнитного оборудования, техники, приборов и машин, так и в медицине для создания имплантатов и протезов. В последнем случае особую ценность титановым конструкциям придаёт то, что их низкая электропроводность и слабая намагничиваемость не препятствуют проведению любых физиотерапевтических процедур.

Читайте также: