מבוא ומאפיינים עיקריים של טיטניום דו חמצני

טיטניום דו חמצני (TiO2) הוא מוצר כימי אנאורגני חשוב, שיש לו שימושים חשובים בציפויים, דיו, ייצור נייר, גומי פלסטיק, סיבים כימיים, קרמיקה ותעשיות אחרות. טיטניום דו חמצני (שם אנגלי: טיטניום דו חמצני) הוא פיגמנט לבן שהמרכיב העיקרי שלו הוא טיטניום דו חמצני (TiO2). השם המדעי הוא טיטניום דו חמצני (טיטניום דו חמצני), והנוסחה המולקולרית היא TiO2. זוהי תרכובת רב גבישית שחלקיקיה מסודרים באופן קבוע ובעלי מבנה סריג. הצפיפות היחסית של טיטניום דו חמצני היא הקטנה ביותר. לתהליך הייצור של טיטניום דו חמצני יש שני מסלולי תהליך: שיטת חומצה גופרתית ושיטת הכלרה.

מאפיינים עיקריים:
1) צפיפות יחסית
בין הפיגמנטים הלבנים הנפוצים, הצפיפות היחסית של טיטניום דו חמצני היא הקטנה ביותר. מבין הפיגמנטים הלבנים באותה איכות, שטח הפנים של דו תחמוצת טיטניום הוא הגדול ביותר ונפח הפיגמנט הוא הגדול ביותר.
2) נקודת התכה ונקודת רתיחה
מכיוון שסוג האנטאז הופך לסוג רוטיל בטמפרטורה גבוהה, נקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה של דו תחמוצת טיטניום אנטאזה אינן קיימות בפועל. רק רוטיל טיטניום דו חמצני יש נקודת התכה ונקודת רתיחה. נקודת ההיתוך של דו תחמוצת טיטניום רוטיל היא 1850 מעלות צלזיוס, נקודת ההיתוך באוויר היא (1830 ± 15) מעלות צלזיוס, ונקודת ההיתוך בעשיר בחמצן היא 1879 מעלות צלזיוס. נקודת ההיתוך קשורה לטוהר הטיטניום דו חמצני. . נקודת הרתיחה של דו תחמוצת טיטניום רוטיל היא (3200±300) מעלות צלזיוס, וטיטניום דו חמצני נדיף מעט בטמפרטורה גבוהה זו.
3) קבוע דיאלקטרי
לטיטניום דו חמצני תכונות חשמליות מצוינות בשל הקבוע הדיאלקטרי הגבוה שלו. בעת קביעת מאפיינים פיזיקליים של טיטניום דו חמצני, יש לקחת בחשבון את הכיוון הקריסטלוגרפי של גבישי טיטניום דו חמצני. הקבוע הדיאלקטרי של anatase טיטניום דו חמצני נמוך יחסית, רק 48.
4) מוליכות
טיטניום דו חמצני הוא בעל תכונות מוליכים למחצה, המוליכות שלו עולה במהירות עם הטמפרטורה, והוא גם רגיש מאוד למחסור בחמצן. הקבוע הדיאלקטרי ותכונות המוליכים למחצה של דו תחמוצת טיטניום רוטיל חשובות מאוד לתעשיית האלקטרוניקה, וניתן להשתמש בתכונות אלו לייצור רכיבים אלקטרוניים כגון קבלים קרמיים.
5) קשיות
על פי סולם הקשיות של Mohs, הטיטניום דו חמצני הרוטיל הוא 6-6.5, והאנטאז טיטניום דו חמצני הוא 5.5-6.0. לכן, בהכחדת הסיבים הכימיים, משתמשים בסוג האנאטאז כדי למנוע בלאי של חורי הספינר.
6) היגרוסקופיות
למרות שטיטניום דו חמצני הוא הידרופילי, ההיגרוסקופיות שלו אינה חזקה במיוחד, והסוג הרוטיל קטן יותר מסוג האנטאז. להיגרוסקופיות של טיטניום דו חמצני יש קשר מסוים עם גודל שטח הפנים שלו. שטח פנים גדול והיגרוסקופיות גבוהה קשורים גם לטיפול ולמאפיינים של פני השטח.
7) יציבות תרמית
טיטניום דו חמצני הוא חומר בעל יציבות תרמית טובה.
8) גרנולריות
התפלגות גודל החלקיקים של טיטניום דו חמצני היא אינדקס מקיף, אשר משפיע באופן רציני על הביצועים של פיגמנטים טיטניום דו חמצני וביצועי היישום של המוצר. לכן, ניתן לנתח ישירות את הדיון בכוח הכיסוי והפיזור מהתפלגות גודל החלקיקים.
הגורמים המשפיעים על התפלגות גודל החלקיקים של טיטניום דו חמצני מורכבים. הראשון הוא גודל גודל החלקיקים המקורי של הידרוליזה. על ידי שליטה והתאמת תנאי תהליך ההידרוליזה, גודל החלקיקים המקורי נמצא בטווח מסוים. השני הוא טמפרטורת השרשור. במהלך ההסתיידות של חומצה מטאטית, החלקיקים עוברים תקופת טרנספורמציה של גבישים ותקופת גדילה, והטמפרטורה המתאימה נשלטת כדי להפוך את חלקיקי הגדילה לטווח מסוים. השלב האחרון הוא פירוק המוצר. בדרך כלל, השינוי של טחנת ריימונד והתאמת מהירות הנתח משמשים לשליטה באיכות הפירוק. במקביל, ניתן להשתמש בציוד פירוק אחר, כגון: מרסק במהירות גבוהה, מרסק סילון וטחנות פטיש.