Le Titane

I. Propriétés

Le titane est un métal de numéro atomique Z = 22. La température de fusion du titane pur est de 1670° C pour une température d’ébullition de 3287°C. Sa dureté est de 6 sur l’échelle de Mohs et sa masse volumique est de 4.51. Le titane pur est de couleur blanc argenté, n’est pas magnétique et se couvre d’une couche protectrice d’oxyde de titane (TiO2) très adhérente suite à une oxydation ou une corrosion. C’est un métal ignifuge et biocompatible.

II. Histoire

Le révérend anglais William Gregor isola ce qu’il appela du sable noir, aujourd’hui connu sous le nom d’illménite. Suite à plusieurs réactions chimiques expérimentales, il obtint de l’oxyde de titane. En 1795, le professeur de chimie Klaproth suivit la même démarche, mais avec le rutile, autre minerai de couleur noire, rouge sombre et jaune vif (dûe aux impuretés).

III. Production

La proportion de titane dans la croûte terrestre est de 0.62 %, ce qui en fait le 10e élément le plus abondant sur Terre. On estime que la réserve mondiale potentielle de titane est d’environ 2 milliards de tonnes, les principaux producteurs de titane étant l’Australie, l’Afrique du Sud et le Canada.

Le titane ne se trouve pas à l’état natif : on le trouve dans des roches tel que le rutile ou l’illménite, qu’on purifie par le procédé mis au point par Kroll ou Van-Arkel-der-Boer. Le plus usité, celui du physicien luxembourgeois Kroll, consiste en une purification en deux étapes : * On transforme l’oxyde de titane en tétrachlorure de titane par carbochloration :
TiO2 + 2C + 2Cl2 → TiCl4 + 2CO * On récupère le tétrachlorure de titane et on le fait réagir avec du magnésium liquide sous vide :
TiCl4 + 2Mg → 2MgCl2 + Ti

IV. Alliages

On peut créer de nombreux alliages à base de titane, les plus répandus étant : * le TA6V (6% d’aluminium et 4% de vanadium) pour l’aéronautique * TiAl ou Ti3Al avec de l’aluminium * avec du cobalt, du chrome, du nickel, etc… pour former des