Le titane a joué un rôle important dans le monde depuis le milieu du 20e siècle jusqu'à aujourd'hui. En raison de ses propriétés spéciales, le titane est extrêmement demandé par un large éventail d'industries telles que l'aérospatiale, l'automobile, la marine, les appareils médicaux et récréatifs, etc.
Tout au long de son histoire, 4 scientifiques ont grandement contribué au développement du titane : le révérend William Gregor, Martin Heinrich Klaproth, Matthew Albert Hunter et William Justin Kroll.
Révérend William Gregor
Le titane a été découvert pour la première fois en 1791 par le révérend William Gregor, un ecclésiastique britannique et minéralogiste amateur. Lors d'une promenade un jour, Gregor, en traversant un petit ruisseau, a remarqué une couche de sable noir et magnétique. Le sable ressemblait à de la poudre à canon en apparence. Le nom que nous utilisons aujourd'hui pour ce sable est l'ilménite - un minéral d'oxyde métallique lourd et noir de fer composé de fer et d'oxyde de titane (FeTiO3), qui est utilisé comme principale source de titane, représentant 92% de toutes les extractions de titane. Gregor a identifié un oxyde de fer dans son échantillon et s'est rendu compte qu'il s'agissait d'un métal inconnu mais n'a pas pu l'isoler. Et il l'a appelé "ménachanite" - en l'honneur de la paroisse de Manaccan où il vivait. Malheureusement, sa contribution à la découverte du titane a été oubliée.
Martin Heinrich Klaproth
Plusieurs années plus tard, le titane a été à nouveau « découvert » par Martin Heinrich Klaproth, un chimiste allemand de renom qui a également été crédité de la découverte de l'uranium. Klaproth a vérifié la présence d'un oxyde d'un élément inconnu dans le minerai de rutile de Hongrie en 1795 et a suggéré le nom "titane" d'après les Titans de la mythologie grecque antique. Contrairement à la conception populaire, son choix de nom ne faisait pas référence aux propriétés de résistance et de durabilité de l'élément, ses notes montraient qu'il avait choisi le nom en raison de sa neutralité, comme le prônait Antoine Lavoisier.
"Chaque fois qu'aucun nom ne peut être trouvé pour un nouveau fossile qui indique ses propriétés particulières et caractéristiques (dans quelle situation je me trouve actuellement), je pense qu'il est préférable de choisir une telle dénomination car elle ne signifie rien en soi, et ne peut donc donner lieu à aucune toute idée erronée. (comme Lavoisier l'avait suggéré) En conséquence, comme je l'ai fait pour l'uranium, j'emprunterai le nom de cette substance métallique à la mythologie, et en particulier aux Titans, les premiers fils de la terre. J'appelle donc ce nouveau genre métallique Titanium.
En 1797, Klaproth a eu l'occasion de lire le récit de Gregor's de sa découverte en 1791, et il s'est rendu compte que le titane et la mécanisation étaient identiques, juste à partir de deux minéraux différents. Gregor a été reconnu comme le véritable découvreur de l'élément's, et le nom de Klaproth' a finalement été adopté car il était considéré comme plus approprié.
Matthieu Albert Chasseur
Cependant, ce n'est que 120 ans plus tard, en 1910, que le titane pur a été isolé avec succès.
Le titane découvert par Gregor et Klaproth était de l'oxyde de titane en poudre, pas du titane métallique - le premier était extrêmement stable, tandis que le second pouvait réagir facilement et violemment avec l'oxygène, l'azote, l'hydrogène ou le carbone, donc le titane pur était difficile à isoler.
Matthew Albert Hunter, un chimiste né en Nouvelle-Zélande qui a travaillé aux États-Unis, était l'inventeur du procédé Hunter pour produire du titane métallique. Le procédé consiste à réduire le tétrachlorure de titane (TiCl4) avec du sodium (Na) dans un réacteur discontinu sous atmosphère inerte à une température de 1 000°C. De l'acide chlorhydrique dilué est ensuite utilisé pour lessiver le sel du produit.
En 1910, Hunter a atteint une pureté de 99,9 % en collaboration avec General Electric au Rensselaer Polytechnic Institute.
William Justin Kroll
Le procédé Kroll développé par le métallurgiste luxembourgeois William Justin Kroll a remplacé le procédé Hunter pour presque toute la production commerciale plus tard car il était plus utile et efficace pour la fabrication à plus grande échelle.
Le processus Kroll comprend 6 étapes pour produire le titane.
Étape 1 : Le minerai de titane pur est converti en une éponge en conduisant une charge électrique à travers le minerai. Cela se fait dans un chlorateur. Le chlore gazeux passe ensuite à travers la charge.
Étape 2 : Le tétrachlorure de titane qui est le résultat de l'étape 1, a l'oxygène éliminé, ce qui donne une forme liquide de tétrachlorure de titane. Cette forme brute de tétrachlorure de titane est ensuite purifiée par distillation fractionnée.
Étape 3 : Après le processus de distillation, du magnésium ou du sodium est ajouté au tétrachlorure de titane pur pour créer une éponge de titane métallique et du chlorure de magnésium ou de sodium.
Étape 4: L'éponge métallique nouvellement formée est ensuite broyée et pressée.
Étape 5 : L'éponge de titane broyée est ensuite fondue dans un four à arc à électrodes sous vide à des températures extrêmement élevées.
Étape 6 : Étant donné que chaque lot, appelé lingot, peut peser jusqu'à 12 000 livres, le titane fondu peut durcir et se solidifier dans le four plutôt que d'être versé.
La clé du procédé Kroll est d'utiliser du magnésium à la place du sodium, ce qui permet de réduire le coût du procédé.
Dès lors, une utilisation généralisée a commencé à devenir une réelle possibilité.
