تیتانیوم چیست و کاربردهای آن در جواهرسازی و صنعت

به گزارش گروه رسانه‌های‌دیگر خبرگزاری آنا، فلز تیتانیوم یکی از انواع فلزات رایج در صنایع مختلف است. این فلز وزن بسیار کمی دارد و در برابر حرارت مقاوم است. استفاده این فلز در صنایع هوا و فضا در حدود 80 درصد است.

روش های تولید فلز تیتانیوم

تیتانیوم در سال 1791 و توسط ویلیام گرگور کشف شد و در سال 1910 در یک بمب فلزی در 700-800 درجه سانتی گراد و توسط  متیو هانتر تهیه شد.

 فلز تیتانیوم تا سال 1946 در خارج از آزمایشگاه کاربرد نداشت تا این که روشی برای کاهش تتراکلرید موجود در تیتانیوم به وسیله منیزیوم مذاب توسط کرول ارائه شد.

در روش منیزیوم مذاب جسم متخلخلی از تیتانیوم به اسم اسفنج تولید می شود البته  روش دیگری به اسم U.K. وجود دارد که اندکی با روش کرول در محصول متفاوت است.

در روش U.K. از سدیم به عنوان کاهنده متوسط به جای منیزیم استفاده می شود.

همانگونه که توضیح دادیم تفاوت اصلی این دو روش در محصول محصول است به طوری که خالصی دانه های حاصل از کاهش سدیم نسبت به اسفنج بیشتر است.

خواص تیتانیم

• عدد اتمی: 22


• وزن اتمی: 88/47


• وزن مخصوص: 54/4 گرم بر سانتي متر مکعب


• سختي: 6 در مقياس موس


• نقطه جوش: 3287 درجه سانتي گراد


• نقطه ذوب: 1665 درجه سانتي گراد


• مقاومت کششی نهایی: 434 مگاپاسکال

ویژگیهای فلز تیتانیوم

• چگالی درحد نصف چگالی فولاد


• داری شکل و انواع مختلف


• قابل ریخته­ گری


• فورج کردن با روش استاندارد


• استحکام برخی از آلیاژها در برابر دمای بالا


• قیمت چهار برابر نسبت به فولاد


• مقاوم به خوردگی

کاربردهای فلز تیتانیوم

کاربرد تیتانیوم به دو صورت فلزی و دی اکسید است. عمده مصرف تیتانیوم باوجود گران بودن سنگ معدن آن به شکل دی اکسید تیتانیوم است ولی مصرف این فلز به دلیل مشکلات فرآوری آن کاربرد چندانی ندارد. در زیر کاربرد فلز تیتانیوم در صنعت های مختلف را مورد بررسی قرار داده ایم:

کاربردهای پزشکی

تیتانیوم در پزشکی و صنایع دارویی و .. کاربرد دارد که در مطلب زیر به آن ها پرداخته ایم:

دندان پزشکی

یکی از دلایلی که فلز تیتانیوم در دندان پرشکی برای ایمپلنت کاربرد دارد خاصیت مقاوم بودن آن در برابر رطوبت و بادوام بودن آن در بدن است.

از دلایل دیگر استفاده از این فلز در دندانپزشکی، خاصیت دیامغناطیس بودن آن است که  اختلالی در عملکرد دستگاه ایجاد نمی کند و در عکس برداری  و MRIکاربرد دارد.

تیتانیوم به عنوان جایگزین استخوان

همانگونه که توضیح دادیم به علت سازگاری تیتانیوم با بدن، این ماده مصرف پزشکی بالایی دارد و از آن جایی که گلبول های سفید آن را به عنوان مهاجم شناسایی نم کند می توان در زمان شکستگی استخوان برای افزایش رشد استخوان این فلز را به بدن پیوند داد.

برای کاهش وزن تیتانویم در بدن آن را بصورت متخلخل با استخوان پیوند می دهند.

صنایع دارویی

پودر دی اکسید تیتان دارای مصارف دارویی و آرایشی است و همانند اکسید روی بر پوست بدن موثر است و همچنین از این پودر برای قاب کپسول های دارویی و پوشش قرص ها استفاده می شود.

دی اکسید تیتان به دلیل خاصیت منعکس کننده اشعه ماورا بنفش در ساخت کرم های ضد آفتاب و همچنین التیام بخش سوزش های پوستی مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد های تجاری

فلز تیتانیوم به دلیل مقاومت بالا در برابر خورندگی و کاهش هزینه در برابر طول عمر کوتاه فلزات، به وفور در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

ساخت جواهرات زینتی

از فلز تیتانیوم برای ساخت جواهرات زینتی از جمله گوشواره، گردنبند، پین کراوات و دکمه مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز ظرافت بسیار زیادی دارد و وزن کمی دارد و همچنین حساسیت پوستی ایجاد نمی کند.

ساخت چاقوهای آشپزخانه

این فلز به دلیل ویژگی های زیست سازی در در چاقو های آشپزخانه کاربرد دارد بطوری عمر این فلز  شش برابر چاقوهای فولادی است.

مبدل های حرارتی

از فلز تیتانیوم به دلیل مقاومت زیاد آن در برابر حرارت بالا در ساخت مبدل های حرارتی استفاده می شود.

نیروگاه تولید برق

خورندگی قطعات فلزی نیروگاه های تولید برق در آب مشکل اساسی این نیروگاه ها هستند که به این منظور از فلز تیتانیوم به عنوان پوشش روی لوله های کندانسور می تواند طول عمر قطعات را تا 40 سال افزایش دهد.

پروانه های کشتی

فلز تیتانیوم به دلیل استحکام بالای این فلز در برابر خورندگی و واکنش های شیمیایی در محیط هایی همچون آب دریا و ساخت پروانه کشتی  و راکتورهای شیمیایی کاربرد دارد.

شیشه

از آنجایی که شیشه در هوای مرطوب به شدت بخار می کند به منظور جلوگیری از این امر از تتراکلرین تیتانیوم تتراکلرین تیتانیوم که یک مایع بی رنگ است در ساخت شیشه استفاده می کنند.

موارد احتیاطی

تیتانیوم ماده ای غیر سمی است ولی حرارت پودر یا تراشه های این فلز در حضور هوا خاصیتی انفجاری دارد که آب و کربن دی اکسید در خاموش کردن آن بی تاثیر است. همچنین ترکیب این فلز با کلرید نیز موجب بروز شعله های تیتانیوم_ کلرید می شود.

انتهای پیام/