بررسی فلز تیتانیوم Ti

تیتانیوم چیست؟
تیتانیوم یک فلز عجیب و غریب با ترکیبی منحصر به فرد از خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی است. تیتانیوم دارای برچسب قیمت نسبتاً بالایی است و برای ساخت این فلز به ابزار خاصی نیاز دارد. این مقاله اصول اولیه ای را در مورد تیتانیوم ارائه می دهد، مزایای آن را نسبت به سایر فلزات برجسته می کند و کاربردهای رایج را مورد بحث قرار می دهد.

تیتانیوم عنصر شماره 22 جدول تناوبی است. این یک فلز نقره ای است که به طور طبیعی روی زمین وجود دارد. تیتانیوم نهمین عنصر رایج روی زمین است. معمولاً از مواد معدنی مختلف در پوسته زمین مانند ایلمنیت ilmenite ، اسفن sphene و روتیل rutile استخراج می شود. با این حال، تا اواخر قرن 18 توسط علم کشف نشد. علاوه بر این، تا قرن بیستم برای اهداف صنعتی استفاده نمی شد.

ترکیب تیتانیوم چیست؟

از آنجایی که تیتانیوم عنصری از جدول تناوبی است و فی نفسه یک آلیاژ نیست، می توان تیتانیوم 100% خالص را یافت. با این حال، اغلب برای بهبود بیشتر خواص فیزیکی و شیمیایی آن با عناصر دیگر آلیاژ می شود. به این آلیاژهای مختلف «گرید» می گویند. حدود 50 درجه تیتانیوم برای فروش وجود دارد که برخی از گریدها بسیار محبوب تر از سایرین هستند. گریدهای 1، 2، 3 و 4 همگی تقریباً تیتانیوم خالص هستند.

ما در آرامک صنعت هوشمند، بنا به درخواست کارفرمای گرامی، انواع ترموول ها، اوریفیس ها، شناور ها Floaters و ... از جنس تیتانیوم با گریدهای مختلف را ساخت و تامین می کنیم.

گرید 5، یکی از پرکاربردترین گریدهای تیتانیوم، حاوی مقادیر قابل توجهی آلومینیوم و وانادیوم (هر کدام > 3 درصد) است. دو نمونه از مقاوم ترین گریدهای تیتانیوم در برابر خوردگی درجه 7 و درجه 11 هستند. آنها تیتانیوم "تقریبا خالص" هستند، با افزودن پالادیوم (<0.5٪) که به آنها مقاومت خوردگی عالی آنها را می دهد. درجات زیادی از تیتانیوم وجود دارد. اینها فقط تعدادی از محبوب ترین ها هستند.

خواص تیتانیوم چیست؟

تیتانیوم به دلیل دو خاصیت شناخته شده است.

مقاومت در برابر خوردگی
نسبت قدرت به چگالی

تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد زیرا مولکول های اکسیژن با تیتانیوم ترکیب می شوند و اکسیدهای تیتانیوم را تشکیل می دهند. این لایه اکسید تیتانیوم غیرفعال و کاملاً پایدار است، به این معنی که مانند زنگ زدگی روی فولاد پوسته پوسته نمی شود و در برابر حمله شیمیایی موادی مانند ترکیبات کلر مقاومت می کند. تیتانیوم همچنین دارای نسبت استحکام به وزن و استحکام به چگالی بالایی است، به این معنی که نسبت به سبکی که دارد بسیار قوی است. برخی از گریدهای تیتانیوم، مانند درجه 5، دارای استحکام کششی قابل توجه بالاتری نسبت به فولاد ملایم است، در اندکی بیش از نیمی از چگالی هستند.

 

تیتانیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟

یکی از رایج ترین کاربردهای تیتانیوم در صنعت هوافضا است. استحکام بالا و چگالی نسبتا کم آن را به فلزی مطلوب برای استفاده در هواپیما و موشک بدلیل کارایی سوخت آن تبدیل کرده است. صنعت دریایی یکی دیگر از حوزه‌هایی است که اغلب برای کاربردهای تیتانیوم متکی است. این به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آن است، به ویژه در محیط های آب شور که خوردگی ناشی از کلر مشکل ساز است. مقاومت شیمیایی عالی آن نیز دلیل استفاده از آن در کارخانه های شیمیایی است. بسیاری از دستگاه های پزشکی نیز به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی از تیتانیوم استفاده می کنند. اگرچه تیتانیوم به اندازه طلا یا نقره محبوب نیست، گاهی اوقات از تیتانیوم در انواع جواهرات استفاده می شود.

 

  پیچ های تیتانیومی برای ثابت کردن آرنج شکسته

 

تیتانیوم درجه 1-4 تیتانیوم خالص است و سایر گریدها آلیاژی هستند. تیتانیوم خالص به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، آلیاژها به دلیل نسبت استحکام به وزن بسیار بالا استفاده می شود.

درجه 1. تیتانیوم خالص، استحکام نسبتا کم و شکل پذیری بالا.

درجه 2. تیتانیوم خالص بیشترین استفاده را دارد. بهترین ترکیب از استحکام، شکل پذیری و جوش پذیری.
درجه 3. تیتانیوم با استحکام بالا، برای صفحات ماتریکس در مبدل های حرارتی پوسته و لوله استفاده می شود.
درجه 4. معمولاً در کاربردهای هوافضا، صنعتی و پزشکی که در آن به استحکام بالا نیاز است استفاده می شود.
درجه 5. تولید شده ترین آلیاژ تیتانیوم. استحکام فوق العاده بالا. مقاومت حرارتی بالا.
درجه 7. مقاومت در برابر خوردگی برتر در محیط های کاهنده و اکسید کننده.
درجه 9. مقاومت بسیار بالا و مقاومت در برابر خوردگی.
درجه 12. مقاومت حرارتی بهتر از تیتانیوم خالص. برنامه های کاربردی برای کلاس 7 و درجه 11.
درجه 23. آلیاژ Titanium-6Aluminium-4Vanadium ELI (بینابینی بسیار کم) برای کاربردهای ایمپلنت جراحی.

 

 

 نویسنده : Mohsen Lotfi Someie / منبع : neonickel