Nazwany na cześć kolosalnych Tytanów z mitologii greckiej, tytan to funt za funt najsilniejszy metal na Ziemi. Chociaż nie jest to rzadki metal, jest drogi ze względu na koszty jego wydobywania i produkcji . Być może słyszałeś o tytanowych kijach golfowych lub tytanowych łodziach podwodnych , ale czy wiesz też, że w białym lukrze jest tytan? Oto sześć fajnych faktów na temat słynnego twardego metalu.
1. „Boski” metal nie był kuty aż do XX wieku
Już w 1791 roku brytyjski mineralog amator i pastor kościoła William Gregor zebrał ciekawy czarny piasek w strumieniu w pobliżu miasta Kornwalii. Część piasku była magnetyczna, co według Gregora to tlenek żelaza, ale inny materiał pozostawał tajemnicą. Z pewnością był to kolejny tlenek, ale nie taki w książkach Królewskiego Towarzystwa Geologicznego.
Niemiecki chemik Martin Heinrich Klaproth ponownie odkrył dziwny tlenek w 1795 roku i nadał mu mitologiczną nazwę, tlenek tytanu , na cześć bóstw, które poprzedzały Olimpijczyków w mitologii greckiej
Mimo że został odkryty pod koniec XVIII wieku, czysty tytan nie został wyizolowany z jego tlenku aż do 1910 roku, kiedy to amerykański chemik Matthew Hunter, pracujący dla General Electric, wymyślił, jak usunąć srebrzysty metal z jego tlenku pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. w zapieczętowanej „bombie”.
2. Jest niesamowicie lekki i mocny
Stopy tytanu (mieszanki tytanu i innych metali) mają najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród wszystkich metali na naszej planecie. Czysty tytan jest tak mocny jak stal, ale o 45 procent lżejszy.
Imponujący stosunek wytrzymałości do masy tytanu sprawił, że stopy tytanu stały się materiałami używanymi w silnikach i korpusach samolotów, rakietach, pociskach - wszędzie tam, gdzie elementy metalowe muszą być tak wytrzymałe i lekkie, jak to tylko możliwe.
Airbus A380 , największy samolot pasażerski na świecie, obejmuje 77 ton (70 ton), tytanu, głównie w jego ogromnych silników.
Dzięki metalurgicznej innowacji z lat trzydziestych XX wieku, zwanej „procesem Knoxa”, komercyjne kucie tytanu weszło w pełny rozkwit w latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku. Pierwsze zastosowanie było w samolotach wojskowych i okrętach podwodnych (zarówno amerykańskich, jak i rosyjskich), a następnie w samolotach komercyjnych w latach sześćdziesiątych XX wieku.
3. Tytan nie rdzewieje
Korozja to proces elektrochemiczny, który z czasem powoli niszczy większość metali. Kiedy metale są wystawione na działanie tlenu, czy to w powietrzu, czy pod wodą, tlen wyrywa elektrony, tworząc to, co nazywamy „tlenkami” metali. Jednym z najpowszechniejszych tlenków powodujących korozję jest tlenek żelaza, inaczej rdza.
Jednak nie wszystkie tlenki narażają metal na korozję. W kontakcie z tlenem tytan tworzy na swojej powierzchni cienką warstwę dwutlenku tytanu (TiO2). Ta warstwa tlenku faktycznie chroni znajdujący się pod spodem tytan przed korozją spowodowaną przez większość kwasów, zasad, zanieczyszczeń i słonej wody.
Naturalne właściwości antykorozyjne tytanu sprawiają, że jest to idealny materiał nie tylko do samolotów, ale także do elementów podwodnych, które są narażone na silnie korozyjną słoną wodę. Śruby napędowe statków są prawie zawsze wykonane z tytanu, podobnie jak wewnętrzne systemy balastowe i orurowania statku oraz sprzęt pokładowy wystawiony na działanie wody morskiej.
4. Tytan żyje w częściach ciała, od stóp do głów
Ta sama cienka warstwa dwutlenku tytanu, która chroni tytan przed korozją, czyni go również najbezpieczniejszym materiałem do wszczepiania w ludzkie ciało. Tytan jest w pełni „biokompatybilny”, co oznacza, że jest nietoksyczny, niealergizujący, a nawet może łączyć się z ludzką tkanką i kością.
Tytan to materiał chirurgiczny z wyboru do implantów kości i stawów, płytek czaszkowych, korzeni implantów dentystycznych, kołków do sztucznych oczu i uszu, zastawek serca, zespolenia kręgosłupa, a nawet cewek moczowych. Badania wykazały, że implanty tytanowe pobudzają układ odpornościowy organizmu do wzrostu kości bezpośrednio na powierzchni tytanu, w procesie zwanym osteointegracją.
Innym powodem, dla którego tytan jest popularny w przypadku protez biodrowych i szpilek do złamań kości, jest to, że tytan ma słynny wysoki stosunek wytrzymałości do masy, który sprawia, że implanty są lekkie, a ponadto wykazuje taką samą elastyczność, jak ludzka kość.
5. Huśtawka w klubach golfowych i innym sprzęcie sportowym
Gdy cena czystego tytanu spadła pod koniec XX wieku, producenci zaczęli szukać bardziej komercyjnych zastosowań dla tego cudownego metalu. Lekka wytrzymałość tytanu sprawia, że doskonale nadaje się do artykułów sportowych.
W bardzo tytanowe pierwsze kije golfowe trafić do sklepów w połowie 1990, w tym gigantycznym kierowcę z Callaway znany jako Big Bertha Wielkiej. Kluby były drogie w porównaniu do kierowców ze stali lub drewna, ale ich sukces skłonił innych producentów sportowych do parowania się tytanem.
Teraz tytan można znaleźć w każdym sprzęcie sportowym, w którym waga, siła i wytrzymałość są kluczowe: rakiety tenisowe, kije lacrosse, narty, ramy rowerowe, kije baseballowe, sprzęt turystyczny i alpinistyczny, sprzęt kempingowy, a nawet podkowy dla profesjonalnych koni wyścigowych .
6. Biała farba (i polewa do ciast) zawiera tytan
Tylko 5 procent z 6,3 miliona ton (5,7 miliona ton metrycznych) tytanu produkowanego każdego roku jest wykute w metal. Zdecydowana większość zamienia się w dwutlenek tytanu, ten sam materiał, który w naturalny sposób chroni tytan przed korozją. Dwutlenek tytanu jest używany na całym świecie jako nietoksyczny pigment wybielający w farbach, kosmetykach, lekarstwach i żywności, w tym do lukru do ciast białych .
Kiedyś białą farbę barwiono pigmentem na bazie ołowiu, ale gdy poznano skutki zdrowotne ołowiu, zastąpił go dwutlenek tytanu. Okazuje się, że pigmenty na bazie tytanu mają fajne właściwości.
Malarze domowi wybierają białe farby na bazie tytanu, ponieważ są one antykorozyjne i trwalsze. Tlenek tytanu jest wyjątkowo refrakcyjny, nadając mu naturalny blask większy niż diament i tworząc szczególnie jasny odcień bieli. Tlenek tytanu odbija również światło podczerwone, dlatego też farby na bazie tytanu są zawsze używane na zewnątrz obserwatoriów słonecznych, aby rozproszyć światło podczerwone, które rozmywa obrazy.
Teraz to jest fajne
Architekt Frank Gehry wybrał tytan do pokrycia zewnętrznej części oszałamiającego Muzeum Guggenheima w Bilbao, które jest pokryte 33 000 tytanowych paneli, które zmieniają kolor i blask w różnych warunkach oświetleniowych.
