Được đặt tên cho các Titan khổng lồ trong thần thoại Hy Lạp, titan là kim loại mạnh nhất trên Trái đất. Mặc dù nó không phải là một kim loại khan hiếm, nhưng nó rất đắt vì chi phí khai thác và sản xuất nó . Bạn có thể đã nghe nói về gậy đánh gôn bằng titan hoặc tàu ngầm titan , nhưng bạn có biết rằng có titan trong đóng băng bánh trắng không? Dưới đây là sáu sự thật thú vị về kim loại nổi tiếng cứng rắn.
1. Kim loại 'giống như thần thánh' không được rèn cho đến thế kỷ 20
Quay trở lại năm 1791, một nhà khoáng vật học nghiệp dư người Anh và mục sư nhà thờ William Gregor đã xúc một ít cát đen gây tò mò ở một con suối gần thị trấn Cornwall. Một số cát có từ tính, mà Gregor xác định là oxit sắt, nhưng vật liệu còn lại là một bí ẩn. Đó chắc chắn là một oxit khác, nhưng không phải là một trong những cuốn sách của Hiệp hội Địa chất Hoàng gia.
Nhà hóa học người Đức, Martin Heinrich Klaproth đã phát hiện lại oxit kỳ lạ vào năm 1795 và đặt cho nó cái tên thần thoại là oxit titan , theo tên các vị thần đi trước các vận động viên Olympic trong thần thoại Hy Lạp
Mặc dù được phát hiện vào cuối thế kỷ 18, titan nguyên chất vẫn chưa được phân lập khỏi oxit của nó cho đến năm 1910, khi nhà hóa học người Mỹ Matthew Hunter, làm việc cho General Electric, tìm ra cách tách kim loại bạc khỏi oxit của nó dưới nhiệt độ và áp suất cao. trong một "quả bom" được niêm phong.
2. Nó cực kỳ nhẹ và mạnh
Hợp kim titan (hỗn hợp titan và các kim loại khác) tự hào có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao nhất so với bất kỳ kim loại nào trên hành tinh. Titan nguyên chất cứng như thép, nhưng nhẹ hơn 45%.
Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng ấn tượng của Titanium đã khiến hợp kim titan trở thành vật liệu thích hợp cho động cơ và thân máy bay, tên lửa, tên lửa - bất kỳ ứng dụng nào mà các thành phần kim loại cần phải cứng và nhẹ nhất có thể.
Các máy bay Airbus A380 , chiếc máy bay chở khách lớn nhất thế giới, bao gồm 77 tấn (70 tấn) của titan, chủ yếu là trong các công cụ đồ sộ của nó.
Nhờ sự đổi mới về luyện kim trong những năm 1930 được gọi là "quy trình Knox", quá trình rèn titan thương mại đã trở nên sôi động trong những năm 1940 và 1950. Ứng dụng đầu tiên là trong máy bay quân sự và tàu ngầm (cả của Mỹ và Nga), và sau đó là máy bay thương mại vào những năm 1960.
3. Titan không gỉ
Ăn mòn là một quá trình điện hóa phá hủy từ từ hầu hết các kim loại theo thời gian. Khi kim loại tiếp xúc với oxy, trong không khí hoặc dưới nước, oxy sẽ giật các electron, tạo ra cái mà chúng ta gọi là kim loại "oxit". Một trong những oxit ăn mòn phổ biến nhất là oxit sắt, hay còn gọi là gỉ.
Nhưng không phải tất cả các oxit đều làm cho kim loại bên dưới bị ăn mòn. Khi titan tiếp xúc với oxy, nó tạo thành một lớp mỏng titan dioxit (TiO2) trên bề mặt của nó. Lớp oxit này thực sự bảo vệ titan bên dưới khỏi sự ăn mòn do hầu hết axit, kiềm, ô nhiễm và nước mặn gây ra.
Đặc tính chống ăn mòn tự nhiên của Titanium khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng không chỉ cho máy bay mà còn cho các bộ phận dưới đáy biển tiếp xúc với nước mặn có tính ăn mòn cao. Các chân vịt của tàu hầu như luôn được làm từ titan, hệ thống đường ống và dằn bên trong tàu cũng như các phần cứng trên tàu tiếp xúc với nước biển.
4. Titan sống trong các bộ phận cơ thể, từ đầu đến ngón chân
Cũng chính lớp titanium dioxide mỏng đó bảo vệ titan khỏi bị ăn mòn cũng làm cho nó trở thành vật liệu an toàn nhất để cấy ghép vào cơ thể người. Titan hoàn toàn "tương thích sinh học", có nghĩa là nó không độc hại, không gây dị ứng và thậm chí có thể hợp nhất với mô và xương của con người.
Titan là vật liệu phẫu thuật được lựa chọn để cấy ghép xương và khớp, đĩa sọ, rễ của cấy ghép nha khoa, chốt cho tai và mắt nhân tạo, van tim, hợp nhất cột sống, và thậm chí cả khâu niệu đạo. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cấy ghép titan kích hoạt hệ thống miễn dịch của cơ thể phát triển xương trực tiếp trên bề mặt titan, một quá trình được gọi là tích hợp xương.
Các lý do khác tại sao titan được sử dụng để thay thế hông và ghim cho xương bị gãy là titan có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng nổi tiếng cao, giúp giữ cho các mô cấy có trọng lượng nhẹ, ngoài ra nó còn có độ đàn hồi chính xác như xương người.
5. Đánh đu trong các câu lạc bộ chơi gôn và các thiết bị thể thao khác
Khi giá titan nguyên chất giảm vào cuối thế kỷ 20, các nhà sản xuất bắt đầu tìm kiếm nhiều ứng dụng thương mại hơn cho kim loại kỳ diệu này. Sức mạnh nhẹ của Titanium khiến nó trở nên phù hợp tuyệt vời cho đồ thể thao.
Những cây gậy chơi gôn bằng titan đầu tiên đã có mặt tại các cửa hàng vào giữa những năm 1990, bao gồm một tay lái khổng lồ từ Callaway được gọi là Great Big Bertha. Câu lạc bộ đắt tiền so với các tay lái bằng thép hoặc gỗ, nhưng thành công của chúng đã khiến các nhà sản xuất thể thao khác phải sử dụng titan.
Giờ đây, bạn có thể tìm thấy titan trong bất kỳ thiết bị thể thao nào mà trọng lượng, sức mạnh và độ bền là yếu tố then chốt: vợt tennis, gậy lacrosse, ván trượt, khung xe đạp, gậy bóng chày, thiết bị đi bộ đường dài và leo núi, dụng cụ cắm trại và thậm chí cả móng ngựa cho ngựa đua chuyên nghiệp .
6. Sơn trắng (và đóng băng bánh) có titan trong đó
Chỉ 5% trong số 6,3 triệu tấn (5,7 triệu tấn) titan được sản xuất hàng năm được rèn thành kim loại. Phần lớn được biến thành titanium dioxide, cùng một loại vật liệu bảo vệ titan khỏi bị ăn mòn một cách tự nhiên. Titanium dioxide được sử dụng trên toàn thế giới như một chất làm trắng không độc hại cho sơn, mỹ phẩm, thuốc và thực phẩm, bao gồm cả đóng băng bánh trắng .
Sơn trắng từng được nhuộm bằng chất màu có chứa chì, nhưng một khi tác hại của chì đối với sức khỏe được biết đến, thì titanium dioxide đã tiếp nhận. Nó chỉ ra rằng chất màu dựa trên titan có một số đặc tính mát mẻ.
Những người thợ sơn nhà chọn sơn trắng pha titan vì chúng chống ăn mòn và bền lâu hơn. Titan oxit là cực kỳ khúc xạ, tạo cho nó độ sáng tự nhiên lớn hơn kim cương và tạo ra màu trắng sáng đặc biệt. Oxit titan cũng phản xạ ánh sáng hồng ngoại, đó là lý do tại sao sơn làm từ titan luôn được sử dụng bên ngoài các đài quan sát năng lượng mặt trời để phân tán ánh sáng hồng ngoại làm mờ hình ảnh.
Bây giờ thật tuyệt
Kiến trúc sư Frank Gehry đã chọn titan để bọc bên ngoài Bảo tàng Guggenheim tuyệt đẹp ở Bilbao, được bao bọc trong 33.000 tấm titan có thể thay đổi màu sắc và độ sáng trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.
