ไททาเนียมได้รับการตั้งชื่อตามไททันส์ขนาดมหึมาในเทพนิยายกรีกเป็นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกแบบปอนด์ต่อปอนด์ แม้ว่ามันจะไม่ได้เป็นโลหะหายากจะมีราคาแพงเพราะค่าใช้จ่ายในเหมืองและสร้างมันขึ้นมา คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับไม้กอล์ฟไทเทเนียมหรือเรือดำน้ำไทเทเนียมแต่คุณรู้หรือไม่ว่ามีไทเทเนียมอยู่ในไอซิ่งเค้กสีขาว? นี่คือข้อเท็จจริงที่น่าสนใจหกประการเกี่ยวกับโลหะแกร่งที่มีชื่อเสียง
1. โลหะ 'เหมือนพระเจ้า' ไม่ได้ถูกปลอมแปลงจนกระทั่งศตวรรษที่ 20
ย้อนกลับไปในปีพ. ศ. 2334 นักแร่วิทยามือสมัครเล่นชาวอังกฤษและบาทหลวงวิลเลียมเกรเกอร์ได้ตักทรายสีดำที่น่าสงสัยในลำธารใกล้เมืองคอร์นวอลล์ ทรายบางส่วนเป็นแม่เหล็กซึ่งเกรเกอร์ระบุว่าเป็นเหล็กออกไซด์ แต่วัสดุอื่น ๆ ก็เป็นปริศนา แน่นอนว่ามันเป็นออกไซด์อื่น แต่ไม่ใช่ในหนังสือของ Royal Geological Society
Martin Heinrich Klaproth นักเคมีชาวเยอรมันได้ค้นพบออกไซด์แปลก ๆ อีกครั้งในปี 1795 และตั้งชื่อตามตำนานว่าไทเทเนียมออกไซด์ตามเทพที่นำหน้านักกีฬาโอลิมปิกในเทพนิยายกรีก
แม้ว่าจะถูกค้นพบในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 แต่ไททาเนียมบริสุทธิ์ก็ไม่ได้แยกออกจากออกไซด์จนถึงปี 1910 เมื่อ Matthew Hunter นักเคมีชาวอเมริกันซึ่งทำงานให้กับ General Electric ได้คิดหาวิธีลอกโลหะสีเงินออกจากออกไซด์ภายใต้ความร้อนและความดันสูง ใน "ระเบิด" ที่ปิดผนึก
2. มันเบาและแข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อ
โลหะผสมไทเทเนียม (ส่วนผสมของไททาเนียมและโลหะอื่น ๆ ) มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสุดของโลหะใด ๆ ในโลก ไทเทเนียมบริสุทธิ์มีความแข็งแรงพอ ๆ กับเหล็ก แต่เบากว่า 45 เปอร์เซ็นต์
อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่น่าประทับใจของไททาเนียมทำให้โลหะผสมไททาเนียมเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเครื่องยนต์และตัวถังของเครื่องบินจรวดขีปนาวุธ - การใช้งานใด ๆ ที่ส่วนประกอบโลหะต้องมีความเหนียวและน้ำหนักเบาที่สุด
แอร์บัส A380เครื่องบินโดยสารที่ใหญ่ที่สุดในโลกรวมถึง77 ตัน (70 ตัน)ของไทเทเนียมส่วนใหญ่ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ของมัน
ด้วยนวัตกรรมทางโลหะวิทยาในทศวรรษที่ 1930 ที่เรียกว่า "กระบวนการน็อกซ์" การปลอมไททาเนียมในเชิงพาณิชย์ได้รับความนิยมอย่างเต็มที่ในช่วงทศวรรษที่ 1940 และ 1950 แอปพลิเคชั่นแรกคือเครื่องบินทหารและเรือดำน้ำ (ทั้งของอเมริกาและรัสเซีย) จากนั้นเครื่องบินพาณิชย์ในปี 1960
3. ไทเทเนียมไม่เป็นสนิม
การกัดกร่อนเป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ทำลายโลหะส่วนใหญ่อย่างช้าๆเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อโลหะสัมผัสกับออกซิเจนไม่ว่าจะในอากาศหรือใต้น้ำออกซิเจนจะจับอิเล็กตรอนขึ้นมาสร้างสิ่งที่เราเรียกว่าโลหะ "ออกไซด์" ออกไซด์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่พบมากที่สุดชนิดหนึ่งคือเหล็กออกไซด์หรือที่เรียกว่าสนิม
แต่ไม่ใช่ว่าออกไซด์ทั้งหมดจะทำให้โลหะที่อยู่ภายใต้การกัดกร่อน เมื่อไททาเนียมสัมผัสกับออกซิเจนจะก่อตัวเป็นชั้นบาง ๆ ของไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) บนพื้นผิว ชั้นออกไซด์นี้ช่วยปกป้องไททาเนียมที่อยู่เบื้องหลังจากการกัดกร่อนที่เกิดจากกรดด่างมลภาวะและน้ำเค็มส่วนใหญ่
คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนตามธรรมชาติของไททาเนียมทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะไม่เพียง แต่สำหรับเครื่องบินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบใต้ทะเลที่สัมผัสกับน้ำเค็มที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงอีกด้วย ใบพัดเรือมักจะทำจากไทเทเนียมดังนั้นบัลลาสต์ภายในเรือและระบบท่อและฮาร์ดแวร์บนเรือที่สัมผัสกับน้ำทะเล
4. ไทเทเนียมอาศัยอยู่ในส่วนต่างๆของร่างกายตั้งแต่หัวจรดเท้า
ไททาเนียมไดออกไซด์บาง ๆ ชั้นเดียวกับที่ปกป้องไททาเนียมจากการกัดกร่อนยังทำให้เป็นวัสดุที่ปลอดภัยที่สุดในการฝังเข้าไปในร่างกายมนุษย์ ไททาเนียมเป็น "เข้ากันได้ทางชีวภาพ" อย่างสมบูรณ์ซึ่งหมายความว่าไม่เป็นพิษไม่ก่อให้เกิดภูมิแพ้และยังสามารถหลอมรวมกับเนื้อเยื่อและกระดูกของมนุษย์ได้
ไทเทเนียมเป็นวัสดุผ่าตัดที่เลือกใช้สำหรับการปลูกถ่ายกระดูกและข้อต่อแผ่นกะโหลกรากฟันเทียมหมุดสำหรับตาและหูเทียมลิ้นหัวใจไขกระดูกสันหลังและแม้แต่ท่อไต การศึกษาพบว่าการปลูกถ่ายไททาเนียมกระตุ้นให้ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายสร้างกระดูกบนพื้นผิวไทเทเนียมโดยตรงซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า osseointegration
เหตุผลอื่น ๆ ที่ไททาเนียมเป็นตัวช่วยในการเปลี่ยนสะโพกและหมุดสำหรับกระดูกที่ร้าวคือไททาเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงซึ่งมีชื่อเสียงซึ่งช่วยให้รากฟันเทียมมีน้ำหนักเบาและมีความยืดหยุ่นที่แน่นอนเช่นเดียวกับกระดูกมนุษย์
5. มันแกว่งไปมาในสนามกอล์ฟและอุปกรณ์กีฬาอื่น ๆ
เนื่องจากราคาของไทเทเนียมบริสุทธิ์ลดลงในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ผู้ผลิตจึงเริ่มมองหาการใช้งานเชิงพาณิชย์มากขึ้นสำหรับโลหะมหัศจรรย์นี้ ความแข็งแรงน้ำหนักเบาของไทเทเนียมทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสินค้ากีฬา
แรกกอล์ฟไทเทเนียมตีร้านค้าในปี 1990 ในช่วงกลางรวมทั้งคนขับรถยักษ์ใหญ่จากคัลลาเวย์เรียกว่า Great Big Bertha ไม้กอล์ฟมีราคาแพงเมื่อเทียบกับไดรเวอร์เหล็กหรือไม้ แต่ความสำเร็จของพวกเขาทำให้ผู้ผลิตกีฬารายอื่นต้องตะลุยไทเทเนียม
ตอนนี้คุณสามารถหาไทเทเนียมในชิ้นส่วนของอุปกรณ์กีฬาที่มีน้ำหนักความแข็งแรงและความทนทานเป็นกุญแจสำคัญใด ๆ : ไม้เทนนิสไม้ลาครอสสกีเฟรมจักรยานไม้เบสบอล, เดินป่าและอุปกรณ์ปีนเขาตั้งแคมป์เกียร์และแม้กระทั่งเกือกม้าสำหรับแข่งมืออาชีพ
6. สีขาว (และไอซิ่งเค้ก) มีไทเทเนียมอยู่
ไทเทเนียมเพียง5 เปอร์เซ็นต์ของ 6.3 ล้านตัน (5.7 ล้านเมตริกตัน) ที่ผลิตทุกปีเท่านั้นที่ถูกปลอมแปลงเป็นโลหะ ส่วนใหญ่กลายเป็นไททาเนียมไดออกไซด์ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับที่ปกป้องไททาเนียมตามธรรมชาติจากการกัดกร่อน ไทเทเนียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้ทั่วโลกว่าเป็นเม็ดสีผิวขาวใสปลอดสารพิษสำหรับการทาสีเครื่องสำอางยาและอาหารรวมถึงไอซิ่งเค้กสีขาว
สีขาวเคยย้อมด้วยเม็ดสีที่มีส่วนผสมของตะกั่ว แต่เมื่อทราบถึงผลกระทบต่อสุขภาพของสารตะกั่วแล้วไททาเนียมไดออกไซด์ก็เข้ามา ปรากฎว่าเม็ดสีที่ทำจากไททาเนียมมีคุณสมบัติเจ๋ง ๆ
ช่างทาสีบ้านเลือกใช้สีขาวที่มีส่วนผสมของไทเทเนียมเนื่องจากมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ไททาเนียมออกไซด์มีการหักเหอย่างมากทำให้มีความสว่างตามธรรมชาติมากกว่าเพชรและให้สีขาวสว่างเป็นพิเศษ ไททาเนียมออกไซด์ยังสะท้อนแสงอินฟราเรดด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้สีไททาเนียมที่ด้านนอกของหอสังเกตการณ์พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อกระจายแสงอินฟราเรดที่ทำให้ภาพพร่ามัว
ตอนนี้เจ๋งมาก
สถาปนิก Frank Gehry เลือกไทเทเนียมเพื่อห่อหุ้มภายนอกของพิพิธภัณฑ์กุกเกนไฮม์ในบิลเบาซึ่งหุ้มด้วยแผ่นไททาเนียม 33,000 แผ่นที่เปลี่ยนสีและความสดใสภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน
