آیا می دانید تیتانیوم و آلیاژها چه کاربردهایی دارند؟

تیتانیوم و آلیاژ به طور گسترده در حمل و نقل هوایی و صنایع شیمیایی پزشکی استفاده می شود. در اینجا دانش جالبی وجود دارد که باید بدانید.

1. تیتانیوم فلزی سبک و سخت است

چگالی تیتانیوم 4.51 g/cm³ است، در مقایسه با آهن (7.87 g/cm³)، بسیار سبک تر است، اما استحکام آن بیش از دو برابر آهن است و آن را قوی ترین و متراکم ترین فلزات می کند. تیتانیوم همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. حتی در آب دریا یا محیط های شیمیایی، برای مدت طولانی باقی می ماند. تخمین زده می شود که اگر تیتانیوم در آب دریا قرار گیرد به 4000 سال نیاز دارد. این می تواند عملکرد را بهبود بخشد، وزن را کاهش دهد و طول عمر را افزایش دهد، که باعث می شود تیتانیوم به طور گسترده در هوافضا، خودرو، ساخت و ساز، تجهیزات ورزشی و غیره استفاده شود.

2. تیتانیوم زیست سازگاری عالی دارد

تیتانیوم بهترین فلز زیست سازگار در نظر گرفته می‌شود، به این معنی که می‌تواند به خوبی با بافت‌ها و اندام‌های انسان بدون ایجاد واکنش‌های رد یا آلرژیک سازگار باشد، که تیتانیوم را به یک ماده ایده‌آل در جراحی پزشکی تبدیل می‌کند، می‌توان از آن برای ساخت مفاصل مصنوعی، دندان‌ها، قلب استفاده کرد. دریچه ها، ناخن های استخوانی، پروتزها و ... از آنجایی که باعث التهاب یا تغییر رنگ پوست نمی شود، از جنس تیتانیوم می توان برای ساخت زیورآلات مانند گوشواره، گردنبند، دستبند و ... نیز استفاده کرد.

3. اثر حافظه آلیاژ تیتانیوم

پس از تغییر شکل، آلیاژ تیتانیوم را می توان با گرم کردن یا حذف تنش به شکل اولیه خود بازگرداند. این به این دلیل است که آلیاژهای تیتانیوم حاوی عناصری هستند که می‌توانند در دماهای مختلف تحت انتقال فاز قرار گیرند، مانند نیکل، نیوبیم، زیرکونیوم و غیره. به عنوان مثال، آلیاژ نیکل تیتانیوم دارای دو ساختار کریستالی است که یکی مارتنزیت و دیگری آستنیت نامیده می شود که می توانند در دماهای مختلف به یکدیگر تبدیل شوند. هنگامی که آلیاژ نیکل تیتانیوم بالاتر از دمای معینی گرم شود، تبدیل به آستنیت می شود و شکل آن ثابت است و قابل تغییر نیست. هنگامی که آلیاژ نیکل تیتانیوم زیر دمای مشخصی خنک شود، تبدیل به مارتنزیت می شود و شکل آن متغیر است که می تواند خم یا کشیده شود. اگر مارتنزیت تغییر شکل یافته مجدداً بالاتر از دمای معینی گرم شود، به آستنیت باز می گردد و همچنین به شکل اولیه خود باز می گردد. آلیاژهای حافظه تیتانیوم را می توان برای ساخت دستگاه ها یا موادی با عملکردهای تطبیقی ​​و هوشمند مانند فریم عینک، بریس ها، استنت های عروقی، روبات ها و غیره استفاده کرد.

4. تیتانیوم فلزی با خواص شیمیایی بسیار فعال است

اگرچه تیتانیوم پایدار به نظر می رسد و به راحتی خورده نمی شود، اما یک فلز واکنش پذیر است که می تواند با بسیاری از عناصر مانند اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، کربن، گوگرد و غیره واکنش شیمیایی دهد. فعالیت تیتانیوم به دلیل ساختار الکترونیکی آن است که دارای چهار عنصر است. الکترون‌های ظرفیتی که می‌توانند با اتم‌های دیگر به اشتراک گذاشته یا منتقل شوند تا ترکیبات مختلفی را تشکیل دهند. بنابراین، پودر تیتانیوم (بدون محافظ فیلم اکسید) بسیار مستعد اشتعال است و حتی می تواند باعث انفجار شود، بنابراین پردازش و ذخیره تیتانیوم باید بسیار مراقب باشد تا از جرقه یا دمای بالا جلوگیری شود.