Introduzione al titanio
Cos'è il titanio e la sua storia di sviluppo sono stati introdotti nell'articolo precedente. Nel 1948, l'azienda americana DuPont produsse spugne di titanio con il metodo del magnesio, segnando l'inizio della produzione industriale di spugne di titanio. Le leghe di titanio sono ampiamente utilizzate in vari campi grazie alla loro elevata resistenza, alla buona resistenza alla corrosione e all'elevata resistenza al calore.
Il titanio è abbondante nella crosta terrestre, al nono posto, molto più di metalli comuni come rame, zinco e stagno. Il titanio è ampiamente presente in molte rocce, in particolare nella sabbia e nell'argilla.
Proprietà del titanio
● Bassa densità. Il titanio ha una densità di 4,51 g/cm³.
● Elevata resistenza. 1,3 volte più resistente delle leghe di alluminio, 1,6 volte più resistente delle leghe di magnesio e 3,5 volte più resistente dell'acciaio inossidabile, il che lo rende il materiale metallico campione.
● Elevata resistenza termica. La temperatura di utilizzo è di diverse centinaia di gradi superiore a quella della lega di alluminio e può funzionare a lungo a 450-500 °C.
● Buona resistenza alla corrosione.Resistente alla corrosione acida, alcalina e atmosferica, con resistenza particolarmente elevata alla corrosione puntiforme e alla corrosione sotto sforzo.
● Buone prestazioni a bassa temperatura. La lega di titanio TA7 presenta pochissimi elementi interstiziali e mantiene un certo grado di plasticità a -253 °C.
● Chimicamente attivo. Chimicamente attivo ad alte temperature, reagisce facilmente con idrogeno, ossigeno e altre impurità gassose presenti nell'aria, producendo uno strato indurito.
● Non magnetico e non tossico. Il titanio è un metallo non magnetico che non si magnetizza in campi magnetici molto intensi, non è tossico e ha una buona compatibilità con i tessuti e il sangue umani, da qui il suo utilizzo in ambito medico.
● La conduttività termica e il modulo di elasticità sono bassi. La conduttività termica è circa 1/4 di quella del nichel, 1/5 di quella del ferro e 1/14 di quella dell'alluminio, e la conduttività termica di varie leghe di titanio è circa il 50% inferiore a quella del titanio. Il modulo di elasticità delle leghe di titanio è circa la metà di quello dell'acciaio.
Applicazioni industriali del titanio e delle leghe di titanio
1Materiali in titanio applicati nel settore aerospaziale
Le leghe di titanio presentano eccellenti proprietà, come la bassa densità e l'elevata resistenza specifica, che le rendono un materiale ideale per le strutture aerospaziali. In ambito aerospaziale, le leghe di titanio possono essere utilizzate per realizzare pannelli isolanti per fusoliere, condotti dell'aria, deriva di coda, recipienti a pressione, serbatoi di carburante, elementi di fissaggio, gusci di razzi, ecc.
2. Applicazioni nel settore marittimo.
Il titanio è un elemento chimicamente attivo con una forte affinità per l'ossigeno. A contatto con l'aria, reagisce con l'ossigeno formando una densa pellicola protettiva di TiO₂ sulla superficie, proteggendo la lega di titanio dagli agenti esterni. Le leghe di titanio hanno una buona resistenza alla corrosione e sono chimicamente stabili in acidi, alcali e agenti ossidanti. La resistenza alla corrosione è migliore di quella degli acciai inossidabili esistenti e della maggior parte dei metalli non ferrosi, ed è persino paragonabile a quella del platino. Ampiamente utilizzato nelle navi, soprattutto negli Stati Uniti e in Russia, la ricerca sulle leghe di titanio è decisamente all'avanguardia a livello mondiale.
3. Applicazioni nell'industria chimica
TITANIO APPLICATO NELL'INDUSTRIA
Il titanio ha una buona resistenza alla corrosione ed è uno dei materiali strutturali più importanti utilizzati in ambienti corrosivi come i prodotti chimici. L'uso di leghe di titanio al posto dell'acciaio inossidabile, delle leghe a base di nichel e di altri metalli rari può ridurre efficacemente i costi operativi, prolungare la durata delle apparecchiature, migliorare la qualità del prodotto e risparmiare energia. I materiali in lega di titanio nell'industria chimica cinese sono utilizzati principalmente in torri di distillazione, reattori, recipienti a pressione, scambiatori di calore, filtri, strumenti di misura, pale di turbine, pompe, valvole, condotte, elettrodi per la produzione di cloro-soda, ecc.
Applicazioni del titanio e delle leghe di titanio nella vita
1. Applicazioni nel marketing medico
Materiali in titanio applicati nel mercato medico
Il titanio è un materiale metallico ideale per applicazioni mediche e vanta un'ottima biocompatibilità. È ampiamente utilizzato in impianti ortopedici, dispositivi medici, protesi o organi artificiali, ecc. Nella vita quotidiana, pentole, padelle, posate e thermos in titanio stanno guadagnando popolarità.
3. Applicazioni nel settore della gioielleria
Il titanio applicato nella gioielleria
Rispetto ai metalli preziosi come l'oro e il platino, il titanio, come nuovo materiale per la gioielleria, non ha solo un vantaggio assoluto in termini di prezzo, ma presenta anche altri vantaggi.
①Leggero, la densità della lega di titanio è pari al 27% di quella dell'oro.
②Il titanio ha una buona resistenza alla corrosione.
3.Buona biocompatibilità.
④Il titanio può essere colorato.
⑤ Il titanio ha un'elevata durezza e non si deforma facilmente.
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Data di pubblicazione: 18/07/2022