チタンの紹介
チタンとは何か、その開発経緯については前回の記事で紹介しました。そして1948年にアメリカのデュポン社がマグネシウム法トンによりスポンジチタンを製造しました。これがスポンジチタンの工業生産の始まりとなりました。そしてチタン合金は、高強度、優れた耐食性、高い耐熱性を備えているため、さまざまな分野で広く応用されています。
チタンは地殻中に豊富に存在し、銅、亜鉛、錫などの一般的な金属よりもはるかに高い第9位にランクされています。チタンは多くの岩石、特に砂や粘土に広く存在します。
チタンの性質
●低密度です。金属チタンの密度は 4.51 g/cm3 です。
●高強度です。アルミニウム合金の1.3倍、マグネシウム合金の1.6倍、ステンレス鋼の3.5倍の強度を誇るチャンピオンメタル素材です。
●熱強度が高い。使用温度はアルミニウム合金よりも数百度高く、450～500℃でも長時間使用可能です。
●耐食性が良好。酸、アルカリ、大気腐食に強く、特に孔食、応力腐食に対しては強いです。
●低温性能が良好です。チタン合金 TA7 には格子間元素がほとんどなく、-253°C でもある程度の可塑性を保持します。
●化学的に活性です。高温では化学的に活性であり、空気中の水素、酸素、その他のガス状不純物と容易に反応して硬化層を生成します。
●非磁性、非毒性です。チタンは非磁性金属であり、非常に大きな磁場でも磁化されず、毒性がなく、人間の組織や血液との適合性が高いため、医療専門家によって使用されています。
●熱伝導率が小さく、弾性率が小さい。熱伝導率はニッケルの約1/4、鉄の約1/5、アルミニウムの約1/14であり、各種チタン合金の熱伝導率はチタンの約50％ほど低くなります。チタン合金の弾性率は鋼の約1/2です。
チタンおよびチタン合金の産業応用
1。航空宇宙分野で応用されるチタン素材
チタン合金は、低密度、高比強度などの優れた特性を備えており、航空宇宙構造物に理想的な材料です。航空宇宙分野では、チタン合金は胴体の断熱パネル、エアダクト、尾翼、圧力容器、燃料タンク、ファスナー、ロケット弾などの製造に使用できます。
2. 海洋分野での応用。
チタンは、酸素との親和性が高い化学的に活性な元素です。空気中に置くと酸素と反応して表面に緻密な TiO2 保護膜を形成し、チタン合金を外部媒体から保護します。チタン合金は優れた耐食性を持ち、酸、アルカリ、酸化媒体に対して化学的に安定しています。耐食性は既存のステンレス鋼やほとんどの非鉄金属よりも優れており、白金にも匹敵します。特に米国とロシアでは船舶に広く使用されており、チタン合金の研究は明らかに世界をリードしています。
3. 化学産業での応用
チタンの産業応用
チタンは優れた耐食性を有し、化学薬品などの腐食性媒体で使用される最も重要な構造材料の 1 つです。ステンレス鋼、ニッケル基合金、その他の希少金属の代わりにチタン合金を使用すると、運用コストを効果的に削減し、機器の寿命を延ばし、製品の品質を向上させ、エネルギーを節約できます。中国の化学産業におけるチタン合金材料は、主に蒸留塔、反応器、圧力容器、熱交換器、フィルター、測定器、タービンブレード、ポンプ、バルブ、パイプライン、塩素アルカリ製造用の電極などに使用されています。
チタンおよびチタン合金の生活における応用
1.医療マーケティングへの応用
医療市場で応用されるチタン材料
チタンは医療用途に理想的な金属材料であり、優れた生体適合性を持っています。医療用整形外科用インプラント、医療機器、補綴物や人工臓器などに広く使用されており、日常生活においてもチタン製の鍋、フライパン、カトラリー、魔法瓶などに人気が高まっています。
3. 宝飾品業界での応用
ジュエリーに応用されたチタン
チタンは、金やプラチナなどの貴金属と比較して、ジュエリーの新素材として絶対的な価格面での優位性だけでなく、さまざまなメリットを持っています。
①軽量、チタン合金の密度は金の27％です。
②チタンは耐食性に優れています。
③生体適合性が良い。
④チタンは着色可能です。
⑤チタンは硬度が高く変形しにくい。
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投稿日時: 2022 年 7 月 18 日