הוא מוליך טיטניום
כשזה מגיע למוליכות, אנחנו בדרך כלל חושבים על מתכות כמו נחושת, ברזל ואלומיניום, מכיוון שבאופן כללי, למתכות יש מוליכות טובה. עם התפתחות התעשייה המודרנית, טיטניום הפך בהדרגה לחומר חשוב. אז, האם טיטניום מוליך? זו שאלה לגבי מוליכות של חומרי טיטניום. הבה נדון בה בפירוט להלן.
I. מאפיינים בסיסיים של טיטניום
1. למעשה, טיטניום טהור אינו חומר מוליך מצוין, מה שהופך את הטיטניום לא מתאים במיוחד במעגלים מסורתיים ובשדות חשמליים. יחד עם זאת, בדיוק בגלל שלטיטניום יש מוליכות נמוכה הוא נמצא בשימוש נרחב בכמה הזדמנויות ספציפיות. המוליכות של שדות אלה היא לא הבחירה הראשונה, וחשוב מכך, עמידות הקורוזיה והביצועים שלה. לדוגמא: טיטניום יכול לשמש בתחום הרפואי לייצור תותבות מושתלות, וטיטניום יכול לשמש גם לייצור ציוד ימי וציוד כימי.
2. טיטניום היא מתכת מעבר. זה מפורסם בביצועים המעולים שלו, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה וצפיפות נמוכה. עם זאת, בהשוואה לחומרי מוליכים מסורתיים, המוליכות של טיטניום אינה טובה במיוחד. בהשוואה לחומרים מוליכים מסורתיים כמו נחושת ואלומיניום, לטיטניום יש מוליכות ירודה. זה נובע בעיקר מהייחודיות של המבנה האלקטרוני של טיטניום ומבנה הסריג. ברוב המקרים, טיטניום אינו חומר מוליך אידיאלי.
II. תכונות מוליכות של טיטניום
1. במבנה האלקטרוני של טיטניום, ישנם 4 אלקטרונים חיצוניים במסלול d. לעומת זאת, מספר האלקטרונים החיצוניים של נחושת ואלומיניום הוא 1 ו-3 בהתאמה, שנמצאים במסלולי s ו-p. מכיוון שמהירות התנועה של אלקטרונים מסלוליים d היא איטית, יכולת הנדידה של אלקטרונים בטיטניום חלשה, ולכן המוליכות ירודה יחסית.
2. למרות שהמוליכות של טיטניום אינה חזקה במיוחד, ניתן לשפר אותה באמצעות כמה שיטות טיפול מיוחדות. לדוגמה, טיטניום יכול להיות סגסוגת עם מתכות מוליכות מאוד כגון נחושת ואלומיניום, אשר יכול לשפר את המוליכות של טיטניום במידה מסוימת, ובכך לענות על הדרישות של כמה יישומים ספציפיים.
III. מוליכות וגורמי השפעה של חומרי סגסוגת טיטניום
1. ההתנגדות של חומרי סגסוגת טיטניום היא בערך 1.5-2.5μΩ·cm, שהיא הרבה יותר גבוהה מזו של נחושת (התנגדות היא כ-1.7μΩ·ס"מ) או אלומיניום (התנגדות היא כ-2.7μΩ·ס"מ) באותם תנאים. זה נובע מההתנגדות הפנימית החזקה והמבנה השכבתי של חומרי סגסוגת טיטניום עצמם.
2. אי המוליכות של חומרי סגסוגת טיטניום נגרמת בעיקר על ידי פגמים כגון גרגרים פנימיים, גבולות גרגרים ונקבוביות. כאשר זרם עובר דרך חומרי סגסוגת טיטניום, פגמים אלו יתפזרו וישפיעו על זרימת הזרם.
3. בדרך כלל קשה לראות טיטניום טהור (TA2/GR2) בטבע ובחיי היומיום. מכיוון שטיטניום פעיל יחסית, קל ליצור סרט תחמוצת עם חמצן, חנקן, מימן וכו' באוויר. קיומה של שכבת תחמוצת השטח היא הסיבה האמיתית לירידה במוליכות. למרות שהמוליכות של חומרי סגסוגת טיטניום אינה טובה כמו מתכות מסורתיות כגון נחושת ואלומיניום. עם זאת, הוא נמצא בשימוש נרחב במכשירי מוליכים למחצה, ציפויים מוליכים וכו '.
באופן כללי, טיטניום טהור אינו חומר מוליך מצוין. המוליכות שלו נמוכה יחסית, והמוליכות שלו לא טובה כמו מתכות נפוצות כמו נחושת, כסף וזהב. עם זאת, ביישומים ספציפיים, נעשה שימוש נרחב בטיטניום בשל מאפייני הביצועים המעולים שלו, כגון בתעופה וחלל, ברפואה ובהגנה קתודית. באמצעות סגסוגת וטיפול מיוחד, אנשים יכולים גם לשפר את המוליכות של חומרי טיטניום, מה שהופך אותם למתאימים יותר לתחומי הנדסה ספציפיים.
