מהם המאפיינים של טיטניום וסגסוגות טיטניום?

עמידות בחום טיטניום

אלומיניום מאבד את תכונותיו הייחודיות ב-150 מעלות, פלדה מחוסמת מאבדת את תכונותיה הייחודיות ב-310 מעלות, וחומרי טיטניום למעשה עומדים בקצב של תכונות מכניות נהדרות בסביבות 500~600 מעלות. בנקודה שבה מהירות המטוס מגיעה ל-2.7 מאך, טמפרטורת פני השטח של מבנה המטוס מגיעה ל-230 מעלות. סגסוגות טיטניום יכולות לעמוד בדרישות, אך סגסוגות מגנזיום וסגסוגות אלומיניום אינן זמינות עוד. טיטניום מנוצל בדיסקים ולהבים של מדחסים של מנועי מטוס, כמו גם בעור של גופי גוף אחוריים בשל עמידות החום המעולה שלו.

תכונות טמפרטורה נמוכה של טיטניום

החוזק של כמה תרכובות טיטניום, (לדוגמה, Ti-5Al-2.5SnELI) עולה ככל שהטמפרטורה פוחתת, אולם הגמישות לא פוחתת בהרבה. למעשה יש לו צדדיות וחוזק רב בטמפרטורות נמוכות והוא סביר לשימוש בטמפרטורות סופר נמוכות. ניתן להשתמש בו במנועי רקטות השורפים חמצן נוזלי ומימן, כמו גם במיכלי אחסון ומיכלים בטמפרטורה נמוכה במיוחד על חלליות מאוישות.

התכונות והיישומים המגנטיים של הטיטניום הטיטניום עצמו אינו מגנטי, וסגסוגות טיטניום המיוצרות ללא ברזל גם אינן מגנטיות. כתוצאה מכך, ניתן למנוע הפרעות מגנטיות ביעילות. מנוצל עבור פגזי צוללת ולא יגרום לפיצוציות מוקשים. בנוסף לשימוש בשמירה ציבורית, בחיל מעופף וייצור כלי נשק, הוא משמש בנוסף בדרך כלל בתכנון קווי רכבת, התכתבויות, תעופה, אווירונאוטיקה, מעבדות סופר מתקדמות, מרפאות חירום (מסננים, קרני X, הדמיית הדהוד אטרקטיבית, אלקטרוקרדיוגרמות , צינורות אלומת קתודה), תרופות, תעשייה אטומית, הדהוד אטומי אטרקטיבי, ספקטרומטר אטרקטיבי, מגנט גבוה של טסלה, משימות חיצוניות, פיתוח מור, צניחה, תעשיית תרכובות, אבטחת יריות, התפלה, בניית ספינות, שלבי נפט וגז מול הים, תעשיית מלח, ו בקרוב.

מוליכות חמה של טיטניום

המוליכות החמה של שילוב טיטניום היא קטנה, כלומר, הוא מתחמם במהירות ומוליך חום בהדרגה. המוליכות החמה שלו היא רק 1/5 של פלדה, 1/13 של אלומיניום ו-1/25 של נחושת. מוליכות חמה מצערת היא חסרון של טיטניום, אולם ניתן לנצל תכונה זו של טיטניום לפעמים.

מודול האלסטיות של טיטניום

המודולוס הרב-תכליתי של טיטניום הוא רק חלק מזה של הפלדה. בשל מודול האלסטי הנמוך והרגישות להסטה, הוא אינו מתאים ליישומים מבניים.

חוזק התפוקה וחוזק המתיחה של טיטניום לסגסוגת הטיטניום Ti-6Al-4V יש חוזק תפוקה של 892 MPa וחוזק מתיחה של 960 MPa. הניגוד בין השניים הוא רק 58MPa. סימן מסחרי זה גורם לטיטניום לייצר קפיצה עצומה במהלך הטיפול, שאמור לשרוד.

מצב טיטניום בטמפרטורות גבוהות

לטיטניום יש אזורי חוזק מרכזיים עבור כוח עם מימן וחמצן. יש לנקוט בזהירות כדי למנוע חמצון ושימור מימן. ריתוך טיטניום צריך להיעשות תחת אבטחת ארגון כדי למנוע זיהום. צילינדרים וצלחות טיטניום צריכים להיות מטופלים בחום תחת ואקום, ויש לשלוט באוויר החמצון המיניאטורי במהלך טיפול בחום של פרזול טיטניום.

תכונות נגד שיכוך של טיטניום ושימושיו

שומרי זמן בלתי מובחנים בצורתם ובגודלם עשויים מטיטניום וחומרים מתכתיים אחרים (נחושת, פלדה). גילינו שכאשר נפגעו מספר פעמוני טיטניום באותו כוח, הצליל נמשך זמן רב יותר כאשר פעמון הטיטניום התנודד, מה שמעיד שלטיטניום תכונות שיכוך נמוכות יותר וניתן להשתמש בו לייצור מגוון כלי נגינה.

שלוש פונקציות מיוחדות של טיטניום וסגסוגות טיטניום

יכולת זיכרון הצורה של טיטניום, יכולת מוליכות-על ויכולת הטמעת מימן ידועים כשלושת היסודות יוצאי הדופן של אמלגמים טיטניום וטיטניום.

יכולת זיכרון בצורת טיטניום

היקף ספציפי של Ti-Ni Composite יכול לשחזר את צורתו הייחודית בתנאי טמפרטורה ספציפיים, או לפחות, יש לו יכולת זיכרון צורות. חומר זה ידוע בתור רכיב זיכרון צורה. כיום, שילובי זיכרון צורות משמשים בדרך כלל ביישומים תעופה, ימיים, כלי נשק, קליניים ומודרניים.

תכונות מוליכות-על של טיטניום

בנקודה שבה הטמפרטורה יורדת להתקרב לאפס, חוטים המיוצרים באמצעות תרכובת ניוביום-טיטניום מאבדים חסימה והופכים למוליכים-על. בנקודה שבה עובר זרם עצום כלשהו, ​​החוט לא יתחמם ולא יצרוך אנרגיה. Nb-Ti ידוע כחומר מוליך-על.

פונקציית ספיגת המימן של טיטניום

היקף מסוים של מרוכב Ti-Fe יכול לבלוע הרבה מימן. באמצעות סימן מסחרי זה, ניתן להרחיק את המימן בצורה מאובטחת, ובנסיבות ספציפיות, ניתן לנצל קיבולת מרוכבת Ti-Fe כדי לספק מימן, מה שנותן אופציה בניגוד לניצול של היי פלדה