מהי מתכת טיטניום?
מקור מתכת הטיטניום
טיטניום הוא יסוד כימי עם מספר אטומי 22 וסמל כימי Ti. זוהי מתכת מעבר כסוף-לבן עם תכונות מצוינות כמו משקל קל, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה.
ניתן לייחס את גילוי הטיטניום לשנת 1791, כאשר הוא בודד לראשונה מעפרה שחורה בקורנוול, אנגליה על ידי הכימאי הבריטי ויליאם גרגור. הוא כינה אותה "מתכת אדמה חומצית".
כמה שנים לאחר מכן, מרטין היינריך קלפרוט, כימאי גרמני, גילה באופן עצמאי חומר דומה וקרא לו "טיטניום" לכבוד הענק מהמיתולוגיה היוונית טיטאן.
עם המחקר המעמיק על טיטניום, אנשים גילו את התכונות הייחודיות שלו ופוטנציאל היישום הרחב שלו. עם זאת, במאה ה-19 ובתחילת המאה ה-20, היישום של טיטניום הוגבל עקב מגבלות בטכנולוגיית ההכנה ועלויות גבוהות.
רק בשנות ה-40 החל הצבא האמריקאי לחקור ולפתח מתכת טיטניום לשימוש בתחום התעופה והחלל. טיטניום נמצא בשימוש נרחב בכלי טיס, טילים, חלליות ומנועי תעופה וחלל.
עם התקדמות טכנולוגיית ההכנה וטכנולוגיית הייצור, היקף היישום של מתכת טיטניום ממשיך להתרחב. הוא משמש בתעופה וחלל, רכב, רפואי, כימי, הנדסה ימית ומוצרי ספורט ותחומים אחרים.
כיום, סין, ארצות הברית, רוסיה ויפן הן היצרניות והצרכנות העיקריות של מתכת טיטניום. עם השיפור המתמיד של הטכנולוגיה והעלייה בביקוש בשוק, תעשיית מתכת הטיטניום מציגה מגמה של התפתחות מהירה.
התכונות הייחודיות והניצול של מתכת טיטניום
1. חוזק גבוה, צפיפות נמוכה (4.5g/cm3), עמידות בפני קורוזיה, והחוזק במקום הראשון מבין המתכות. החוזק של טיטניום הוא פי 3 מזה של נירוסטה ופי 1.3 מזה של סגסוגת אלומיניום.
הודות לעמידות בפני קורוזיה של טיטניום, משקל קל וחוזק גבוה. יתרונותיו הייחודיים כגון רגישות נמוכה להתפשטות הסדקים בעומסי רטט ועומסי פגיעה, עמידות בפני קורוזיה ומשקל של 57% בלבד מהפלדה היו בשימוש נרחב בייצור מטוסים, מה שהופך אותו למפורסם וחיוני בייצור מטוסים. מַתֶכֶת.
2. לא רעיל, תואם ביולוגי וזיקה אנושית טובה.
בשנות ה-80, כמה מדינות מפותחות החלו להשתמש בטיטניום לתיקון שיניים, והתוצאות היו יוצאות דופן. Taizai לא ייצור תגובות אלרגיות במגע עם גוף האדם. בנוסף, המוליכות התרמית הנמוכה ביותר שלו תפחית את הגירוי התרמי של עיסת השן. יתרה מכך, שיניים עשויות טיטניום כמעט ואינן ניתנות להבדלה משיניים רגילות בגוף האדם והן גם אסתטיות. , עם ברק מעולה ועמידות בפני שחיקה. לכן, הוא הופך לחומר המועדף עבור סגסוגות ביישומים דנטליים.
חומרי מתכת טיטניום אינם משמשים רק ברפואת שיניים. בשל התאימות הביולוגית המצוינת של מתכת טיטניום עם רקמה אנושית, היא משמשת לעתים קרובות לייצור מפרקים מלאכותיים, כגון ירכיים מלאכותיות, ברכיים מלאכותיות ושסתומי לב מלאכותיים. בנוסף, מתכת טיטניום נמצאת בשימוש נרחב גם בייצור שתלי עצם, כגון לוחות עצם, ברגי עצם ומסמרים תוך-מדולריים, לתיקון שברים וניתוחי שחזור עצם.
יחד עם זאת, טיטניום הוא גם מתכת חשובה לייצור מכשירים כירורגיים. מכשירי ניתוח מפלדת פחמן ופלדת אל חלד מועדים להידבקות במהלך הניתוח. עם זאת, לאחר שימוש במכשירי ניתוח טיטניום, בעיית הזיהום מעולם לא חזרה. והמכשירים העשויים ממתכת טיטניום פופולריים מאוד בקרב רופאים בשל חוזקם, האיכות הגבוהה, המשקל הקל והגמישות הטובה שלהם.
3. יציבות, עמידות בפני קורוזיה במדיה עשן חומצה ואלקלי
מתכת טיטניום מציגה עמידות גבוהה בפני קורוזיה במדיות עשן על בסיס חומצה, מה שהופך אותה לבחירת חומר אידיאלית בתעשייה הכימית, הנדסה ימית, ציוד רפואי ותחומים אחרים. היציבות והעמידות המצוינת בפני קורוזיה מאפשרים למתכת טיטניום לשמור על ביצועים מצוינים בסביבות קיצוניות, להאריך את חיי השירות של החומר ולהפחית את עלויות התחזוקה. טיטניום נמצא בשימוש נרחב גם בזיקוק נפט, תוך ניצול היציבות של טיטניום. לדוגמה, טיטניום משמש במחלפי חום, מזקקים, מכלי לחץ גבוה וכו'.
4. פונקציית זיכרון צורה
בתנאי טמפרטורה מסוימים, טיטניום יכול לעבור דפורמציה פלסטית. בתנאי טמפרטורה מסוימים, הוא יכול לחזור לצורתו הקודמת. לדוגמה, אם עושים ממנו חוט סגסוגת, גם אם ללוש אותו לכדור, הוא יחזור לצורתו המקורית בטמפרטורה מסוימת. במקביל, אנו יכולים להוסיף גם טבעות פלדה מסגסוגת טיטניום-ניקל לתחתוני נשים. גם אם הוא נשטף ביד או במכונה, הוא לא יתעוות ולא יגרום לאלרגיות וגירודים.
לְסַכֵּם
בסך הכל, היישומים הרפואיים של מתכת טיטניום מכסים תחומים רבים, ותכונותיה המעולות הופכות אותה לבחירה אידיאלית לייצור מכשירים רפואיים ושתלים שונים. השימוש הנרחב במתכת טיטניום בקהילה הרפואית לא רק משפר את השפעות הטיפול, אלא גם משפר את איכות החיים של המטופלים.
