تیتانیم

فلزی نقره ای رنگ، نرم، مستحکم، و چکش خوار که ۴۰% از فولاد سبک تر است، در ۱۸۰۰ درجه حرارت ذوب می شود، و ترکیبات آن در طبیعت فراوان است، تیتان

یک عنصر ( به انگلیسی: Titanium ) شیمیایی با نماد Ti و عدد اتمی 22است. تیتانیوم یک فلز واسطه براق نقره ای رنگ است، و چگالی کم و مقاومت بالایی دارد. این فلز به شدت در برابر خوردگی در آب دریا، تیزاب سلطانی و کلر مقاوم است.
ویلیام گرگور، معدن شناس انگلیسی و مارتین هاینریس کلاپروث شیمیدان آلمانی در سالهای بین 1790 تا 1800 سنگ معدنی روتیل که کانی اصلی تیتانیوم است را کشف و نسبت به استخراج آن اقدام نمودند. تیتانیوم فلزی و خالص شده در سال 1910 توسط متالورژیست نیوزیلندی، متیو هانتر در کشور امریکا احیا و تولید شد.
تیتانیوم نخستین بار در کورن وال بریتانیا از سوی ویلیام گرگور در سال ۱۷۹۱ شناسایی شد؛ نام این عنصر از سوی مارتین هاینریش کلاپروت از روی تیتان از اساطیر یونان انتخاب شد. این عنصر در بسیاری کانیها به ویژه روتیل و ایلمنیت وجود دارد. این کانی ها در پوستهٔ زمین و سنگ کره پراکنده اند؛ علاوه بر این تیتانیم تقریباً در همهٔ موجودات زنده، سنگ ها، آب بدن و خاک ها حضور دارد. با کمک هر دو فرایند کرال و فرایند هانتر می توان تیتانیوم را از سنگ معدنش بدست آورد. فراوان ترین ترکیب تیتانیم، دی اکسید تیتانیم است که یک فوتوکاتالیست معروف است و از آن در تولید رنگدانه های سفید استفاده می شود. از دیگر ترکیبات تیانیم می توان به تیتانیم تتراکلرید یا ( TiCl۴ ) اشاره کرد که از آن در تولید مواد دودزا و فروکافت بهره برده می شود. همچنین کلرید تیتانیم ( III ) یا ( TiCl۳ ) هم به عنوان فروکافت در تولید پلی پروپیلن مورد استفاده قرار می گیرد.
می توان تیتانیم را با آهن، آلومینیم، وانادیم و مولیبدن، آلیاژ کرد تا ماده ای سخت تر و سبک تر بدست آورد که در ساخت سامانه های هوایی مانند موتور جت، موشک و فضاپیما، کاربردهای نظامی و فرایندهای صنعتی ( شیمیایی و شیمیایی - نفتی، کارخانه های نمک زدایی، کاغذ و … ) خودروسازی، کشاورزی و ساخت اندام های مصنوعی، درون کاشتهای استخوانی، ابزارهای دندان پزشکی و ریشه درمانی، برسازی درون کاشت دندانی، کالاهای ورزشی، گوهرسازی، گوشی همراه و … بکار برده شود.
مهم ترین ویژگی های این فلز عبارتند از: مقاومت در برابر خوردگی و داشتن بالاترین نسبت مقاومت به چگالی در برابر دیگر عناصر فلزی. تیتانیم در هنگامی که هنوز با فلز دیگری آلیاژ نشده، مقاومتی برابر با فولاد و چگالی کمتر از آن دارد. دو دگرشکلی و پنج ایزوتوپ طبیعی از ۴۶Ti تا ۵۰Ti برای این عنصر وجود دارد که ۴۸Ti با فراوانی طبیعی ۷۳٫۸٪ از سایرین فراوان تر است. با اینکه تیتانیم و زیرکونیم تعداد الکترون های ظرفیت برابر دارند و در یک گروه جدول تناوبی قرار دارند با این حال در بسیاری ویژگی های شیمیایی و فیزیکی متفاوت اند. از تیتانیوم در اگزوز خودرو استفاده می شود.

💡 ایلمنیت و اکسیدهای تیتانیم برای تهیه تیتانیم در آلیاژهای مهم و راهبردی استفاده می‌گردد. آلیاژهای تیتانیم در بدنه هواپیماهای جنگی، سفینه‌های فضایی، موشکها، موتور هواپیماها، ادوات رزمی، توربین‌های گازی، دوچرخه و لپ تاپ مورد استفاده قرار می‌گیرند. تیتانیوم اغلب با آلومینیوم، آهن، منگنز، مولیبدن و فلزات دیگر تشکیل آلیاژ می‌دهد.

💡 فولاد ضدزنگ آلیاژی از فولاد است که اضافه شدن فلز کروم موجب محافظت آن از زنگ می‌شود. از فلزات دیگری همچون منیزیم، تیتانیم، روی، اکسید روی، آلومینیوم هم می‌توان برای این منظور استفاده کرد.

💡 تیتانیم زرد با واکنش پودرهای ریز اکسیدهای فلز، هیدروکسیدها یا کربنات‌ها در حالت جامد در دمای میان ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ به صورت دسته‌ای یا به‌طور مداوم در کوره عبوردهنده تولید می‌شود.

💡 تیتانیم دی‌اکسید در تهیه الیاف مصنوعی نیز استفاده می‌شود. پودر تیتانیم دی‌اکسید خالص به عنوان رنگدانه در فراورده‌های غذایی کاربرد دارد.

💡 تمام فلزات و آلیاژهای مهم صنعتی مانند آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای تیتانیم، آلیاژهای منیزیم، انواع فولاد، فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، حتی ورقه‌های فولادی با روکش روی که در هنگام جوشکاری با فرایندهای مرسوم جوشکاری به دلیل تبخیر روی و نفوذ بخار آن به فلز مذاب، باعث شکل‌گیری حفره‌ها و سوراخ‌ها و ایجاد تخلخل در محل جوش می‌گردد، با این روش قابل جوشکاری می‌باشند.