Titanio 98 +%, polvo 100-250 µm

El titanio es el elemento químico con número atómico 22, símbolo Ti.

El titanio pertenece al grupo 4 de la tabla periódica (grupo titanio) con circonio (Zr), hafnio (Hf) y rutherfordio (Rf), es un metal de transición. Este elemento se encuentra en muchos minerales, pero las principales fuentes son el rutilo y la anatasa.

El titanio es un metal ligero y fuerte con una apariencia blanca metálica que es resistente a la corrosión. Se utiliza principalmente en aleaciones ligeras y fuertes, y su óxido se utiliza como pigmento blanco. Las propiedades industrialmente interesantes del titanio son su resistencia a la corrosión, a menudo asociada a la resistencia a la erosión y al fuego, la biocompatibilidad, pero también las propiedades mecánicas (resistencia, ductilidad, fatiga, etc.) que hacen que sea particularmente posible formar piezas delgadas y ligeras. como material deportivo, pero también prótesis ortopédicas.

Propiedades físicas básicas

Características físicas notables del titanio:

la densidad es aproximadamente el 60% de la del acero;
su resistencia a la corrosión es excepcional en muchos entornos, como el agua de mar o el cuerpo humano;
sus propiedades mecánicas se conservan hasta una temperatura de aproximadamente 600 ° C y se mantienen excelentes hasta temperaturas criogénicas;
está disponible en una amplia variedad de formas y tipos de productos: bloques, palanquillas, varillas, alambres, tubos, placas, placas, tiras y polvos;
el valor de la sensibilidad magnética (1.8 a 2.3 x 10−4) es mucho más bajo que el del hierro (3 x 105). Es, por tanto, un material ventajoso en el diagnóstico mediante RM: reducción de artefactos;
el coeficiente de expansión, ligeramente inferior al del acero, es la mitad del del aluminio. El valor medio es un coeficiente de expansión de 8.5 × 10−6 K - 1;
El módulo de Young o módulo de elasticidad longitudinal está entre 100.000 y 110.000 MPa. Este valor relativamente bajo en comparación con el acero inoxidable (220.000 MPa) lo convierte en un material especialmente interesante por su biocompatibilidad.

Propiedades químicas

-Corrosión clásica del titanio

El titanio es un metal extremadamente oxidable. En la serie de potenciales electroquímicos estándar, se coloca cerca del aluminio, entre magnesio y zinc. Por lo tanto, no es un metal noble, su dominio de estabilidad termodinámica de hecho no tiene nada en común con el dominio de estabilidad termodinámica del agua y se encuentra significativamente por debajo de él. Una de las causas de la resistencia a la corrosión del titanio es el desarrollo de unas pocas fracciones de micrones de una capa protectora pasivante de micrones, generalmente compuesta de TiO2, pero se sabe que contiene otras variantes. Esta capa es integral y muy ajustada. Si la superficie se raya, el óxido se reformará espontáneamente en presencia de aire o agua. Por lo tanto, el titanio es inmutable en el aire, el agua y el agua de mar y, además, esta capa es estable en un amplio rango de pH, potencial y temperatura.

Condiciones muy reductoras, o ambientes fuertemente oxidantes, o la presencia de iones flúor (agente complejante), reducen el carácter protector de esta capa de óxido; Los reactivos de grabado para grabar micrografías suelen estar basados ​​en ácido fluorhídrico. Tras la reacción con este ácido, se forman los cationes de titanio (II) y (III). Sin embargo, la reactividad de las soluciones ácidas se puede reducir mediante la adición de agentes oxidantes y / o iones de metales pesados. El cromo o ácido nítrico y las sales de hierro, níquel, cobre o cromo son entonces excelentes inhibidores. Esto explica por qué el titanio se puede utilizar en procesos industriales y entornos donde los materiales convencionales se corroerían.

Por supuesto, los equilibrios electroquímicos se pueden alterar añadiendo elementos que reduzcan la actividad anódica del titanio; esto conduce a una mejor resistencia a la corrosión. Dependiendo de los deseos de cambios, se agregan elementos específicos. A continuación se proporciona una lista no exhaustiva de algunos adyuvantes clásicos:

desplazamiento del potencial de corrosión y mejora del carácter del cátodo: adición de platino, paladio o rodio;
mayor estabilidad termodinámica y menor tendencia a la disolución anódica: adición de níquel, molibdeno o tungsteno;
mayor tendencia a la pasivación: adición de circonio, tantalio, cromo o molibdeno.

Corrosión específica del titanio

El titanio no es muy sensible a ciertos tipos de corrosión, como la corrosión por grietas o la corrosión por picaduras. Estos fenómenos solo se observan cuando se utilizan en un área cercana a un límite práctico para la resistencia general a la corrosión. Los riesgos de agrietamiento por corrosión bajo tensión se producen en las siguientes condiciones:

frío en agua de mar;

en ciertos medios específicos como el metanol anhidro;
caliente, en presencia de NaCl fundido.
Las dos estructuras alotrópicas difieren en términos de resistencia al último tipo de corrosión; El α-titanio es muy sensible a él, mientras que el β casi no lo es.

-Propiedades mecánicas

Erosión

La capa de óxido duro y altamente adhesiva explica la larga vida útil de las piezas de titanio expuestas al impacto de las partículas que flotan en los líquidos. Este efecto se ve reforzado por la capacidad de esta capa para regenerarse. La erosión en el agua de mar aumenta con una corriente más alta o un tamaño de partícula más pequeño.

Resistencia y formabilidad

El titanio se considera un metal con alta resistencia mecánica y buena conformabilidad en condiciones normales de temperatura. La resistencia específica (relación resistencia a la tracción / densidad) es, por ejemplo, más alta que la del aluminio o el acero. La resistencia disminuye a temperatura con una cresta entre -25 ° C y 400 ° C. Por debajo de -50 ° C, en rangos de temperatura criogénica, la resistencia aumenta y la ductilidad disminuye drásticamente.

Biocompatibilidad
El titanio es uno de los metales más biocompatibles, junto con el oro y el platino, es decir, es completamente resistente a los fluidos corporales.

Además, tiene una alta resistencia mecánica y un módulo de elasticidad muy bajo (100.000 MPa a 110.000 MPa), más cercano al de las estructuras óseas (20.000 MPa) que al acero inoxidable (220.000 MPa). Esta elasticidad, que promueve la remodelación ósea al forzar el funcionamiento del hueso (prevención de la protección contra el estrés o la osteoporosis periimplantaria), hace que el titanio sea un biomaterial particularmente interesante. Sin embargo, cabe señalar que una elasticidad excesiva también puede comprometer la función del biomaterial, que habría sufrido una deformación inaceptable.

Resistente al fuego
La resistencia al fuego, especialmente a los hidrocarburos, es muy buena. Se ha demostrado que una tubería con un espesor de 2 mm soporta una presión de diez atmósferas sin daño ni riesgo de deformación o explosión mientras se expone a un incendio de hidrocarburos a una temperatura de 600 ° C.Esto se debe principalmente a la resistencia del capa de óxido que evita la penetración de hidrógeno en el material. Además, la baja conductividad térmica del titanio protege los componentes internos contra el aumento de temperatura durante un período de tiempo más prolongado.

Datos técnicos:

Fórmula empírica Ti
Masa molar (M) 47,867 g / mol
Densidad (D) 4.506
Punto de ebullición (bp) 3287 ° C
Punto de fusión (pf) 1668 ° C
ADR 4.1 II
No. CAS [7440-32-6]
ONU No. 3089

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Información del Producto
Especificaciones técnicas

Declaraciones de peligro

H228 Sólido inflamable
H261 En contacto con el agua libera gases inflamables.

Precauciones: prevención

P210 Mantener alejado del calor, superficies calientes, chispas, llamas abiertas y otras fuentes de ignición. No fume.

Precauciones - respuesta

P370 + P378 En caso de incendio: Use polvo extintor de metal para extinguir; nunca use agua.

Precauciones: almacenamiento

P402 + P404 Almacenar en un lugar seco. Conservar en recipiente cerrado.