Titanium

Titanium is het chemische element van het periodiek systeem der elementen dat als symbool Ti en als atoomnummer 22 heeft. Het is een metaal van blok d, licht, bestendig, met een metaalachtige witte kleur, glanzend, bestand tegen corrosie. Titanium wordt gebruikt in bestendige lichte legeringen en in witte pigmenten; het komt voor in tal van mineralen, voornamelijk rutiel en ilmeniet. Titanium is niet giftig en is niet essentieel voor levende soorten.

Ongeveer 95% van het titanium wordt verbruikt in de vorm van titaniumdioxide (TiO2) in verf, papier en cement om ze helderder te maken, en in kunststoffen. Verven gemaakt met titaniumdioxide reflecteren infraroodstraling zeer goed en worden daarom veel gebruikt door astronomen.

Vanwege hun mechanische sterkte en corrosiebestendigheid, lichtgewicht en vermogen om extreme temperaturen te weerstaan, worden titaniumlegeringen voornamelijk gebruikt in de luchtvaart- en ruimtevaartindustrie, hoewel hun gebruik in consumentenproducten zoals golfclubs, fietsen, motorfietsonderdelen en laptops steeds meer wordt gebruikt en vaker. Titanium wordt vaak gelegeerd met aluminium, ijzer, mangaan, molybdeen en andere metalen.

Titaniumcarbide (TiC; soortelijk gewicht 4,93; smeltpunt 2940 ° C) titaannitride (TiN; soortelijk gewicht 5,40; smeltpunt 2960 ° C) en meer recentelijk het carbonitridederivaat (Ti10C7N3; soortelijk gewicht 5,02; smeltpunt 3520 ° C) zijn zeer vuurvaste verbindingen, inert onder normale temperatuuromstandigheden en bestand tegen aantasting door de meeste minerale zuren en logen.

Om deze redenen worden ze gebruikt bij de constructie van gereedschappen en machines die onderdelen hebben die bedoeld zijn voor hoge snelheden met wrijving, in de bekleding van smeltkroezen die zeer sterke zuren of basen bevatten en onderdelen van raketten die aan thermische slijtage onderhevig zijn, bijvoorbeeld mondstukken.

Andere gebruiken:

• Dankzij zijn uitstekende bestendigheid tegen zeewater en zoutoplossingen in het algemeen, wordt het gebruikt bij de fabricage van onderdelen van scheepsmotoren en heel vaak ook bij de fabricage van horlogekasten;
• Een zeer belangrijk technologisch gebruik, gekoppeld aan de weerstand tegen zoutoplossingen, is als een metallisch materiaal voor contact met vloeistoffen met een hoge zoutconcentratie in zeewaterontziltingsinstallaties;
• Het wordt gebruikt om relatief zachte kunstmatige edelstenen te maken;
• Titaniumtetrachloride (TiCl4), een kleurloze vloeistof, wordt gebruikt om de irisatie van glas te verkrijgen en wordt ook gebruikt voor de vervaardiging van rookbommen omdat het een dikke rook afgeeft in vochtige lucht;
• Titaniumdioxide is niet alleen een belangrijk pigment, maar wordt ook gebruikt in zonnebrandmiddelen vanwege het vermogen om de huid te beschermen;
• Het heeft de eigenschap biocompatibel te zijn, aangezien de oxidelaag die zich op het oppervlak vormt een geldige drager is waaraan biologische weefsels hechten, in het bijzonder het botweefsel. Om deze reden worden pure CP4-titanium en Ti6Al4V-legering op titaniumbasis gebruikt in heup- en knieprothetische componenten, voor de vervaardiging van chirurgische clips voor permanente hechting en in de tandheelkunde voor de productie van tandheelkundige implantaten. Echter, gezien de hoge wrijvingscoëfficiënt, wordt het nooit gebruikt als een verbindingscomponent;
• Door zijn traagheid en aantrekkelijke kleur is het een populair metaal voor piercings.
• Titanium wordt gebruikt voor lenzenvloeistof lenzen;
• Carbide en titaniumnitride (TiC en TiN) worden gebruikt bij de fabricage van gereedschapsinzetstukken die geschikt zijn voor het met hoge snelheid snijden van metaal, dwz zogenaamde "hardmetalen" wisselplaten. In het bijzonder wordt titaniumcarbide gebruikt, samen met wolfraamcarbide (WC), kobalt en andere carbiden (niobiumcarbide en tantaalcarbide) om het lichaam van de inzetstukken te maken, terwijl titaniumnitride wordt gebruikt voor de oppervlaktecoating.
• Titaanaluminide begint, dankzij zijn taaiheid bij hoge temperaturen, lichtheid en weerstand tegen oxidatie, langzaamaan de op nikkel gebaseerde superlegeringen te vervangen bij de productie van schoepen die worden gebruikt in vliegtuigmotorturbines;
• Door een elektrische stroom door dunne lagen titaniumnitride te leiden bij een zeer lage temperatuur, treedt een fenomeen op dat superisolatie wordt genoemd;
• Bij sommige gelegenheden is het gebruikt voor de vervaardiging van vulpennen. In 1970, in de nasleep van de maanlanding, produceerde Parker kort de T-1, een volledig titanium vulpen, als eerbetoon aan de materialen die bij de ruimtemissie werden gebruikt. In 2000 produceerde de Italiaanse fabrikant Omas een serie vulpennen van het klassieke twaalfzijdige model "Italian art" geheel in titanium, zowel de body als de penpunt. De serie heette T-2 en werd slechts korte tijd op de markt gebracht.