Titanium 98+%, puur, poeder 100-250 µm

Titanium is het scheikundig element met atoomnummer 22, symbool Ti.

Titanium behoort tot groep 4 van het periodiek systeem (titaniumgroep) met zirkonium (Zr), hafnium (Hf) en rutherfordium (Rf), het is een overgangsmetaal. Dit element wordt in veel mineralen aangetroffen, maar de belangrijkste bronnen zijn rutiel en anataas.

Titanium is een licht, sterk metaal met een metaalachtig wit uiterlijk dat corrosiebestendig is. Het wordt voornamelijk gebruikt in lichte en sterke legeringen, en zijn oxide wordt gebruikt als een wit pigment. De industrieel interessante eigenschappen van titanium zijn de corrosiebestendigheid, vaak geassocieerd met erosie- en vuurbestendigheid, biocompatibiliteit, maar ook de mechanische eigenschappen (sterkte, ductiliteit, vermoeiing enz.) Die het met name mogelijk maken om dunne en lichte onderdelen te vormen. zoals sportartikelen, maar ook orthopedische prothesen.

Fysieke basiseigenschappen

-Opmerkelijke fysieke kenmerken van titanium:

de dichtheid is ongeveer 60% van die van staal;
zijn weerstand tegen corrosie is uitzonderlijk in veel omgevingen, zoals zeewater of het menselijk lichaam;
zijn mechanische eigenschappen blijven bewaard tot een temperatuur van ongeveer 600 ° C en blijven uitstekend tot cryogene temperaturen;
het is verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan vormen en soorten producten: blokken, knuppels, staven, draden, buizen, platen, platen, strippen en poeders;
de magnetische gevoeligheidswaarde (1,8 tot 2,3 x 10−4) is veel lager dan die van ijzer (3 x 105). Het is daarom een ​​voordelig materiaal bij diagnose door middel van MRI: reductie van artefacten;
de uitzettingscoëfficiënt, iets lager dan die van staal, is de helft van die van aluminium. Men neemt als gemiddelde waarde een uitzettingscoëfficiënt van 8,5 × 10−6 K - 1;
de Young-modulus of longitudinale elasticiteitsmodulus ligt tussen 100.000 en 110.000 MPa. Deze relatief lage waarde vergeleken met roestvrij staal (220.000 MPa) maakt het een bijzonder interessant materiaal vanwege zijn biocompatibiliteit.

Chemische eigenschappen

-Klassieke titaniumcorrosie

Titanium is een extreem oxideerbaar metaal. In de reeks standaard elektrochemische potentialen wordt het in de buurt van aluminium geplaatst, tussen magnesium en zink. Het is daarom geen edelmetaal, het thermodynamische stabiliteitsdomein ervan heeft in feite geen enkel deel gemeen met het thermodynamische stabiliteitsdomein van water en bevindt zich aanzienlijk daaronder. Een van de oorzaken van de corrosiebestendigheid van titanium is de ontwikkeling van een passiverende beschermingslaag van enkele fracties van een micron, meestal bestaande uit TiO2, maar het is bekend dat het andere varianten kan bevatten. Deze laag is integraal en zeer hecht. Als het oppervlak wordt bekrast, zal het oxide spontaan hervormen in aanwezigheid van lucht of water. Titanium is daardoor onveranderlijk in lucht, water en zeewater en bovendien is deze laag stabiel over een breed bereik van pH, potentiaal en temperatuur.

Zeer reducerende omstandigheden, of sterk oxiderende omgevingen, of de aanwezigheid van fluorionen (complexvormer), verminderen het beschermende karakter van deze oxidelaag; etsreagentia voor het opnemen van microfoto's zijn meestal gebaseerd op fluorwaterstofzuur. Bij reactie met dit zuur worden titanium (II) en (III) kationen gevormd. De reactiviteit van zure oplossingen kan echter worden verminderd door de toevoeging van oxidatiemiddelen en / of zware metaalionen. Chroom of salpeterzuur en zouten van ijzer, nikkel, koper of chroom zijn dan uitstekende remmers. Dit verklaart waarom titanium kan worden gebruikt in industriële processen en omgevingen waar conventionele materialen zouden corroderen.

Men kan natuurlijk de elektrochemische evenwichten wijzigen door toevoeging van elementen die de anodische activiteit van titanium verminderen; dit leidt tot een verbeterde corrosiebestendigheid. Afhankelijk van de wensen van wijzigingen, worden specifieke elementen toegevoegd. Een niet-uitputtende lijst van enkele klassieke adjuvantia wordt hieronder gegeven:

verplaatsing van het corrosiepotentiaal en versterking van het kathodekarakter: toevoeging van platina, palladium of rhodium;
verhoogde thermodynamische stabiliteit en verminderde neiging tot anodische oplossing: toevoeging van nikkel, molybdeen of wolfraam;
verhoogde neiging tot passivering: toevoeging van zirkonium, tantaal, chroom of molybdeen.

Specifieke corrosie van titanium

Titanium is niet erg gevoelig voor bepaalde vormen van corrosie, zoals spleetcorrosie of putcorrosie. Deze verschijnselen worden alleen waargenomen bij gebruik in een gebied dat dicht bij een praktische limiet voor algemene corrosiebestendigheid ligt. De risico's van spanningscorrosie doen zich voor onder de volgende omstandigheden:

koud in zeewater;

in bepaalde specifieke media zoals watervrije methanol;
heet, in aanwezigheid van gesmolten NaCl.
De twee allotrope structuren verschillen in termen van weerstand tegen dit laatste type corrosie; α-titanium is er erg gevoelig voor, terwijl β dat bijna niet is.

-Mechanische eigenschappen

Erosie

De zeer hechtende en harde oxidelaag verklaart de lange levensduur van titaniumonderdelen die worden blootgesteld aan de impact van deeltjes die in de vloeistoffen zweven. Dit effect wordt versterkt door het vermogen van deze laag om te regenereren. Erosie in zeewater wordt verhoogd door een hogere stroming of kleinere deeltjesgrootte.

Kracht en vervormbaarheid

Titanium wordt beschouwd als een metaal met een hoge mechanische sterkte en een goede vervormbaarheid onder normale temperatuuromstandigheden. De specifieke sterkte (treksterkte / dichtheidsverhouding) is bijvoorbeeld hoger dan die van aluminium of staal. De weerstand neemt af bij temperatuur met een richel tussen -25 ° C en 400 ° C. Beneden -50 ° C, in cryogene temperatuurbereiken, neemt de sterkte toe en neemt de ductiliteit sterk af.

Biocompatibiliteit
Titanium is een van de meest biocompatibele metalen, samen met goud en platina, dat wil zeggen dat het volledig bestand is tegen lichaamsvloeistoffen.

Bovendien heeft het een hoge mechanische sterkte en een zeer lage elasticiteitsmodulus (100.000 MPa tot 110.000 MPa), dichter bij die van botstructuren (20.000 MPa9) dan roestvrij staal (220.000 MPa). Deze elasticiteit die de hermodellering van het bot bevordert door het bot te dwingen te werken (preventie van spanningsafscherming of peri-implantaire osteoporose), maakt titanium tot een bijzonder interessant biomateriaal. Er moet echter worden opgemerkt dat overmatige elasticiteit ook de functie van het biomateriaal in gevaar kan brengen, wat een onaanvaardbare vervorming zou hebben ondergaan.

Vuurbestendig
De weerstand tegen vuur, vooral koolwaterstoffen, is zeer goed. Het is aangetoond dat een buis met een dikte van 2 mm zonder beschadiging of risico op vervorming of explosie bestand is tegen een druk van tien atmosfeer terwijl deze wordt blootgesteld aan een koolwaterstofbrand bij een temperatuur van 600 ° C. Dit komt voornamelijk door de sterkte van de oxidelaag die het binnendringen van waterstof in het materiaal verhindert. Bovendien beschermt de lage thermische geleidbaarheid van titanium de interne componenten voor een langere periode tegen temperatuurstijging.

Technische gegevens:

Empirical formula Ti
Molar mass (M) 47.867 g/mol
Density (D) 4.506
Boiling point (bp) 3287 °C
Melting point (mp)1668 °C
ADR 4.1 II
CAS No.[7440-32-6]
UN-Nr. 3089

$$$$$