Tytan - co to za materiał?

421 Wyświetlenia 0 Lubię
Wysłany dnia: 2025-03-28
 

W poniższym artykule poznasz podstawowe aspekty tytanu, jako materiału. Co to jest tytan, skąd się wziął, od kiedy jest znany i do czego się go wykorzystuje? Jak jego niesamowite właściwości są wykorzystywane w technice, a nawet w medycynie?

Tytan - co to jest? -Ti

Tytan to materiał naturalny, symbol chemiczny Ti - jeden z naturalnych pierwiastków występujących w skorupie ziemskiej. Teoretycznie jest dość popularny, ponieważ jest jednym z 10 najczęściej występujących w skorupie ziemskiej pierwiastków - jednak w praktyce naturalnie nie występuje w formie czystej. Jako, że jest dość reaktywny łączy się z innymi pierwiastkami i jedyną możliwością uzyskania tytanu, który może być potem użyty jako materiał - jest wydobycie rudy i poddanie oczyszczeniu. To zresztą nie jest łatwy proces, przez co tylko niektóre kraje specjalizują się w produkcji tytanu. Jest więc materiałem rzadkim i drogim, pomimo powszechnego występowania w skorupie ziemi.

Od kiedy  i do czego wykorzystuje się tytan?

Jako pierwiastek Tytan został odkryty przypadkiem przez angielskiego chemika w 1791, który badał czarny piasek, który znalazł w rzece na południu Anglii. Odkrył w ten sposób nie znany sobie do tej pory tlenek metalu, dziś wiadomo, że był to tytan. Kilka lat później nadano mu jego właściwą nazwę, inspirowaną Tytanem z mitologii greckiej.

Dopiero w 1910 udało się pierwszy raz wyizolować Ti, ale nadal nie istniała metoda skutecznej i taniej obróbki. Toteż nie była możliwa produkcja przemysłowa.

Technologie masowej produkcji tytanu zostały odpowiednio dopracowane dopiero po II wojnie światowej - i dopiero od lat 50-tych datuje się bardziej masową produkcję tytanu. Wtedy też dostrzega się jego zalety, w szczególności w lotnictwie, w wojsku, a także w rozwijającym pomału przemyśle kosmicznym. Tytan okazuje się niezwykle solidny, niekorodujący, wytrzymały, a przy tym lekki. Wkrótce przyjdzie czas na zastosowanie Ti w medycynie, szczególnie jako materiał nie ulegający degradacji, z którego można wykonać nawet komponenty do zastawek serca.

Tytan - właściwości

Przede wszystkim ważna jest niesamowita wytrzymałość, w szczególności na korozję - także w silnie szkodliwych warunkach. Dzięki temu może być używany nawet z wodą np. o wysokim stężeniu soli, czy z agresywnymi kwasami.

Przy niesamowitej wytrzymałości Tytan ma też inną właściwość, dzięki której ma przewagę nad stalą. Jego gęstość to 4,5 g/cm³ - czyli tytan jest lżejszy niż stal.

Odporny jest także na wysokie temperatury - ponieważ jego temperatura topnienia to 1668°C. W warunkach naturalnych bardzo ciężko byłoby go stopić lub uszkodzić.

Wadą tytanu jako materiału jest jego mniejsza dostępność oraz cena.

Tytan jak wygląda - jaki Ti ma kolor?

Tytan różni się w wyglądzie od stali - jest srebrzystoszary, często błyszczący, często bliski siwego. Zdecydowanie nie da się pomylić Ti z elementami stalowymi.

Tytanowe wymienniki ciepła - do czego są stosowane?

W kontekście wymienników ciepła tytan stał się niezwykle istotnym materiałem, do zastosowań z mediami agresywnymi, czyli w warunkach - w których stal nierdzewna jest nadal zbyt słaba. Tytanowe wymienniki ciepła stosuje się więc wszędzie tam gdzie występuje medium o wysokiej szkodliwości.

W technice basenowej natomiast znalazły zastosowanie do ogrzewania basenów z wodą słoną oraz z wodą, do której dodaje się sól. Stosuje się je do ogrzewania solanek leczniczych oraz ekskluzywnych basenów z wodą morską, które spotykamy nieraz w kurortach wypoczynkowych.

Gdzie produkuje się tytan?

Tytan produkuje się głównie w krajach, które mają duże zasoby jego rud, głównie ilmenitu i rutylu. Proces produkcji tytanu jest złożony i kosztowny, dlatego odbywa się w wyspecjalizowanych zakładach i dany kraj musi posiadać odpowiednie technologie.

Główne kraje wydobywające rudę tytanu 

  • Australia – największy producent rutylu i ilmenitu na świecie
  • RPA
  • Indie
  • Chiny
  • Ukraina
  • Kanada
  • Norwegia

Kraje, w których produkuje się gotowy przetworzony tytan

  • Chiny – największy producent metalicznego tytanu
  • Rosja – duży producent, zwłaszcza tytanu do zastosowań lotniczych i zbrojeniówki
  • Japonia – wyspecjalizowana w produkcji wysokiej jakości i wysokiej czystości tytanu, w wielu kręgach zwłaszcza medycznych tytan produkowany w Japonii uchodzi za najlepszy
  • Stany Zjednoczone
  • Kazachstan

Jak widać kraje wydobywające rudę tytanu to nie zawsze te same kraje, które są w stanie go przetworzyć i dostarczyć na rynek w gotowej do użycia formie. Proces rafinacji Ti jest dość trudny, bo tytan bardzo łatwo reaguje z tlenem i trzeba go przetwarzać w atmosferze beztlenowej, np. metodą Krolla. To czyni produkcję droższą niż np. wytop żelaza - i to sprawia, że tytan jest jednym z najdroższym materiałów, często 2-3 krotnie droższym niż stal.

 
Opublikowany w: Wymienniki ciepła i wszystko z nimi związane, Ogrzewanie basenu i wymienniki ciepła basenowe

Zostaw komentarz

Kod bezpieczeństwa