この元素は1789年に発見されましたが、長い間、不純物のせいで強度の低い材料と見なされ、どこでも使用されませんでした。1925年に得られた純粋なチタンは、多くの価値ある特性を持つ非常に実用的な金属であることが判明しました。エンジニアや設計者たちは即座にその用途を見出しました。

特性

チタンは低密度、高い比強度、非常に高い耐食性を備え、極端な温度でも強度を失いません。ロケット工学や現代の航空機の基盤となりました。軽量で強度の高いチタン合金は、アルミニウムやマグネシウム合金が既に機能しない500°Cにおいてもその品質を保持し、鋼やニッケル合金が比強度で劣ります。

耐食性のおかげで、チタンは化学産業で広く使用されています。しかし、溶接は難しく、熱いうちに酸化しやすいため、溶接の際は溶融接合部だけでなく加熱された金属全体を大気ガスから保護する必要があります。現在では、アルゴン雰囲気でのアーク溶接、電子ビーム溶接、接触溶接法が成功裏に用いられています。

実用性

チタン合金が最初にジェットエンジンの製造に使用され、15～20%の重量削減を可能にしました。具体的には、コンプレッサーの部品やガイド装置のパーツ、さまざまな締結製品が製造されています。現在の市場では、チタンとチタン材料が相応の価格で提供されており、以前はチタン材の価格が非常に高かったのです。以下のような稀な特性を持っています：

－ 通常の航空機でのアルミニウムと比較すると；

－ 超音速航空機の材料として、クロムニッケル合金と比較すると。

チタン製の船体は、ユニークな潜水艇の開発を可能にしました。チタンは、どの製品でも比質量を軽減する可能性を持つ金属です。現代の航空、ロケット、造船業において、チタンは機体、翼の一部、エンジンなどに使われ、これらの分野で機能しない金属に最適な代替策を提供します。

一般的な特徴

チタンは軽量の銀色の金属であり、元素番号22、メンデレーエフ周期表の第IV群に属します。18世紀末にイギリスのW.グレゴルとドイツの化学者クラプロットによってそれぞれ独立して発見されました。当時からチタンは「未来の金属」と呼ばれており、その特性は非常に独特です。その強度はブルタ鋼に匹敵しますが、他の金属よりもかなり軽く、腐食や攻撃的な環境に対して耐性があります。また、容易に鍛造およびスタンピングできます。腐食耐性は貴金属合金よりも高く、軽量でアルミニウムに匹敵します。チタンの低クリープ性はステンレス鋼に類似し、伸展性と可塑性は銅の水準にあります。-250°Cから鋼の赤熱温度までその特性を維持します。優れた比強度、耐摩耗性、耐熱性があり、21世紀の科学技術の最前線で不可欠な材料となっています。

チタンの物理的特性

製造

チタンの主な製法は、高温下でTiCl₄をナトリウムまたはマグネシウムで還元する方法です。高温チタンは大気中のガスと容易に反応するため、製造技術の主目的は高温金属のN₂、O₂、H₂との接触を最小限に抑えることです。主な欠点は製造過程が高価であり、エネルギー集約的であることです。金属学においてチタン合金はクリスタル構造の形態に基づいて分類されます：β-状態（立方体形）、α-状態（六方形）およびα+β（混合状態）。処理方法によって合金は鋳造と加工に分けられます。

注: パイプの重量は200kgまで

保存

チタン製材は、適切な保護が提供される屋根のある倉庫やシェルターで保存されます。

応用

チタンを基にした合金はロケット工学と航空機製造に使用されています。その軽量性と耐熱性は、熱機器の製造に際し活用されています。極限の寒さで高い可塑性と強度を維持するため、低温産業で高い需要があります。チタン合金は造船において重要な部品、特に潜水艇の船体やプロペラを製造します。その生物学的な不活性さは、再建手術のための構造材料を作成することを可能にし、食品や製薬業界での利用もあります。チタンの不活性さは、整形外科や歯科での手術器具やプロテーゼの作成において重要です。チタンは防弾チョッキや現代デザインの要素も生成します。高価ではあるものの、その使用は軽量性、強度、耐久性により経済的に理にかなっています。

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