Открытие науки о магических металлах

«Титан, названный в честь гигантского Титана из греческой мифологии, является самым прочным металлом на земле. Вы, вероятно, слышали о титане в какой-то момент своей жизни, и, хотя он и стоит сегодня дорого, это не редкий металл — это просто добывать и производить дорого.

Возможно, вы знаете об искусственных суставах, клюшках для гольфа или подводных лодках из титана, но знаете ли вы, что титан также содержится в глазури для белого торта? Что ж, вот интересная история об этом знаменитом прочном металле!

01Этот «божественный» металл начали ковать только в 20 веке.

Еще в 1791 году английский минералог-любитель и церковный служитель Уильям Грегор нашел странный черный песок в ручье недалеко от города Корнуолл. Часть этого черного песка была магнитной и, как заключил Грегор, представляла собой оксид железа, но другое вещество оставалось загадкой. Конечно, это должен был быть другой оксид, но в то время его не было в учебниках Королевского геологического общества.
Порошок оксида титана

В 1795 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот заново открыл этот странный оксид и назвал его оксидом титана в честь доолимпийских богов греческой мифологии. Хотя чистый титан был открыт в конце XVIII века, только в 1910 году Мэтью Хант, химик из General Electric в США, смог изолировать его от оксида, а в 1910 году Хант придумал, как очистите серебристый металл от оксида при высоких температурах и давлениях в герметичной «бомбе».

02 Это самый легкий и прочный металл на Земле.

Чистый титан имеет самое высокое соотношение прочности и веса среди всех металлов на Земле. Он такой же прочный, как сталь, но на 45% легче.
Титановые светильники

Такое исключительное соотношение прочности и веса сделало титан и титановые сплавы (смеси титана и других металлов) предпочтительным материалом для двигателей и фюзеляжей самолетов, ракет, ракет и даже космических кораблей. В современной промышленности любое оборудование, которое не может обойтись без металлических деталей, необходимо снабжать максимально прочными и легкими материалами.
Титановые лопасти двигателя

Например, Airbus A380, крупнейший в мире пассажирский самолет, содержит в фюзеляже до 77 тонн титана. Большая часть его находится в его огромных двигателях. Благодаря инновационной металлургической технологии 1930-х годов, называемой процессом Нокса, коммерческая ковка титана началась в 1940-х и 1950-х годах. Сначала он был использован в военных самолетах и ​​подводных лодках (в основном в США и России), а затем, в 1960-х годах, в коммерческих самолетах.

03 Титан более устойчив к коррозии

Коррозия — это электрохимический процесс, который с течением времени медленно разрушает большинство металлов. Когда металлы подвергаются воздействию кислорода, на воздухе или под водой, кислород захватывает электроны и образует то, что мы называем «оксидами» металла. Одним из распространенных коррозионных оксидов является оксид железа или ржавчина.

Но не все оксиды разъедают основной металл. Например, титан покрыт тонким слоем диоксида титана (TiO2), который фактически защищает подлежащий титан от любого типа коррозии, включая гальваническую, микробную и коррозию под напряжением.
Естественная коррозионная стойкость титана делает его идеальным материалом не только для самолетов, но и для подводных компонентов, подвергающихся воздействию агрессивной морской воды. Судовые гребные винты почти исключительно изготавливаются из титана, равно как и внутренние балластные и трубопроводные системы судов, а также бортовое оборудование, подвергающееся воздействию морской воды.

04 Титан можно имплантировать в любую часть человеческого тела, с головы до ног.

Тонкий слой диоксида титана, защищающий титан от коррозии, также делает его безопасным для имплантации в организм человека. Титан полностью «биосовместим», то есть он не токсичен, не вызывает аллергии или отторжения и даже может сливаться с тканями и костями человека.
Титановые черепные пластины

Титан является отличным хирургическим материалом для костных и суставных имплантатов, пластин черепа, корней зубных имплантатов, искусственных глаз и сережек, сердечных клапанов, спондилодезов и даже стриктур уретры. Исследования показали, что титановые имплантаты заставляют иммунную систему организма выращивать кость непосредственно на поверхности титана — процесс, известный как остеоинтеграция.
Титановые тазобедренные суставы

Титан используется при эндопротезировании тазобедренного сустава и штифтах для переломов из-за его непревзойденного соотношения прочности и веса, что делает человеческие имплантаты легче, а также его эластичности, такой же, как у человеческой кости.

05 Роль титана в спортивном оборудовании

Когда в конце 20-го века цена на чистый титан упала, производители начали находить больше коммерческих применений для этого чудо-металла. Легкий вес и высокая прочность титана сделали его идеальным для производства спортивных товаров.