Отключване на науката за магическите метали

„Титанът, кръстен на гигантския Титан в гръцката митология, е най-здравият метал на земята. Вероятно сте чували за титан в някакъв момент от живота си и въпреки че е скъп за това, което е днес, това не е рядък метал – той е просто е скъпо за добив и производство.

Може би знаете за изкуствени стави, стикове за голф или подводници, направени от титан, но знаехте ли, че титанът се намира и в бялата глазура за торти? Е, ето една интересна история за този прословуто здрав метал!

01 Този "божествен" метал не е бил изкован до 20 век.

Още през 1791 г. любител английски минералог и църковен служител, Уилям Грегър, открива странен черен пясък в поток близо до град Корнуол. Част от този черен пясък беше магнитен, което Грегор заключи, че е железен оксид, но другото вещество беше мистерия. Разбира се, трябва да е бил друг оксид, но го нямаше в учебниците на Кралското геоложко дружество по онова време.
Прах от титанов оксид

През 1795 г. немският химик Мартин Хайнрих Клапрот преоткрива този странен оксид и го нарича титанов оксид на името на предолимпийските богове от гръцката митология. Въпреки че чистият титан е открит в края на 18-ти век, едва през 1910 г. Матю Хънт, химик в General Electric в САЩ, успява да го изолира от неговия оксид, а през 1910 г. Хънт измисля как да отделете сребристия метал от неговия оксид при високи температури и налягания в запечатана "бомба".

02 Това е най-лекият и най-здравият метал на Земята.

Чистият титан има най-високото съотношение якост към тегло от всички метали на Земята. Той е здрав като стомана, но с 45% по-лек.
Титаниеви тела

Това изключително съотношение на якост към тегло направи титана и титановите сплави (смеси от титан и други метали) избрания материал за двигатели и фюзелажи на самолети, ракети, ракети и дори космически кораби. В съвременната индустрия всяко оборудване, което не може без метални части, трябва да бъде снабдено с материали, които са възможно най-здрави и леки.
Титанови лопатки на двигателя

Например Airbus A380, най-големият пътнически самолет в света, съдържа до 77 тона титан в своя фюзелаж. Повечето от него е в огромните му двигатели. Благодарение на новаторска металургична техника от 30-те години на миналия век, наречена процес на Нокс, търговското коване на титан започва през 40-те и 50-те години на миналия век. За първи път е използван във военни самолети и подводници (главно в САЩ и Русия), а след това, през 60-те години на миналия век, в търговски самолети.

03 Титанът е по-устойчив на корозия

Корозията е електрохимичен процес, който бавно разрушава повечето метали с течение на времето. Когато металите са изложени на кислород във въздуха или под вода, кислородът грабва електрони и произвежда това, което наричаме "оксиди" на метала. Един често срещан корозивен оксид е железният оксид или ръждата.

Но не всички оксиди разяждат основния метал. Например, титанът е покрит с тънък слой титанов диоксид (TiO2), който всъщност защитава титана в основата от всякакъв вид корозия, включително галванична, микробна и стрес корозия.
Естествената устойчивост на корозия на титана го прави идеален материал не само за самолети, но и за подводни компоненти, изложени на силно корозивна морска вода. Корабните витла са направени почти изключително от титан, както и вътрешните баластни и тръбопроводни системи на корабите и бордовото оборудване, изложени на морска вода.

04 Титан може да се имплантира във всяка част на човешкото тяло, от главата до петите.

Тънкият слой титанов диоксид, който предпазва титана от корозия, също го прави безопасен за имплантиране в човешкото тяло. Титанът е напълно "биосъвместим", което означава, че е нетоксичен, не предизвиква алергии или отхвърляне и дори може да се слее с човешка тъкан и кост.
Титанови черепни пластини

Титанът е отличен хирургически материал за костни и ставни импланти, черепни пластини, корени на зъбни импланти, изкуствени очи и обеци, сърдечни клапи, гръбначни сраствания и дори уретрални стриктури. Проучванията показват, че титаниевите импланти задействат имунната система на тялото да расте кост директно върху повърхността на титана, процес, известен като остеоинтеграция.
Титанови тазобедрени стави

Титанът се използва в протези на тазобедрената става и щифтове за фрактури поради ненадминатото съотношение здравина към тегло, което прави човешките импланти по-леки, и неговата еластичност, която е същата като тази на човешката кост.

05 Ролята на титана в спортното оборудване

Тъй като цената на чистия титан падна в края на 20-ти век, производителите започнаха да намират повече търговски приложения за този чуден метал. Лекото тегло и високата якост на титана го правят идеален за производството на спортни стоки.