10 خصائص معدن التيتانيوم

التيتانيوم هو معدن انتقالي فضي أبيض مع الرمز الكيميائي Ti والعدد الذري 22. إنه أحد أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض ، ويوجد بشكل أساسي في المعادن مثل الروتيل والإلمينيت.

نظرا لمقاومته الممتازة للتآكل ومقاومته لدرجات الحرارة العالية والتوافق الحيوي ، يلعب التيتانيوم دورا مهما في مختلف المجالات. من الفضاء إلى التطبيقات الطبية ، ومن الهندسة البحرية إلى المنتجات الاستهلاكية المتطورة ، يلبي التيتانيوم المتطلبات المتنوعة والصعبة بخصائصه الفريدة. بعد ذلك ، سوف نتعمق في أهم 10 خصائص للتيتانيوم لفهم أهميته في التكنولوجيا والصناعة الحديثة.

قوة عالية وكثافة منخفضة

يتمتع التيتانيوم بقوة عالية ، ويعزى ذلك في المقام الأول إلى هيكله البلوري (هيكل سداسي معبأ عن قرب). يعمل هذا الهيكل على تشتيت الضغط بشكل فعال تحت القوة ، مما يمنع تشوه المواد. في الوقت نفسه ، تكون ذرات التيتانيوم خفيفة نسبيا ، بكثافة حوالي 57٪ من الفولاذ ، مما يعني أن كتلتها لكل وحدة حجم أصغر.

التطبيقات النموذجية: تستخدم في إطارات الطائرات ، وساريات الأجنحة ، ومكونات المحرك ، وإطارات الدراجات المصنوعة من سبائك التيتانيوم ، مما يوفر كلا من تقليل الوزن ودعم القوة الكافي.

الموصلية الحرارية المنخفضة

يحتوي التيتانيوم على موصلية حرارية منخفضة ، فقط حوالي 1/5 من الفولاذ ، و 1/13 من الألومنيوم ، و 1/25 من النحاس. ويرجع ذلك أساسا إلى هيكلها البلوري السداسي المعبأ وكثافة الإلكترون الحرة المنخفضة ، مما يحد من كفاءة التوصيل الحراري.

التطبيقات النموذجية: في الطائرات والمركبات الفضائية ، غالبا ما يستخدم التيتانيوم في المكونات التي تتطلب عزلا حراريا ، مثل جسم الطائرة وأجزاء المحرك.

مقاومة التآكل

يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل ، مع طبقة أكسيد كثيفة مكونة على سطحه تحمي بشكل فعال ركيزة التيتانيوم من التآكل. التيتانيوم مستقر للغاية في البيئات المؤكسدة والمحايدة والمختزلة بشكل معتدل ، ويمكنه تحمل التآكل من الهواء ومياه البحر ومعظم المحاليل الحمضية والقلوية. ومع ذلك ، فهو حساس للمواد شديدة التآكل مثل حمض الهيدروفلوريك وحمض الهيدروكلوريك المركز وحمض الكبريتيك المركز. يحتوي التيتانيوم أيضا على خصائص الشفاء الذاتي ، حيث يتجدد فيلم الأكسيد بسرعة بعد التآكل.

التيتانيوم أو سبائك التيتانيوم.: Ti الصف 1 ، Ti الصف 2 ، Ti-0.2Pd ، الصف 7 (Ti-0.2Pd) ، Ti-3Al-2.5V.

التطبيقات النموذجية: سفن التفاعل الكيميائي ، المعدات البحرية ، خطوط أنابيب النقل تحت الماء.

مقاومة درجات الحرارة العالية

يمكن أن يحافظ التيتانيوم على قوة عالية ومقاومة للزحف في بيئات درجات الحرارة العالية ، ويرجع ذلك أساسا إلى نقطة انصهاره العالية (1668 درجة مئوية) والاستقرار الهيكلي الممتاز في درجات الحرارة العالية. يعتمد أداء درجة الحرارة العالية للتيتانيوم على عناصر صناعة السبائك في سبائك التيتانيوم ، مثل الألومنيوم والموليبدينوم ، والتي تساعد في الحفاظ على استقرار الهيكل البلوري في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يمنع التشوه الناجم عن الإجهاد الحراري.

السبائك النموذجية: Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si ، Ti-6Al-4V ، Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo ، Ti-5Al-4Cr-4Mo-2Sn-2Zr.

التطبيقات النموذجية: مكونات المحرك للفضاء، وغرف احتراق الصواريخ، والمبادلات الحرارية ذات درجة الحرارة العالية، والمزيد.

مقاومة درجات الحرارة المنخفضة

تشهد بعض سبائك التيتانيوم في الواقع زيادة في القوة في درجات الحرارة المنخفضة ، مع انخفاض طفيف فقط في اللدونة ، ويرجع ذلك أساسا إلى هيكلها البلوري السداسي المعبأ. يحافظ هذا الهيكل على اللدونة والمتانة عند -255 درجة مئوية ، على عكس العديد من المعادن التي تصبح هشة. تسمح هذه الخاصية للتيتانيوم بالاحتفاظ بالخصائص الميكانيكية المستقرة حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية.

السبائك النموذجية: Ti-5Al-2.5Sn ELI ، Ti-6Al-4V ELI.

التطبيقات النموذجية: أجهزة الكشف في أعماق البحار ، والحاويات المبردة لمحركات صواريخ الهيدروجين السائل والأكسجين السائل ، أو المركبات الفضائية المأهولة.

التوافق الحيوي

يتمتع التيتانيوم بتوافق حيوي ممتاز ، مما يسمح له بأن يكون متوافقا مع الأنسجة البشرية دون إثارة تفاعلات الرفض. يخلق فيلم أكسيد التيتانيوم الموجود على سطحه بيئة كيميائية مشابهة للكالسيوم والفوسفور والمكونات الأخرى الموجودة في الأنسجة البشرية ، وهذا هو سبب التوافق الحيوي للتيتانيوم.

السبائك النموذجية: Ti-6Al-7Nb ، Ti الصف 1 ، Ti الصف 2 ، Ti-6Al-4V ELI (الصف 23).

التطبيقات النموذجية: مفاصل الورك الاصطناعية ، ومفاصل الركبة ، ومفاصل الكتف ، ومفاصل الأضلاع ، وعظام الجمجمة ، وصمامات القلب ، ومشابك تثبيت الهيكل العظمي.

غير مغناطيسي

التيتانيوم معدن غير مغناطيسي ، مما يعني أنه لا يتأثر بالمجالات المغناطيسية. ويرجع ذلك إلى هيكلها الإلكتروني الذي يفتقر إلى الخصائص المغناطيسية. لا يفي تكوين الإلكترون الخارجي للتيتانيوم بالشروط المطلوبة لتوليد المغناطيسية ، مما يؤدي إلى استجابة ضعيفة للغاية أو غير موجودة للمجالات المغناطيسية الخارجية.

التطبيقات النموذجية: غالبا ما يستخدم التيتانيوم في معدات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لتجنب التداخل مع المجالات المغناطيسية وفي الأجهزة عالية الدقة حيث يجب الحفاظ على الاستقرار المغناطيسي.

مقاومة قوية للتخميد

يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتخميد ، ويرجع ذلك أساسا إلى هيكله البلوري السداسي المعبأ ، وعامل الاحتكاك الداخلي المنخفض ، والمرونة واللدونة الفائقة ، والتي تمتص الطاقة الاهتزازية وتخفف بشكل فعال.

التطبيقات النموذجية: تستخدم في المكونات الهيكلية للطائرات والمركبات الفضائية ، مثل الأجنحة وأجزاء المحرك والفوهات ، لتقليل الاهتزاز والضوضاء وتعزيز استقرار الطيران.

مقاومة الإشعاع

يتميز معدن التيتانيوم بامتصاص ممتاز للإشعاع المؤين ، مما يحمي بشكل فعال من الإشعاع. يسمح هيكلها الشبكي وكثافتها العالية نسبيا بامتصاص طاقة إشعاعية كبيرة ، مما يقلل من التأثير على البيئة المحيطة.

التطبيقات النموذجية: الحماية من الإشعاع في المفاعلات النووية ، ومواد التدريع في مرافق تخزين النفايات النووية ، ومعدات الحماية في البيئات عالية الإشعاع.

قوة الشد قريبة من قوة الخضوع

تشير خاصية التيتانيوم هذه ، التي تنعكس في نسبة قوة الخضوع العالية (قوة الشد / قوة الخضوع) ، إلى أن التيتانيوم لديه قدرة محدودة على تشوه البلاستيك أثناء التشكيل. نظرا للنسبة العالية لحد إنتاجية التيتانيوم إلى معامل المرونة ، فإنه يظهر ارتدادا كبيرا أثناء التشكيل.

الجدول المرجعي لخصائص التيتانيوم

ما هي المنتجات والخدمات التي يمكن أن تقدمها لك تشالكو؟

بصفتها موردا مشهورا عالميا للمواد المعدنية ، تحتل Chalco أيضا مكانة مهمة في مجال منتجات التيتانيوم والخدمات ذات الصلة. نحن ملتزمون بتوفير حلول التيتانيوم الشاملة لعملائنا ، سواء كان ذلك من توريد المواد إلى خدمات المعالجة ، أو من الدعم الفني للاحتياجات المخصصة. يمكن أن يكون Chalco شريكك الموثوق به.

فئات منتجات التيتانيوم

• شريط التيتانيوم: متوفر بمواصفات مختلفة وأنواع سبائك ، مما يلبي متطلبات القوة العالية ومقاومة التآكل في مجالات الطيران والطبية والكيميائية والهندسة البحرية.
• ألواح التيتانيوم: مناسبة لبناء السفن والمعدات الكيميائية والديكور المعماري. يمكننا المعالجة والتخصيص وفقا لمتطلبات العملاء.
• أنابيب التيتانيوم: تستخدم في المبادلات الحرارية والغرسات الطبية وصناعة الطاقة ، مما يوفر مقاومة ممتازة للأكسدة وأداء في درجات الحرارة العالية.
• أسلاك التيتانيوم: مثالية للحام ، وتصنيع المكونات عالية الدقة ، والتطبيقات الأخرى ، مع توفر خيارات معالجة سطحية متعددة.

التطبيقات النموذجية للمنتجات

تستخدم منتجات وخدمات التيتانيوم من Chalco على نطاق واسع في المجالات التالية:

• الفضاء: تصنيع مكونات فضائية خفيفة الوزن وعالية القوة.
• المجال الطبي: زراعة العظام التيتانيوم والأجهزة الطبية.
• الهندسة الكيميائية والبحرية: تصنيع المعدات المقاومة للتآكل.
• صناعة الطاقة: أنابيب مبادل حراري ، أجزاء معدات الطاقة النووية.

خدمات المعالجة

• القطع الدقيق: استخدام معدات عالية الدقة لضمان أن شكل وأبعاد المواد تلبي متطلبات العملاء.
• المعالجة السطحية: يشمل السفع الرملي والتلميع ومعالجة الأكسدة لتعزيز متانة ومظهر منتجات التيتانيوم.
• المعالجة المخصصة: تصميم منتجات سبائك التيتانيوم وفقا للاحتياجات المحددة للصناعات والتطبيقات المختلفة.

الدعم الفني

• نصيحة اختيار المواد: التوصية بأنسب أنواع سبائك التيتانيوم بناء على سيناريوهات الاستخدام والميزانيات المختلفة.
• إرشادات المعالجة: تقديم إرشادات فنية حول معالجة مواد التيتانيوم واللحام والتجميع لتحسين كفاءة الاستخدام.
• الاستشارات القياسية في الصناعة: ضمان تلبية منتجات التيتانيوم لمعايير الجودة الدولية مثل ASTM و AMS ، مما يوفر للعملاء ضمانا عالي الجودة.