Analiza trenda razvoja titana
Trend razvoja titana
1. U industriji proizvodnje zrakoplova,materijali koji se koriste u proizvodnji moraju biti lagani i jaki. Općenito se izražava specifičnom čvrstoćom (omjerom čvrstoće materijala i gustoće). Što je veći omjer, to bolje, a titan ispunjava ovaj zahtjev. Specifična čvrstoća titana je najveća među trenutno korištenim materijalima, 3 puta veća od nehrđajućeg čelika i 1,3 puta veća od legure aluminija. Stoga je u zrakoplovnoj industriji titan vrlo važan materijal. S razvojem zrakoplovne industrije, brzina zrakoplova je sve veća i veća. Što je brzina veća, to je viša temperatura površine zrakoplova uzrokovana trenjem između zrakoplova i zraka. Kada brzina dosegne 2,2 puta veću od brzine zvuka, aluminijska legura više nije kompetentna, a čelik je pretežak, pa je napravljen samo od legure titana. Tako neki ljudi kažu, ako nema legure titana kao materijala za proizvodnju, nemoguće je razviti nadzvučni zrakoplov s brzinom većom od 2,5 puta brzinom zvuka.
2. U svemirskim putovanjima,brzina letenja svemirskih letjelica je mnogo veća od one zrakoplova, a radno okruženje se više mijenja, pa su i zahtjevi za materijalima veći i stroži. Na primjer, korištenje rakete za transport svemirske letjelice s ljudskom posadom na Mjesec zahtijeva proces od visoke do ultra niske temperature. Pri povratku na tlo prelazi s ultra niske temperature na visoku. Kada letjelica uđe u atmosferu, površinska temperatura letjelice raste na 540 stupnjeva -650 stupnjeva. Materijali koji se koriste za izradu svemirskih letjelica moraju se prilagoditi takvim drastičnim promjenama temperature, a legure titana mogu zadovoljiti te zahtjeve. U svemirskoj navigaciji korištenje titana može uvelike smanjiti težinu zrakoplova. S ekonomskog stajališta, zbog smanjenja konstrukcijske težine, može uštedjeti mnogo goriva, a ujedno može uvelike smanjiti troškove izgradnje i lansiranja raketa i projektila.
3. Otpornost titana na koroziju je vrlo jaka, posebno otpornost na koroziju na morsku vodu, što se može usporediti s platinom. Netko je jednom uronio metal titan u morsku vodu na četiri i pol godine. Nakon vađenja, uočeno je da gotovo nije korodirao i da je još uvijek zadržao svoj izvorni metalni sjaj. Stoga je titan dobar materijal za izradu brodova. Kao materijal otporan na koroziju, titan je od svog rođenja visoko cijenjen u svim zemljama. Na primjer, od 1963. do 1975. u Sjedinjenim Državama količina titana korištenog u materijalima otpornim na koroziju povećala se 10 puta. Među titanom koji se koristi u Japanu, 90 posto se koristi za otpornost na koroziju. Otpornost na koroziju titana je 150 puta veća od otpornosti nehrđajućeg čelika. Titan i kisik imaju snažnu sposobnost vezivanja. Kada je titan izložen zraku, na površini se odmah formira tanak i stabilan oksidni film koji ima posebnu otpornost na koroziju. (Ako se ovaj sloj filma mehanički ošteti, on će ponovno formirati tanak film.) Danas se u elektrolizerima u zemlji i inozemstvu umjesto grafita koristi titan. Trenutačno su neke zemlje u inozemstvu propisale da se u nuklearnim elektranama svi titanski kondenzatori moraju koristiti radi sigurnosti. U tom smislu, količina upotrijebljenog titana je znatna. Primjerice, za termoelektranu s proizvodnim kapacitetom od 600,000 KW potrebno je 60 tona titana, dok je za nuklearnu elektranu s proizvodnim kapacitetom od 110 KW potrebno čak 150 tona titana.
4. Dodavanje male količine titana legiranom čeliku može uvelike poboljšati performanse čelika i povećati čvrstoću, žilavost i otpornost čelika na koroziju.Na primjer, naš najčešći 18-8 nehrđajući čelik sadrži oko 1 posto titana. U hidrometalurgiji obojenih metala, nakon korištenja titana, također su postignuti dobri rezultati. Na primjer, u elektrolitičkoj proizvodnji metalnog nikla, titan ploče su korištene umjesto ploča od nehrđajućeg čelika kao matične ploče. Ploče od nehrđajućeg čelika mogu se koristiti samo oko godinu dana, dok se ploče od titana mogu koristiti više od 10 godina, a vijek trajanja se produljuje 10 puta. Dugogodišnji pokusi dokazali su da titan nije toksičan u ljudskom tijelu, ne djeluje na izlučevine ljudskog tijela, prikladan je za bilo koju metodu sterilizacije i nema magnetizam. Stoga se titan koristi kao ortopedski materijal i medicinski uređaj u zemlji i inozemstvu.
5. Supervodljivi materijal je vrsta materijala s velikim izgledima za razvoj u budućnosti. Legura izrađena od oko 50 posto titana i 50 posto niobija trenutno je najistraženiji i najviše korišteni supravodljivi materijal.Niobij-titan legura čini 90 posto od više od 100 tona supravodljivih materijala proizvedenih godišnje u Sjedinjenim Državama. Umjetno pripremljeni barijev titanat (BaTiO3) ima posebna svojstva, ima visoku dielektričnu konstantu, a kondenzator napravljen od njega ima veći kapacitet. Trenutačno, iako je titan 2 do 3 puta skuplji od nehrđajućeg čelika, njegov životni vijek općenito je više od 10 puta duži od nehrđajućeg čelika. Naime, korištenje titana je skuplje za jednu investiciju, ali je zbog dugog vremena korištenja ipak ekonomično. Očekuje se da će u bliskoj budućnosti titan postati nezamjenjiv metal u našem svakodnevnom životu baš kao i čelik, bakar i aluminij.
Bogati resursi titana u našoj zemlji pružaju vrhunske uvjete za razvoj industrije titana, a također će otvoriti svijetle izglede za široku primjenu titana u raznim područjima.
