Què té d'especial el titani?

El titani és especial a causa de la seva combinació única d'alta resistència-a-pess, excel·lent resistència a la corrosió, biocompatibilitat i alta-resistència a la temperatura. És tan fort com l'acer però considerablement més lleuger, forma una capa d'òxid passiu extremadament estable per a la protecció, no reacciona amb el cos humà per a usos mèdics i manté la seva resistència a altes temperatures. Aquestes propietats el fan molt valuós en indústries com l'aeroespacial, els implants mèdics i els equips esportius.

 

Aquest article us portarà a entendre per què el titani és tan diferent des de molts aspectes, primer de tot, parlem de les diferències en les seves característiques:

Relació d'alta força-a-pes: 

El titani és excepcionalment fort per la seva baixa densitat, el que el fa ideal per a aplicacions on el pes és un factor crític, com ara avions i vehicles d'alt-rendiment.

Excel·lent resistència a la corrosió: 

Forma una capa d'òxid fina i estable (diòxid de titani) que protegeix immediatament el metall subjacent de l'aigua, la sal i molts àcids, i la capa es regenera si es fa malbé.

Biocompatibilitat: 

El titani no és-tòxic i no causa reaccions adverses al cos humà, per la qual cosa s'utilitza àmpliament per a implants mèdics, accessoris dentals i altres dispositius interns.

Rendiment a -alta temperatura: 

Manté la seva força a altes temperatures, a diferència d'altres metalls, tot i que comença a perdre força quan s'escalfa per sobre de 430 graus (806 graus F).

Durabilitat: 

És molt durador i resisteix la fatiga, cosa que li permet suportar cicles d'estrès repetits sense fallar, contribuint a la seva llarga vida útil en entorns difícils.

Per què són importants aquestes propietats

Aeroespacial: 

El pes lleuger i la resistència del titani són crucials per a la fabricació d'avions i naus espacials eficients en combustible{0}.

Indústria mèdica:

La seva biocompatibilitat i resistència a la corrosió són essencials per als implants quirúrgics com els cargols ossis i els reemplaçaments de maluc.

Indústria química: 

La seva excepcional resistència a productes químics agressius el fa ideal per a equips de processament i aplicacions marines.

Articles esportius: 

La combinació de força, lleugeresa i durabilitat el converteix en un material preferit per a equips d'alt rendiment-com ara bicicletes i pals de golf.

Per què el titani és car?
1. Escassetat de mineral de titani i complex procés d'extracció
Encara quetitaniés un dels elements més distribuïts a l'escorça terrestre, existeix majoritàriament en forma de minerals a la natura, i els minerals comuns inclouen el rutil i la ilmenita. El procés d'afinació d'aquests minerals en titani pur és bastant complicat i consumeix-energia. El procés d'extracció principal és el procés Kroll, que consisteix a convertir el mineral de ti en tetraclorur de titani, després reduir-lo amb magnesi per extreure el titani d'esponja i, a continuació, purificar-lo. Aquest procés requereix molt de temps-i requereix un ambient d'alta-temperatura, la qual cosa augmenta els costos de producció.

2. Alta dificultat en el procés de fabricació
La dificultat de processament del ti és molt superior a la d'altres metalls comuns. A causa de l'alt punt de fusió del titani (uns 1668 graus) i la forta reactivitat química, es requereixen equips i processos especials durant la fabricació i el processament per evitar que el titani reaccioni amb elements com l'oxigen i el nitrogen per formar compostos trencadissos. Aquests requisits especials augmenten molt els costos de processament.

 

Composició química de la placa de titani (basada en l'estàndard ASTM B265)

Element	Ti	Fe	C	N	H	O
Gr1 Pure Ti Gr1	Superior o igual al 99,5%	Menor o igual al 0,20%	Menor o igual al 0,08%	Menor o igual al 0,03%	Menor o igual a 0,015%	Menor o igual al 0,18%
Gr2 Pure Ti Gr2	Superior o igual al 99,2%	Inferior o igual al 0,30%	Menor o igual al 0,08%	Menor o igual al 0,03%	Menor o igual a 0,015%	Menor o igual al 0,25%
Aliatge de titani Gr5 (Ti-6Al-4V)	Balanç	Menor o igual al 0,40%	Menor o igual al 0,08%	Menor o igual al 0,05%	Menor o igual a 0,015%	Menor o igual al 0,20%

Propietats mecàniques de la placa de titani

Grau	Resistència a la tracció (MPa)	Límit de rendiment (MPa)	Elongació (%)	Reducció de superfície (%)
Gr1	Major o igual a 240	Major o igual a 170	Major o igual a 24	Major o igual a 30
Gr2	Major o igual a 345	Major o igual a 275	Major o igual a 20	Major o igual a 30
Gr5	Major o igual a 895	Major o igual a 825	Major o igual a 10	Major o igual a 25

 

Propietats físiques de la placa de titani

Propietat	Valor
Densitat	4,51 g/cm³
Punt de fusió	1668 graus
Conductivitat tèrmica	15.6 W/(m·K)
Capacitat calorífica específica	0.523 J/(g·K) 0.523
Mòdul elàstic	105-120 GPa
Duresa (HV)	120-160 (titani pur), superior o igual a 300 (aliatges)
Coeficient d'expansió tèrmica	8.6 × 10⁻⁶ /K

 

Cost:

Gr1 (Ti pur): el més assequible, ideal per a aplicacions bàsiques de resistència a la corrosió.
 

Gr2 (Ti pur): Preu moderat, que ofereix un equilibri de força i resistència a la corrosió.
 

Gr5 (Ti-6Al-4V): ti de qualitat superior amb un rendiment superior però un cost significativament més elevat.

Fes-me saber si estàs buscant els productes de material de titani, li donaria el pressupost i li donaria un preu raonable!