استخدامات التيتانيوم في الطيران والطب والكيمياء والبناء
التيتانيوم معدن قوي وخفيف نسبيًا، عالي مقاومة التآكل ونسبة المتانة إلى الكتلة. ولا تحل سبائكه محل الفولاذ في كل المنتجات، بل تُستخدم حيث تهم الخفة ومقاومة البيئات العدوانية والعمر والتوافق الحيوي. ويُستخدم جزء كبير منه في صورة ثاني أكسيد التيتانيوم، صبغة بيضاء للطلاء والبلاستيك والورق وغيرها.
الخصائص
- مقاومة عالية للتآكل، ومنها ماء البحر وبعض أوساط الكلوريد؛
- نسبة متانة إلى كتلة جيدة؛
- درجة انصهار مرتفعة نسبيًا؛
- العمل في نطاق حراري واسع؛
- تكوين غشاء أكسيد واقٍ؛
- توافق بعض الدرجات والسبائك مع الأنسجة.
ومن قيوده ارتفاع السعر وصعوبة التشغيل واللحام وعدم الجدوى في السلع الرخيصة، ولذلك يُختار بالحساب حين تعوض الخصائص التكلفة.
الدرجات
تُستخدم الدرجات النقية تقنيًا والسبائك. ويُختار النقي حيث تهم اللدونة ومقاومة التآكل، وتضاف الألمنيوم والفاناديوم والموليبدينوم والنيكل وغيرها لرفع المتانة ومقاومة الحرارة والعمل تحت الحمل.
وتؤثر الدرجة في المتانة واللدونة وقابلية اللحام والتآكل وحرارة التشغيل. لذلك تختلف مواد الغرسة والمبادل الحراري وقطعة الطائرة والمثبت والزخرفة ومتطلبات سطحها.
مجالات الاستخدام
- الطيران والفضاء: هيكل الطائرة والمثبتات وأجزاء معدات الهبوط والمحركات والهيدروليك وغيرها من القطع القوية الخفيفة الحرارية؛
- الكيمياء والبتروكيمياء: مبادلات وأنابيب وأجهزة وخزانات وقطع مضخات وصمامات في أوساط التآكل؛
- الطاقة ومعالجة المياه: مكثفات ومبادلات وتبريد وتحلية ومعدات تلامس ماءً مالحًا أو ملوثًا؛
- التقنية البحرية: معدات السفن والمثبتات وقطع المضخات والمبادلات والعناصر العاملة في البحر؛
- الطب وطب الأسنان: غرسات وصفائح وبراغٍ وتركيبات سنية وأدوات جراحية وأطراف؛
- الغذاء: خزانات ومرشحات ومبادلات وأنابيب وقطع تحتاج مقاومة ونظافة؛
- الرياضة والمنزل والزينة: دراجات وساعات وإطارات نظارات وحلي وإلكترونيات وتجهيزات سياحية ورياضية.
في البناء
يُستخدم أقل من الفولاذ والألمنيوم والنحاس، لكنه يفيد في العناصر المهمة والزخرفية: الأسقف والواجهات والكسوة والألواح والمثبتات والأفاريز والأعمدة والعناصر الخارجية طويلة العمر.
أسباب استخدامه مقاومة التآكل والعمر وخفة الكتلة نسبيًا والجو. وبسبب السعر يُستخدم انتقائيًا للمباني التي تتطلب عمرًا أو مظهرًا أو بيئة عدوانية.
اعتبارات الاختيار
لا يُختار بالاسم وحده. فتهم الدرجة وحالة التوريد وشكل المنتج والسطح واللحام والحرارة والوسط والمتانة. ويختلف العمل في البحر والجهاز الكيميائي والغرسة والواجهة، لذلك يكون الاختيار وفق المعايير والمشروع والتوصيات.
مواد مرتبطة
الأسئلة الشائعة
أين يُستخدم التيتانيوم غالبًا؟
في الطيران والفضاء والكيمياء والبحر والطب والطاقة وبعض العمارة، حيث تهم خفة الوزن ومقاومة التآكل والمتانة والعمر.
لماذا يُستخدم في الغرسات؟
يقاوم التيتانيوم وبعض سبائكه التآكل ويتوافق عادةً مع أنسجة الجسم، لكن الغرسات تستخدم مواد ومنتجات مطابقة للمعايير الطبية لا أي نوع.
لماذا لا يحل محل الفولاذ في كل مكان؟
خامه وتشغيله أغلى ولحامه أصعب ولا يحقق دائمًا فائدة اقتصادية، لذلك يُستخدم حين تبرر خصائصه التكلفة.