Titaanin käyttökohteet: ilmailu, lääketiede, kemia ja rakentaminen

Titaani on luja ja suhteellisen kevyt metalli, jolla on hyvä korroosionkestävyys ja lujuus-painosuhde. Metalliseoksina sitä ei käytetä teräksen korvikkeena kaikissa tuotteissa, vaan kohteissa, joissa tarvitaan pientä painoa, aggressiivisten ympäristöjen kestävyyttä, pitkäikäisyyttä ja biologista yhteensopivuutta. Merkittävä osa tuotetusta titaanista käytetään kuitenkin rakennemetallin sijasta titaanidioksidina eli maalien, muovien, paperin ja muiden materiaalien valkoisena pigmenttinä.

Titaanin ominaisuudet

Titaanin tärkeitä ominaisuuksia ovat:

• hyvä korroosionkestävyys, myös merivedessä ja tietyissä kloridiympäristöissä;
• hyvä lujuus-painosuhde;
• suhteellisen korkea sulamislämpötila;
• toimintakyky laajalla lämpötila-alueella;
• kyky muodostaa pinnalle suojaava oksidikalvo;
• tiettyjen laatujen ja seosten hyvä yhteensopivuus elimistön kudosten kanssa.

Titaanilla on myös rajoitteita. Se on tavallisia rakenneteräksiä kalliimpaa, vaikeammin työstettävää ja hitsattavaa, eikä se ole usein taloudellisesti perusteltu yleisissä edullisissa tuotteissa. Siksi titaanin käyttökohde valitaan laskelman perusteella: sitä käytetään siellä, missä materiaalin ominaisuudet todella korvaavat kustannukset.

Titaanilaadut

Teollisuudessa käytetään teknisesti puhdasta titaania ja titaaniseoksia. Teknisesti puhtaat laadut valitaan kohteisiin, joissa plastisuus ja korroosionkestävyys ovat erityisen tärkeitä. Alumiinia, vanadiinia, molybdeenia, nikkeliä ja muita alkuaineita sisältäviä seoksia käytetään lujuuden, kuumankestävyyden tai kuormituksensiedon parantamiseen.

Titaanilaatu vaikuttaa lujuuteen, plastisuuteen, hitsattavuuteen, korroosionkestävyyteen ja sallittuun käyttölämpötilaan. Siksi lääketieteelliseen implanttiin, lämmönvaihtimeen, lentokoneen osaan, kiinnikkeeseen tai koriste-esineeseen valitaan eri materiaalit ja pinnanlaatuvaatimukset.

Titaanin käyttökohteet

Titaania ja sen seoksia käytetään useilla suurilla aloilla:

• ilmailu ja avaruustekniikka – lentorungon osat, kiinnikkeet, laskutelineiden osat, moottoriyksiköt, hydraulijärjestelmät ja muut osat, joissa tarvitaan lujuutta, pientä painoa ja kuumankestävyyttä;
• kemian- ja petrokemianteollisuus – syövyttävissä ympäristöissä toimivat lämmönvaihtimet, putket, laitteet, säiliöt, pumppujen osat ja venttiilit;
• energia ja vedenkäsittely – lauhduttimet, lämmönvaihtimet, jäähdytysjärjestelmät, suolanpoistolaitokset ja suolaisen tai saastuneen veden kanssa kosketuksiin joutuvat laitteet;
• meritekniikka – laivalaitteet, kiinnikkeet, pumppujen osat, lämmönvaihtimet ja merivedessä toimivat komponentit;
• lääketiede ja hammaslääketiede – implantit, levyt, ruuvit, hammashoidon rakenteet, kirurgiset instrumentit ja proteesiosat;
• elintarviketeollisuus – säiliöt, suodattimet, lämmönvaihtimet, putket ja yksittäiset laiteosat, joissa tarvitaan korroosionkestävyyttä ja hygieenistä luotettavuutta;
• urheilu-, koti- ja koriste-esineet – polkupyörät, kellot, silmälasien kehykset, korut, elektroniikan osat sekä retkeily- ja urheiluvälineet.

Titaanin käyttö rakentamisessa

Rakentamisessa titaania käytetään terästä, alumiinia ja kuparia harvemmin, mutta siitä voi olla hyötyä vaativissa ja koristeellisissa osissa. Sitä käytetään katto- ja julkisivuosiin, verhouksiin, koristepaneeleihin, kiinnikkeisiin, räystäisiin, pilareihin ja ulkoilmassa pitkäaikaisesti toimiviin osiin.

Titaanin käytön tärkeimmät syyt rakentamisessa ovat korroosionkestävyys, pitkäikäisyys, suhteellisen pieni massa ja säänkestävyys. Hinnan vuoksi sitä käytetään kuitenkin harkitusti rakennuksissa, joiden käyttöiälle, ulkonäölle tai aggressiivisessa ympäristössä toimimiselle asetetaan suuria vaatimuksia.

Mitä titaania valittaessa on otettava huomioon

Titaania ei voi valita pelkästään materiaalin nimen perusteella. Käytännössä merkitystä on laadulla, toimitustilalla, tuotetyypillä, pinnanlaadulla, hitsausolosuhteilla, käyttölämpötilalla, kosketusympäristöllä ja lujuusvaatimuksilla. Materiaali toimii eri tavoin merivedessä, kemiallisessa laitteessa, lääkinnällisessä tuotteessa ja julkisivupaneelissa, joten lopullinen valinta tehdään standardien, suunnitelman ja valmistajan suositusten mukaan.

Aiheeseen liittyvät materiaalit

• Titaanimagnetiittimalmin paino