Qual è il terzo metallo di titanio più comune? - Novità

Leghe di titaniosi sono evoluti dall'essere un metallo strategico agli esordi fino a diventare un materiale versatile ampiamente utilizzato in vari campi come l'ingegneria chimica, l'aerospaziale, lo sport, le attività all'aperto e la sanità. Vengono sempre più adottati dalle industrie e stanno diventando sempre più ampiamente riconosciuti e accettati dal pubblico.

1. Da dove viene il "terzo metallo"?

Engels una volta disse: "Il ferro è il segno distintivo della società feudale; tutte le nazioni civilizzate durante questo periodo hanno vissuto la propria età eroica: l'età della spada di ferro, ma anche l'età dell'aratro di ferro e dell'ascia di ferro". Ad oggi, in termini di volume di produzione, gamma di applicazioni o portata delle operazioni, rimane il leader indiscusso nell’industria dei metalli.

Dall'inizio del XX secolo l'utilizzo dell'alluminio si è diffuso sempre più, guadagnando rapidamente terreno e guadagnandosi l'appellativo di “metallo del XX secolo”. Chiaramente, l'alluminio occupa il "secondo-posto" nella famiglia dei metalli nel senso comune del termine.

A poco a poco, nell'ultimo mezzo secolo-, il titanio ha nuovamente attirato l'attenzione diffusa. Gli scienziati prevedono che entro il 21° secolo la produzione del titanio supererà quella dell’acciaio, diventando così il terzo metallo più prodotto dopo ferro e alluminio. Per questo motivo il titanio viene spesso definito “il terzo membro della famiglia dei metalli”.

II. Qual è l'uso del "terzo metallo: il titanio"?

1. "Space Metal" prende il volo

In generale, gli aerei che viaggiano a velocità superiori a due o tre volte la velocità del suono devono essere costruiti con leghe di titanio, poiché altri metalli non sono-adatti allo scopo. Le caratteristiche più preziose del titanio sono la bassa densità e l'elevata resistenza; sotto questi aspetti, le sue prestazioni superano anche quelle del berillio.

Ad esempio, il titanio è molto più forte e resistente del ferro, ma la sua densità è solo poco più della metà di quella del ferro e non arrugginisce. Il titanio è leggermente più pesante dell’alluminio, ma tre volte più resistente, e la sua resistenza al calore supera di gran lunga quella dell’alluminio. La resistenza specifica del titanio (il rapporto tra resistenza e densità) è 3,5 volte quella dell'acciaio inossidabile, 1,3 volte quella delle leghe di alluminio e 1,6 volte quella delle leghe di magnesio-la più alta tra tutti i materiali metallici attualmente disponibili.

Le leghe di titanio possono resistere a temperature di 400–500 gradi Celsius (a questo proposito, le leghe di alluminio e l'acciaio inossidabile sono molto inferiori; l'alluminio perde le sue eccellenti proprietà originali a 150 gradi e l'acciaio inossidabile a 310 gradi), oltre a resistere a temperature di oltre 100 gradi sotto zero. Pertanto, il titanio e le leghe di titanio sono diventati materiali indispensabili nella produzione di armi moderne come aerei, armi da fuoco e navi militari.

I motori dei moderni aerei a reazione supersonici, così come i firewall, i telai e le tettoie della fusoliera, sono per lo più realizzati in leghe di titanio. Un singolo aereo di linea gigante contiene oltre un milione di elementi di fissaggio, con la quantità di titanio utilizzata che varia da diverse tonnellate a addirittura decine di tonnellate. Alcuni intercettori supersonici a lungo-raggio utilizzano il titanio per il 95% dei loro componenti strutturali, guadagnandosi il soprannome di "aereo in titanio". Questi "velivoli in titanio" sono robusti e leggeri; un grande aereo passeggeri in titanio può trasportare oltre 100 passeggeri in più rispetto a un aereo convenzionale dello stesso peso e può raggiungere velocità superiori a 3.000 chilometri orari, mentre un aereo in lega di alluminio può raggiungere una velocità massima di soli 2.400 chilometri orari.

2. Il "drago zanzara marina" si tuffa nelle profondità dell'oceano: la resistenza alla corrosione del titanio supera di gran lunga quella dell'acciaio inossidabile. A temperatura ambiente, il titanio può rimanere indenne se immerso in varie soluzioni acide e alcaline forti. Persino l'acido più potente-aqua regia-non può danneggiarlo. La resistenza del titanio all'acqua di mare è particolarmente notevole, rivaleggiando con quella del famoso platino: qualcuno una volta affondò una piastra di titanio sul fondo dell'oceano; quando fu recuperato cinque anni dopo, era ricoperto di piccoli animali marini e alghe, ma non mostrava traccia di ruggine ed era rimasto lucido come sempre.

Poiché il titanio è resistente alla corrosione-, viene spesso utilizzato nell'industria chimica. In passato, i componenti dei reattori chimici contenenti acido nitrico caldo erano realizzati in acciaio inossidabile. Tuttavia, anche l'acciaio inossidabile è vulnerabile a questo potente agente corrosivo-acido nitrico caldo-e questi componenti dovevano essere completamente sostituiti ogni sei mesi. Sebbene i componenti stessi non fossero costosi, i costi associati a ciascuna sostituzione e le perdite subite a causa dei tempi di inattività superavano di gran lunga il prezzo dei componenti. Ora, sebbene il titanio sia leggermente più costoso dell'acciaio inossidabile, può funzionare ininterrottamente per cinque anni, il che lo rende molto più conveniente-nel lungo periodo.

3. La "biocompatibilità" porta armonia: il titanio ha applicazioni uniche in medicina. Il modulo elastico delle leghe di titanio è simile a quello dell'osso umano, rendendole altamente compatibili con il corpo umano. L’uso di placche e viti in titanio per trattare le fratture produce risultati inaspettati. Quando l'osso rotto viene fissato con placche e viti in titanio, dopo alcuni mesi, l'osso crescerà sulle placche e nelle filettature delle viti, e nuovo tessuto muscolare avvolgerà le placche. Questo "osso di titanio" funziona proprio come un vero osso. Inoltre, le placche dentali e i denti in lega di titanio sono stati ampiamente adottati nella pratica clinica, e i cuori, le valvole e le articolazioni artificiali realizzati con leghe di titanio hanno tutti ottenuto risultati eccellenti nelle applicazioni cliniche.

4. Le "leghe a memoria di forma" possiedono intelligenza Il titanio può anche essere combinato con il nichel per creare "leghe a memoria di forma" con proprietà di memoria. Le carrozzerie realizzate con questa lega speciale possono essere riportate alla loro forma originale semplicemente risciacquandole con acqua calda a temperatura superiore a 80 gradi dopo essere state deformate in una collisione.

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