Wszystko co musisz wiedzieć o tytanie

Tytan jest jednym z najbardziej fascynujących metali, który odgrywa kluczową rolę w nowoczesnym przemyśle i technologii. Dzięki swoim wyjątkowym właściwościom, takim jak niezwykła odporność na korozję, wysoka wytrzymałość i biokompatybilność, tytan znalazł zastosowanie w wielu dziedzinach.

W artykule przybliżymy historię, właściwości oraz omówimy zastosowanie tytanu.

Odkrycie i ewolucja tytanu

Choć tytan zalega w ziemi od tysięcy lat, jego odkrycia dokonano dopiero w 1791 roku. Było ono zasługą angielskiego duchownego i mineraloga Williama Gregora. Interesowały go minerały występujące w Kornwalii (południowy zachód Anglii). Udało mu się wyodrębnić nieznany do tej pory metal. W tym samym roku podobnego odkrycia dokonał chemik z Niemiec, Martin Heinrich Klaproth. Nie wiedział o badaniach Anglika, a uzyskany przez siebie metal nazwał tytanem, odwołując się do olbrzymów z mitologii greckiej. Nazwa przetrwała, choć palmę pierwszeństwa w odkryciu przyznaje się dziś Gregorowi.

Odkrycie Anglika było jeszcze dalekie od tytanu znanego w dzisiejszej postaci. Zauważył on jedynie w strumieniu czarny piasek, który nie wiedzieć czemu dawał się przyciągać magnesowi. Po dokładnym zbadaniu tego piasku Gregor ustalił, że zawiera on tlenek żelaza i jeszcze jakiegoś nieznanego metalu o niespotykanych właściwościach.

Także Klaprothowi nie udało się uzyskać z rudy czystego tytanu. Minęło wiele lat, zanim pochodzący z Nowej Zelandii metalurg Matthew Hunter w 1910 roku uzyskał czystą metaliczną postać poprzez zastosowanie wysokich temperatur. Jego metoda nie przetrwała próby czasu, zastąpiła ją inna, nazywana procesem Krolla, a polegająca na redukcji czterochlorku tytanu magnezem.

Od tamtego czasu tytan znalazł zastosowanie w wielu dziedzinach w tym w przemyśle lotniczym, medycynie, chemii i technologii materiałowej.

Fizyczne i chemiczne właściwości tytanu

Tytan ma ogromną wytrzymałość mechaniczną, a przy tym jest lekki. Ma wysoką temperaturę topnienia i twardość. Jest też niezwykle wytrzymały na rozciąganie.

Nie reaguje na rozcieńczone kwasy ani zasady. Także sól zawarta w morskiej wodzie nie niszczy jego struktur. Co więcej, stały kontakt z tlenem powoduje powstawanie na powierzchniach tytanowych specjalnej warstwy, jeszcze bardziej zwiększającej ich odporność na rdzę.

To wciąż nie wszystko, ponieważ tytan ma także właściwości wybielające i nadające połysk. Szybko więc zainteresowali się nim producenci biżuterii, rozmaitych wyrobów metalowych, przemysł farbiarski, spożywczy, a nawet kosmetyczny.

Tytan ma niski współczynnik przewodzenia ciepła dzięki czemu jest doskonałym materiałem w zastosowaniach wymagających izolacji termicznej.

Charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia 1668 °. Ta właściwość sprawia, że tytan jest niezwykle odporny na ekstremalne warunki cieplne, to czyni go idealnym materiałem do zastosowań wszędzie tam gdzie stabilność w wysokich temperaturach jest kluczowa.

Zastosowanie tytanu w medycynie i stomatologii

Lista zalet tytanu jest długa, zwłaszcza gdy mówimy o jego zastosowaniu w medycynie. Czysty tytan techniczny jest wykorzystywany w implantach i protezach, w tym w endoprotezach stawów, śrubach ortopedycznych oraz sztucznych kończynach. Biokompatybilność jako wykazuje tytan zapewnia minimalne ryzyko „odrzutu” przez organizm. Dzięki temu tytan jest idealnym materiałem do produkcji wszczepów chirurgicznych.

Stomatologia i ortodoncja to dziedziny w których wykorzystuje się tytan w różnych formach, w tym głównie do wytwarzania protez zębowych, łuków ortodontycznych i stentów (niewielkich konstrukcji przywracających drożność naczyniom krwionośnym).

Szerokie zastosowanie tytanu

Tytan znajduje zastosowanie nie tylko w medycynie i stomatologii ale także wielu innych branżach. Jego niezwykła odporność na korozję i wysokie temperatury sprawiają, że tytan jest idealnym materiałem w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Używa się go tam do budowy lekkich i wytrzymałych komponentów.

W medycynie tytan jest ceniony za swoją biokompatybilność co czyni go materiałem z wyboru dla implantów, protez i innych urządzeń wszczepianych w ciele ludzkim. Stopy tytanu wykorzystywane są również w przemyśle chemicznym. Tytan jest stosowany do produkcji sprzętu odpornego na agresywne chemikalia.

Wszechstronność tytanu sprawia, że jest niezastąpiony w wielu nowoczesnych technologiach i rozwiązaniach inżynieryjnych.

Tytan jest używany jako materiał katalityczny w wybranych procesach chemicznych. Ponadto, znajduje zastosowanie w filtrach i membranach do separacji oraz oczyszczania substancji chemicznych, co zwiększa efektywność procesów przemysłowych.

Występowanie tytanu i recykling

Światowe wydobycie tytanu nie jest wielkie, choć metal ten nie należy do najrzadziej występujących. Znajduje się zawsze w rudach innych pierwiastków, nie wyłączając rud żelaza, a jego źródłem geologicznym są skały osadowe i magmowe.

Można go znaleźć w rozmaitych minerałach. Zasoby tytanu na Ziemi oceniane są na ponad 600 mln ton, a więc długo go nie zabraknie, jeśli uwzględnić, że roczna produkcja to zaledwie ok. 90 tys. ton metalu i 4,3 mln ton w postaci dwutlenku.

Metale mają jednak to do siebie, że ich pozyskiwanie z rud zalegających w i na ziemi jest wciąż kosztowne, a zatem opłacalny jest recykling.

Oddawanie tytanu do skupu to praktyka, która przynosi szereg korzyści zarówno w kontekście ochrony środowiska, jak i efektywności ekonomicznej. Jakie elementy możesz oddać na do skupu? Zużyte narzędzia i komponenty, elementy stopów tytanu, stare lub uszkodzone elementy przemysłowe i wiele innych materiałów, które posiadają w składzie ten cenny pierwiastek.