Analiza trendu rozwojowego tytanu
Trend rozwoju tytanu
1. W przemyśle lotniczym,materiały użyte do produkcji muszą być lekkie i wytrzymałe. Generalnie wyraża się to wytrzymałością właściwą (stosunek wytrzymałości materiału do gęstości). Im większy stosunek, tym lepiej, a tytan spełnia to wymaganie. Wytrzymałość właściwa tytanu jest największa spośród obecnie stosowanych materiałów, 3 razy większa niż stali nierdzewnej i 1,3 razy większa niż stop aluminium. Dlatego w przemyśle lotniczym tytan jest bardzo ważnym materiałem. Wraz z rozwojem przemysłu lotniczego prędkość samolotów rośnie. Im większa prędkość, tym wyższa temperatura powierzchni samolotu spowodowana tarciem między samolotem a powietrzem. Gdy prędkość osiąga 2,2-krotność prędkości dźwięku, stop aluminium nie jest już odpowiedni, a stal jest zbyt ciężka, więc jest wykonana tylko ze stopu tytanu. Niektórzy twierdzą więc, że jeśli nie ma stopu tytanu jako materiału produkcyjnego, niemożliwe jest opracowanie samolotu naddźwiękowego o prędkości ponad 2,5 razy większej od prędkości dźwięku.
2. W podróżach kosmicznychprędkość lotu statków kosmicznych jest znacznie większa niż samolotów, a środowisko pracy zmienia się bardziej, więc wymagania dotyczące materiałów są również wyższe i bardziej rygorystyczne. Na przykład użycie rakiety do transportu załogowego statku kosmicznego na Księżyc wymaga przejścia od wysokiej temperatury do bardzo niskiej temperatury. Po powrocie na ziemię przechodzi od ultra niskiej temperatury do wysokiej temperatury. Kiedy statek kosmiczny wchodzi w atmosferę, temperatura powierzchni statku kosmicznego wzrasta do 540 stopni -650 stopni. Materiały użyte do budowy statków kosmicznych muszą dostosować się do tak drastycznych zmian temperatury, a stopy tytanu mogą spełnić te wymagania. W nawigacji kosmicznej zastosowanie tytanu może znacznie zmniejszyć masę samolotu. Z ekonomicznego punktu widzenia, dzięki zmniejszeniu masy konstrukcyjnej, może zaoszczędzić sporo paliwa, a jednocześnie znacznie obniżyć koszty budowy i odpalania rakiet i pocisków.
3. Odporność na korozję tytanu jest bardzo silna, zwłaszcza jego odporność na korozję w wodzie morskiej, który może być porównywalny z platyną. Ktoś kiedyś zanurzył metaliczny tytan w wodzie morskiej na cztery i pół roku. Po jego wyjęciu zaobserwowano, że prawie nie uległ korozji i nadal zachowuje swój pierwotny metaliczny połysk. Dlatego tytan jest dobrym materiałem do budowy statków. Tytan, jako materiał odporny na korozję, od początku był wysoko ceniony we wszystkich krajach. Na przykład od 1963 do 1975 roku w Stanach Zjednoczonych ilość tytanu stosowanego w materiałach odpornych na korozję wzrosła 10-krotnie. Wśród tytanu używanego w Japonii 90 procent jest wykorzystywane do odporności na korozję. Odporność na korozję tytanu jest 150 razy wyższa niż stali nierdzewnej. Tytan i tlen mają silne właściwości wiążące. Gdy tytan jest wystawiony na działanie powietrza, na powierzchni natychmiast tworzy się cienka i stabilna warstwa tlenku, która ma szczególną odporność na korozję. (Jeśli ta warstwa folii zostanie uszkodzona mechanicznie, uformuje ponownie cienką warstwę.) Obecnie w elektrolizerach w kraju i za granicą zamiast grafitu stosuje się tytan. Obecnie niektóre kraje za granicą zastrzegają, że w elektrowniach jądrowych ze względów bezpieczeństwa należy stosować wszystkie kondensatory tytanowe. Pod tym względem ilość użytego tytanu jest znaczna. Np. elektrownia cieplna o mocy wytwórczej 600,000KW wymaga 60 ton tytanu, natomiast elektrownia jądrowa o mocy wytwórczej 110 KW wymaga aż 150 ton tytanu.
4. Dodanie niewielkiej ilości tytanu do stali stopowej może znacznie poprawić wydajność stali oraz zwiększyć wytrzymałość, wytrzymałość i odporność na korozję stali.Na przykład nasza najpopularniejsza stal nierdzewna 18-8 zawiera około 1 procent tytanu. W hydrometalurgii metali nieżelaznych po zastosowaniu tytanu uzyskano również dobre wyniki. Na przykład w elektrolitycznej produkcji metalicznego niklu jako płytkę macierzystą zastosowano płytki tytanowe zamiast płyt ze stali nierdzewnej. Płyty ze stali nierdzewnej mogą być używane tylko przez około rok, podczas gdy płyty tytanowe mogą być używane przez ponad 10 lat, a ich żywotność wydłuża się dziesięciokrotnie. Wieloletnie eksperymenty dowiodły, że tytan nie jest toksyczny dla ludzkiego organizmu, nie działa z wydzielinami ludzkiego organizmu, nadaje się do każdej metody sterylizacji i nie ma magnetyzmu. Dlatego tytan znalazł zastosowanie jako materiały ortopedyczne i wyroby medyczne w kraju i za granicą.
5. Materiał nadprzewodzący to rodzaj materiału o wielkich perspektywach rozwoju w przyszłości. Stop wykonany z około 50% tytanu i 50% niobu jest obecnie najczęściej badanym i używanym materiałem nadprzewodzącym.Stop niobu i tytanu stanowi 90 procent ponad 100 ton materiałów nadprzewodzących produkowanych rocznie w Stanach Zjednoczonych. Sztucznie przygotowany tytanian baru (BaTiO3) ma szczególne właściwości, ma wysoką stałą dielektryczną, a wykonany z niego kondensator ma większą pojemność. Obecnie, chociaż tytan jest 2 do 3 razy droższy niż stal nierdzewna, jego żywotność jest na ogół ponad 10 razy dłuższa niż stali nierdzewnej. Oznacza to, że użycie tytanu jest droższe w przypadku jednej inwestycji, ale ze względu na długi czas użytkowania jest mimo wszystko nadal opłacalne. Oczekuje się, że w niedalekiej przyszłości tytan stanie się niezbędnym metalem w naszym codziennym życiu, podobnie jak stal, miedź i aluminium.
Bogate zasoby tytanu w naszym kraju zapewniają doskonałe warunki dla rozwoju przemysłu tytanowego, a także otwierają jasne perspektywy dla szerokiego zastosowania tytanu w różnych dziedzinach.
