Låser op for videnskaben om magiske metaller

"Titanium, opkaldt efter giganten Titan i græsk mytologi, er det stærkeste metal på jorden. Du har sikkert hørt om titanium på et tidspunkt i dit liv, og selvom det er dyrt i forhold til, hvad det er i dag, er det ikke et sjældent metal - det er bare dyrt at mine og producere.

Du kender måske til kunstige led, golfkøller eller ubåde lavet af titanium, men vidste du, at titanium også findes i hvid kagefrosting? Nå, her er en interessant historie om dette berømte hårde metal!

01Dette "guddommelige" metal blev først smedet i det 20. århundrede.

Så tidligt som i 1791 fandt en amatør engelsk mineralog og kirkeminister, William Gregor, noget mærkeligt sort sand i en å nær byen Cornwall. Noget af dette sorte sand var magnetisk, hvilket Gregor konkluderede var jernoxid, men det andet stof var et mysterium. Selvfølgelig må det have været en anden oxid, men det stod ikke i lærebøgerne i Royal Geological Society på det tidspunkt.
Titaniumoxid pulver

I 1795 genopdagede den tyske kemiker Martin Heinrich Klaproth dette mærkelige oxid og kaldte det titaniumoxid efter de præ-olympiske guder i græsk mytologi. Selvom rent titanium blev opdaget i slutningen af ​​det 18. århundrede, var det først i 1910, at Matthew Hunt, en kemiker hos General Electric i USA, var i stand til at isolere det fra dets oxid, og i 1910 fandt Hunt ud af, hvordan man fjern det sølvfarvede metal fra dets oxid ved høje temperaturer og tryk i en forseglet "bombe".

02 Det er det letteste, stærkeste metal på Jorden.

Rent titanium har det højeste styrke-til-vægt-forhold af noget metal på Jorden. Den er stærk som stål, men 45 % lettere.
Titanium armaturer

Dette ekstraordinære styrke-til-vægt-forhold har gjort titanium og titanlegeringer (blandinger af titanium og andre metaller) til det foretrukne materiale til flymotorer og flykroppe, raketter, missiler og endda rumfartøjer. I moderne industri skal alt udstyr, der ikke kan undvære metaldele, være forsynet med materialer, der er så hårdføre og lette som muligt.
Titanium motorblade

For eksempel indeholder Airbus A380, verdens største passagerjetfly, op til 77 tons titanium i sit skrog. Det meste er i dens enorme motorer. Takket være en innovativ metallurgisk teknik fra 1930'erne kaldet Knox-processen, begyndte den kommercielle smedning af titanium i 1940'erne og 1950'erne. Det blev først brugt i militærfly og ubåde (hovedsageligt i USA og Rusland), og derefter, i 1960'erne, i kommercielle fly.

03 Titanium er mere modstandsdygtigt over for korrosion

Korrosion er en elektrokemisk proces, der langsomt ødelægger de fleste metaller over tid. Når metaller udsættes for ilt, enten i luften eller under vandet, fanger ilten elektroner og producerer det, vi kalder "oxider" af metallet. Et almindeligt ætsende oxid er jernoxid eller rust.

Men ikke alle oxider korroderer det underliggende metal. For eksempel er titanium dækket med et tyndt lag titaniumdioxid (TiO2), som faktisk beskytter det underliggende titanium mod enhver form for korrosion, herunder galvanisk, mikrobiel og spændingskorrosion.
Titaniums naturlige korrosionsbestandighed gør det til et ideelt materiale ikke kun til fly, men også til undersøiske komponenter udsat for stærkt korrosivt havvand. Skibspropeller er næsten udelukkende lavet af titanium, ligesom skibes interne ballast- og rørsystemer og ombord hardware udsat for havvand.

04 Titanium kan implanteres i alle dele af den menneskelige krop, fra top til tå.

Det tynde lag af titaniumdioxid, der beskytter titanium mod korrosion, gør det også sikkert for implantation i den menneskelige krop. Titanium er fuldstændig "biokompatibelt", hvilket betyder, at det er ugiftigt, forårsager ikke allergi eller afstødning og kan endda smelte sammen med menneskeligt væv og knogler.
Titanium kraniale plader

Titanium er et fremragende kirurgisk materiale til knogle- og ledimplantater, kranieplader, tandimplantatrødder, kunstige øjne og øreringe, hjerteklapper, spinalfusioner og endda urinrørsforsnævringer. Undersøgelser har vist, at titaniumimplantater får kroppens immunsystem til at vokse knogle direkte på overfladen af ​​titanium, en proces kendt som osseointegration.
Titanium hofteled

Titanium bruges til hofteproteser og brudstifter på grund af dets uovertrufne styrke-til-vægt-forhold, som gør menneskelige implantater lettere, og dets elasticitet, som er den samme som menneskelige knogler.

05 Titaniums rolle i sportsudstyr

Da prisen på rent titanium faldt i slutningen af ​​det 20. århundrede, begyndte producenterne at finde flere kommercielle anvendelser for dette vidundermetal. Titaniums lette vægt og høje styrke gjorde den ideel til fremstilling af sportsartikler.