In het volgende artikel leer je de basisaspecten van titanium als materiaal. Wat is titanium, waar komt het vandaan, sinds wanneer is het bekend en waar wordt het voor gebruikt? Hoe worden zijn ongelooflijke eigenschappen benut in de techniek en zelfs in de geneeskunde?
Titanium - wat is het? -Ti
Titanium is een natuurlijk materiaal, chemisch symbool Ti - een van de natuurlijke elementen die in de aardkorst voorkomen. Theoretisch is het vrij algemeen, omdat het een van de 10 meest voorkomende elementen in de aardkorst is - maar in de praktijk komt het niet in pure vorm voor. Omdat het vrij reactief is, verbindt het zich met andere elementen en de enige manier om titanium te verkrijgen dat later als materiaal kan worden gebruikt, is door erts te winnen en te zuiveren. Dit is overigens geen eenvoudig proces, waardoor slechts enkele landen gespecialiseerd zijn in de productie van titanium. Het is dus een zeldzaam en duur materiaal, ondanks het veelvuldige voorkomen in de aardkorst.
Niet op voorraad
Sinds wanneer en waarvoor wordt titanium gebruikt?
Als element werd titanium toevallig ontdekt door een Engelse chemicus in 1791, die zwart zand onderzocht dat hij in een rivier in het zuiden van Engeland had gevonden. Hij ontdekte zo een tot dan toe onbekend metaaloxide, waarvan nu bekend is dat het titanium was. Enkele jaren later kreeg het zijn definitieve naam, geïnspireerd door de Titanen uit de Griekse mythologie.
Pas in 1910 slaagde men er voor het eerst in om Ti te isoleren, maar er was nog geen effectieve en goedkope bewerkingsmethode. Daarom was industriële productie niet mogelijk.
De technologieën voor massaproductie van titanium werden pas na de Tweede Wereldoorlog voldoende verfijnd - en pas vanaf de jaren 50 dateert de meer grootschalige productie van titanium. Toen werden ook zijn voordelen erkend, vooral in de luchtvaart, het leger en de langzaam ontwikkelende ruimtevaartindustrie. Titanium blijkt uitzonderlijk stevig, niet-corrosief, duurzaam en toch licht. Al snel zou het tijd worden voor toepassing in de geneeskunde, vooral als niet-afbreekbaar materiaal waarvan zelfs onderdelen voor hartkleppen kunnen worden gemaakt.
Titanium - eigenschappen
Allereerst is de ongelooflijke sterkte belangrijk, vooral tegen corrosie - zelfs onder zeer schadelijke omstandigheden. Hierdoor kan het zelfs worden gebruikt met water met bijvoorbeeld een hoog zoutgehalte of met agressieve zuren.
Naast zijn ongelooflijke sterkte heeft titanium nog een eigenschap die het een voordeel geeft boven staal. De dichtheid is 4,5 g/cm³ - wat betekent dat titanium lichter is dan staal.
Het is ook bestand tegen hoge temperaturen - het smeltpunt is 1668°C. Onder natuurlijke omstandigheden zou het zeer moeilijk zijn om het te smelten of te beschadigen.
Het nadeel van titanium als materiaal is de beperktere beschikbaarheid en de prijs.
Hoe ziet titanium eruit - welke kleur heeft Ti?
Titanium verschilt qua uiterlijk van staal - het is zilverachtig grijs, vaak glanzend, soms bijna muisgrijs. Het is absoluut onmogelijk om Ti te verwarren met stalen onderdelen.
Titanium warmtewisselaars - waarvoor worden ze gebruikt?
In de context van warmtewisselaars is titanium een uiterst belangrijk materiaal geworden voor toepassingen met agressieve media, dus onder omstandigheden waarin roestvrij staal nog steeds te zwak is. Titanium warmtewisselaars worden daarom overal gebruikt waar sprake is van zeer schadelijke media.
In de zwembadtechniek worden ze gebruikt voor het verwarmen van zwembaden met zout water en water waaraan zout is toegevoegd. Ze worden ook gebruikt voor het verwarmen van therapeutische pekelbaden en exclusieve zeewaterzwembaden die we soms in vakantieoorden aantreffen.
Laatste items in voorraad
Niet op voorraad
Waar wordt titanium geproduceerd?
Titanium wordt voornamelijk geproduceerd in landen met grote voorraden van zijn ertsen, vooral ilmeniet en rutiel. Het productieproces van titanium is complex en kostbaar, daarom vindt het plaats in gespecialiseerde fabrieken en moet het land over de juiste technologieën beschikken.
Belangrijkste landen die titaniumerts winnen
- Australië – 's werelds grootste producent van rutiel en ilmeniet
- Zuid-Afrika
- India
- China
- Oekraïne
- Canada
- Noorwegen
Er wordt vermoed dat er zich vrij grote titaniumvoorraden bevinden in het oosten van Polen, wat deels wetenschappelijk is bevestigd. Toch behoort het land voorlopig nog niet tot de wereldmachten op het gebied van titaniumwinning – sommige Poolse afzettingen zijn relatief recente ontdekkingen die nog grondig geologisch onderzoek en een beoordeling van de rendabiliteit van de exploitatie vereisen. Niettemin menen sommige experts dat Polen in de toekomst tot de wereldleiders in de winning van zeldzame metalen zou kunnen behoren.
Landen waar verwerkt en kant-en-klaar titanium wordt geproduceerd
- China – grootste producent van metallisch titanium
- Rusland – grote producent, vooral van titanium voor luchtvaart- en defensietoepassingen
- Japan – gespecialiseerd in de productie van titanium van hoge kwaliteit en zuiverheid. In veel kringen, vooral medische, wordt titanium uit Japan als het beste beschouwd
- Verenigde Staten
- Kazachstan
- Polen
Zoals te zien is, zijn de landen die titaniumerts winnen niet altijd dezelfde landen die het kunnen verwerken en op de markt brengen in een kant-en-klare vorm. Het raffinageproces van Ti is vrij moeilijk, omdat titanium gemakkelijk reageert met zuurstof en het in een zuurstofloze atmosfeer moet worden verwerkt, bijvoorbeeld via het Kroll-proces. Dit maakt de productie duurder dan bijvoorbeeld ijzersmelting - en dit maakt titanium een van de duurste materialen, vaak 2-3 keer duurder dan staal.
BLOG:
laat een reactie achter