Titanju: Minn Ismijiet Mitoloġiċi għal Metall Industrijali

Identifikazzjoni Bikrija u Diffikultajiet Inizjali

Il-minerali Klaproth eżaminat kien menachanite, miġjub minn Cornwall, l-Ingilterra. Il-kleru Brittaniku u l-ġeologu dilettanti William Gregor kien skopra l-istess element f'minerali identiku bosta snin qabel u ppubblika l-osservazzjonijiet tiegħu. Il-kreditu għall-iskoperta huwa għalhekk maqsum bejn it-tnejn. Gregor irrapportaha l-ewwel; Klaproth ta l-isem.

It-tnejn għarfu li sabu xi ħaġa ġdida. Id-diffikultà kienet f’dak li segwa. It-titanju jirreaġixxi malajr mal-ossiġnu u n-nitroġenu meta jkun espost għal temperaturi għoljin. Tentattivi bikrija biex jiddewweb jew inaqqsu l-metall konsistentement prodott kontaminat, materjal fraġli. Għal aktar minn seklu, it-titanju baqa 'kurżità tal-laboratorju. Is-saħħa tagħha u d-densità baxxa kienu mifhuma, iżda ma kien jeżisti l-ebda metodu prattiku ta 'produzzjoni.

Żvilupp ta' Metodu ta' Produzzjoni Vijabbli

William Justin Kroll, metallurġist-imwieled fil-Lussemburgu bbażat fl-Istati Uniti, solva din il-problema fl-1940. Huwa żviluppa proċess li fih intuża l-manjeżju biex inaqqas it-tetrachloride tat-titanju, neħħi kimikament il-kloru biex jagħti titanju metalliku. Il-metodu kien bil-mod, għali, u talab dħul sostanzjali ta 'enerġija. Madankollu ħadmet, u dan biddel kollox.

L-approċċ ta 'Kroll jibqa' l-pedament tal-produzzjoni tat-titanju sal-lum. Imsejjaħ universalment bħala l-proċess Kroll, ikompli jiddomina l-produzzjoni industrijali ta 'sponża tat-titanju - il-forma intermedja li sussegwentement tiġi mdewba, raffinata u fabbrikata fi pjanċa, bar, wajer, tubu u folja.

Il-kuntest storiku aċċellera l-adozzjoni. It-Tieni Gwerra Dinjija u l-perjodu bikri tal-Gwerra Bierda ġġeneraw domanda qawwija għal materjali li jgħaqqdu saħħa għolja, piż baxx, u reżistenza għal ambjenti operazzjonali estremi - partikolarment ġewwa magni bil-ġett u ajruplani. It-titanju issodisfa dawn ir-rekwiżiti. L-investiment militari tal-Istati Uniti mexxa l-iskala tal-produzzjoni matul is-snin ħamsin.

Espansjoni Lil hinn mill-Ajruspazju

L-ajruspazju pprovda l-ewwel applikazzjoni industrijali ewlenija tat-titanju. L-ajruplan tat-tkixxif Lockheed A-12, predeċessur tal-SR-71 Blackbird, kien fost l-ewwel disinni li jinkorpora t-titanju b'mod estensiv fil-qafas tal-ajru tiegħu. L-SR-71 innifsu kien mibni madwar 85% minn liga tat-titanju. Din kienet ħtieġa strutturali: fil-veloċità operattiva, il-frizzjoni aerodinamika saħħnet il-ġilda tal-inġenju tal-ajru lil hinn minn 300 grad.

Adozzjoni sussegwenti estiża għall-ipproċessar kimiku - fejn ir-reżistenza għall-korrużjoni tat-titanju wriet ta' valur kbir - ġenerazzjoni tal-enerġija, desalinizzazzjoni, u manifattura ta' impjanti mediċi. Il-metall huwa bijokompatibbli; il-ġisem tal-bniedem tipikament ma jirrifjutax jew jirreaġixxi ħażin għal impjanti tat-titanju. Segwew applikazzjonijiet tal-konsumaturi, inkluż tagħmir sportiv u ġojjellerija.

Iċ-Ċina daħlet fis-settur tat-titanju aktar tard iżda espandiet malajr. Baoji, li jinsab fil-Provinċja ta 'Shaanxi, ħareġ bħala ċ-ċentru tal-produzzjoni nazzjonali mis-sittinijiet 'il quddiem. Fil-preżent, iċ-Ċina tammonta għal aktar minn nofs il-produzzjoni globali tat-titanju, u l-bażi industrijali ta 'Baoji tibqa' marbuta mill-qrib mal-metall.

Status kurrenti u Outlook

It-titanju m'għadux il-kurżità mhux prattika li darba kienet. L-ispejjeż tal-produzzjoni naqsu b'mod konsiderevoli, għalkemm il-proċess Kroll jibqa' intrinsikament ibbażat fuq il-lott-u intensiv fl-enerġija-. Ir-riċerka f'metodi alternattivi - inkluż il-proċess FFC Cambridge u diversi tekniki elettrolitiċi - hija mistennija li tnaqqas l-ispejjeż aktar fis-snin li ġejjin.

Il-vantaġġi fundamentali tat-titanju ma nbidlux. Il-kombinazzjoni tagħha ta 'densità baxxa, saħħa strutturali għolja, reżistenza għall-korrużjoni u bijokompatibilità mhix komuni fost il-metalli. L-ebda materjal sostitut wieħed ma jaqbel ma' dawn il-proprjetajiet kollha simultanjament. Hekk kif l-industriji jkomplu jeħtieġu materjali eħfef, aktar fit-tul, u aktar effiċjenti, l-użu tat-titanju qed ikompli jwessa - li jestendi mill-ajruspazju u l-mediċina għall-arkitettura, l-inġinerija tal-karozzi, l-elettronika għall-konsumatur, u setturi oħra.