3番目に一般的なチタン金属は何ですか? - ニュース

チタン合金初期の戦略的金属から、化学工学、航空宇宙、スポーツ、アウトドア活動、ヘルスケアなどのさまざまな分野で広く使用される汎用性の高い材料へと進化しました。これらは産業界でますます採用されており、一般大衆にもより広く認識され、受け入れられるようになってきています。

1.「第三の金属」はどこから来たのか？

エンゲルスはかつて「鉄は封建社会の特徴である。すべての文明国はこの時代にそれぞれの英雄時代を経験した。鉄の剣の時代だけでなく、鉄の鋤や鉄の斧の時代でもあった。」と述べた。今日に至るまで、生産量、用途の範囲、事業規模のいずれの点においても、金属業界の紛れもないリーダーであり続けています。

20 世紀初頭以来、アルミニウムの使用はますます普及し、急速に普及し、「20 世紀の金属」と呼ばれるようになりました。明らかに、アルミニウムは、常識的な意味で金属族の中で「第 2 位の座」を占めています。-

過去半世紀にわたって、チタンは再び広く注目を集めるようになりました。{0}科学者らは、チタンの生産量は21世紀までに鉄鋼の生産量を上回り、鉄とアルミニウムに次いで3番目に多く生産される金属になると予測している。このため、チタンは「金属族の第 3 のメンバー」と呼ばれることがあります。

II. 「第3の金属チタン」の用途とは？

1.「スペースメタル」が空へ

一般に、音速の 2 ～ 3 倍を超える速度で飛行する航空機はチタン合金で作られなければなりません。他の金属はチタン合金には適さないからです。-チタンの最も価値のある特性は、その低密度と高強度です。これらの点ではベリリウムをも上回る性能を誇ります。

たとえば、チタンは鉄よりもはるかに強くて靱性がありますが、密度は鉄の半分強にすぎず、錆びません。チタンはアルミニウムよりわずかに重いですが、強度はアルミニウムの3倍であり、耐熱性はアルミニウムをはるかに上回ります。チタンの比強度（強度と密度の比）は、ステンレス鋼の 3.5 倍、アルミニウム合金の 1.3 倍、マグネシウム合金の 1.6 倍です。-現在入手可能なすべての金属材料の中で最高です。

チタン合金は、摂氏 400 ～ 500 度の温度に耐えるだけでなく (この点では、アルミニウム合金やステンレス鋼にははるかに及ばない; アルミニウムは 150 度、ステンレス鋼は 310 度で本来の優れた特性を失います)、さらに氷点下 100 度を超える温度にも耐えることができます。したがって、チタンおよびチタン合金は、航空機、銃器、海軍艦艇などの現代兵器の製造に不可欠な素材となっています。

最新の超音速ジェット機のエンジン、および胴体の防火壁、フレーム、キャノピーは、ほとんどがチタン合金でできています。巨大なジェット旅客機 1 機には 100 万個以上の留め具が使用されており、使用されるチタンの量は数トンから数十トンにも及びます。一部の超音速長距離迎撃機には構造部品の 95% にチタンが使用されており、「チタン航空機」というニックネームが付けられています。これらの「チタン航空機」は頑丈かつ軽量です。大型のチタン製旅客機は、同じ重量の従来の航空機よりも 100 人以上多くの乗客を乗せることができ、時速 3,000 キロメートルを超える速度に達することができますが、アルミニウム合金製の航空機の最高速度は時速 2,400 キロメートルにすぎません。

2. 深海に潜る「シーモスキートドラゴン」チタンの耐食性はステンレスをはるかに上回ります。室温では、チタンはさまざまな強酸や強アルカリの溶液に浸しても無傷です。最も強力な酸-王水-でも害を及ぼすことはできません。チタンの海水に対する耐性は特に顕著で、有名なプラチナに匹敵します。かつて誰かがチタンの板を海底に沈めました。 5年後に回収されたとき、それは小さな海洋動物や海藻で覆われていましたが、錆びの痕跡は見られず、以前と同じように輝いていました。

チタンは耐食性があるため、化学産業で頻繁に使用されています。{0}以前は、熱硝酸を含む化学反応器の部品はステンレス鋼で作られていました。ただし、ステンレス鋼であっても、この強力な腐食剤-熱硝酸-には弱いため、これらのコンポーネントは 6 か月ごとに完全に交換する必要がありました。コンポーネント自体は高価ではありませんでしたが、各交換に関連するコストとダウンタイムによって発生する損失は、部品の価格をはるかに上回りました。現在、チタンはステンレス鋼よりも若干高価ですが、5 年間連続稼働できるため、長期的にははるかに費用対効果が高くなります。-

3. 調和をもたらす「生体適合性」: チタンは医療においてユニークな用途を持っています。チタン合金の弾性率は人骨の弾性率に近いため、人体との親和性が高くなります。骨折の治療にチタンのプレートとネジを使用すると、予期せぬ結果が得られます。骨折した骨をチタン製のプレートとネジで固定すると、数か月後に骨がプレート上とネジのネジ山の中に成長し、新しい筋肉組織がプレートを包み込みます。この「チタンボーン」は本物の骨と同じように機能します。さらに、チタン合金製の歯科用プレートや歯は臨床現場で広く採用されており、チタン合金製の人工心臓、人工弁、人工関節などはいずれも臨床応用で優れた成績を収めています。

4. 知性を備えた「形状-記憶合金」チタンはニッケルと組み合わせて、記憶特性を持つ「形状-記憶合金」を作成することもできます。この特殊合金で作られた車体は、衝突時に変形しても80度以上の熱湯で洗い流すだけで元の形状に戻ります。

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