Tytan jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 22 w układzie okresowym. Jest to element podgrupy czwartego okresu, czyli flaga IVB. Oprócz tytanu ta grupa pierwiastków obejmuje również cyrkon i hafn. Jego wspólną cechą jest to, że ma wysoką temperaturę topnienia i znajduje się na powierzchni w temperaturze pokojowej. Powstaje stabilny film tlenkowy.
Dziesięć cech tytanu
(1) Niska gęstość, wysoka wytrzymałość i wysoka wytrzymałość właściwa
(2) Doskonała odporność na korozję
Pasywacja tytanu zależy od obecności filmu tlenkowego, a jego odporność na korozję w ośrodku utleniającym jest znacznie lepsza niż w medium redukującym.
(3) Dobra odporność na ciepło
Tytan ma dobrą odporność na ciepło i jest stosowany w dyskach i łopatkach sprężarek silników lotniczych oraz skórze tylnego kadłuba samolotu.
(4) Dobra wydajność w niskich temperaturach
Może być stosowany w silnikach rakietowych na suchy wóz wodorowy i ciekły tlen lub jako pojemniki o bardzo niskiej temperaturze i zbiorniki magazynowe w załogowych statkach kosmicznych.
(5) Niemagnetyczne
Tytan jest niemagnetyczny, jest stosowany w kadłubach okrętów podwodnych i nie spowoduje eksplozji min.
(6) Mała przewodność cieplna
Przewodność cieplna tytanu jest niewielka, z zaledwie 1/5 stali, 1/13 aluminium i 1/25 miedzi. Słaba przewodność cieplna jest wadą tytanu, ale ta cecha tytanu może być wykorzystana w niektórych zastosowaniach.
(7) Niski moduł sprężystości
Moduł sprężystości tytanu stanowi tylko 55% modułu sprężystości stali. W przypadku stosowania jako materiał konstrukcyjny, niski moduł sprężystości jest wadą.
(8) Wytrzymałość na rozciąganie jest bardzo zbliżona do wytrzymałości na rozciąganie
(9) Tytan jest łatwo utleniany w wysokiej temperaturze
Tytan ma silną siłę wiązania z wodorem i tlenem, dlatego należy zwrócić uwagę na zapobieganie utlenianiu i absorpcji wodoru. Spawanie tytanu powinno odbywać się pod ochroną argonową, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Tytanowe rurki i arkusze powinny być poddawane obróbce cieplnej w próżni, a atmosfera mikrooksydacyjna powinna być kontrolowana podczas obróbki cieplnej odkuwek tytanowych.
(10) Niska odporność na tłumienie
Dzwony wykonane są z tytanu i innych materiałów metalowych (miedź, stal) o dokładnie tym samym kształcie i rozmiarze. Jeśli uderzysz w każdy dzwon z tą samą siłą, przekonasz się, że dzwon wykonany z tytanu oscyluje przez długi czas, to znaczy przez Energia podana dzwonowi nie jest łatwo rozpraszana przez uderzenie, więc mówimy, że wydajność tłumienia tytanu jest niska.
Trzy specjalne funkcje tytanu
(1) Funkcja pamięci kształtu
Odnosi się do zdolności stopu Ti-50% Ni (atomowego) do przywrócenia jego pierwotnego kształtu w pewnych warunkach temperaturowych, który nazywa się stopem z pamięcią kształtu.
(2) Funkcja nadprzewodząca
Odnosi się do stopu NbTi. Gdy temperatura spadnie do poziomu bliskiego zeru absolutnemu, drut wykonany ze stopu NbTi straci swoją odporność. Kiedy jakikolwiek duży prąd przechodzi, drut nie nagrzewa się i nie zużywa energii. NbTi nazywany jest materiałem nadprzewodzącym.
(3) Funkcja magazynowania wodoru
Odnosi się do stopu Ti-50% Fe (atomowego), który ma zdolność wchłaniania dużej ilości wodoru. Korzystając z tej funkcji TiFe, wodór może być bezpiecznie przechowywany, to znaczy nie jest konieczne stosowanie stalowych wysokociśnieniowych butli gazowych do przechowywania wodoru. W pewnych warunkach TiFe może również uwalniać wodór, a TiFe nazywany jest materiałem do magazynowania energii.
