التيتانيوم أقوى من الألمنيوم وأخف من الفولاذ، وله خصائص فريدة مكنت من استخدامه في مجموعة من الصناعات المختلفة مثل الدفاع والطب.
خصائص التيتانيوم
ما الذي يجعل التيتانيوم مميزًا جدًا؟ فيما يلي بعض الخصائص التي تجعل التيتانيوم يتفوق بشكل طبيعي على البدائل الأكثر شيوعًا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم، إذ يعتبر أقوى بمرتين من الألمنيوم وأخف بنسبة 45٪ من الفولاذ بقوة مماثلة.
مقاومة التآكل
تسمح مقاومة التيتانيوم الطبيعية للتآكل بالتطبيقات في البيئات القاسية، بما في ذلك تحت مياه البحر.
الوفرة
التيتانيوم هو العنصر التاسع ضمن الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، ويمكن العثور عليه في جميع الصخور والرواسب تقريبًا.
التوافق الحيوي
خمول التيتانيوم داخل جسم الإنسان يجعله متوافقًا حيويًا، ومناسبًا للزراعة الطبية، وتحديدًا وزراعة الأسنان للبشر.
مقاومة درجات الحرارة
التيتانيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 1.670 درجة مئوية ويمكنه تحمل درجات حرارة أعلى وأقل من الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم.
تستخدم العديد من الصناعات خصائص التيتانيوم الفريدة بطرق مختلفة، بينما يعتمد البعض عليه لمقاومته الطبيعية للتآكل، يستفيد البعض الآخر من قوته العالية ووزنه الخفيف.
لماذا لا نتوسع في استخدامه؟
على الرغم من خصائصه الفائقة وتفوقه الطبيعي على المعادن الأخرى، فإن التيتانيوم ليس منتشرًا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى ارتفاع تكاليف إنتاجه، إذ يعد إنتاج التيتانيوم صعبًا ومكلفًا.
ومع انخفاض تكلفة الإنتاج الاقتصادية والبيئية، يمكن أن تنتشر تطبيقات التيتانيوم إلى ما هو أبعد من الاستخدامات الحالية عالية الأداء، مما قد يسمح لها بتحدي الأسواق الضخمة للفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم.
استخدامات التيتانيوم
بعد استخراج التيتانيوم وتنقيته من الأرض، يتم استهلاكه بشكل أساسي في شكلين، يتم استهلاك معظمها، حوالي 95٪ في الولايات المتحدة، على شكل ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2). TiO2 هو صبغة بيضاء ناصعة تستخدم في كل شيء من الدهانات إلى ملونات الطعام ومستحضرات التجميل.
بينما يتم استهلاك الـ 5٪ المتبقية من التيتانيوم في شكله المعدني مع استخدامات متخصصة للغاية تجعله أيضًا معدنًا مهمًا للأمن القومي.
الفضاء
إن قوة التيتانيوم العالية ووزنه المنخفض نسبيًا تجعله مناسبًا لجسم الطائرة (هياكل الطائرات) مع الألومنيوم، كما يستخدم التيتانيوم في المحركات المروحية لمقاومتها لدرجة الحرارة.
الدفاع
تستفيد السفن والغواصات البحرية من مقاومة التيتانيوم التي لا مثيل لها للتآكل تحت الماء، وغالبًا ما تكون المركبات الأرضية مثل الدبابات مطلية جزئيًا بأجزاء من التيتانيوم، بالإضافة إلى ذلك يتم تصنيع العديد من الطائرات العسكرية الأمريكية بكميات كبيرة من سبائك التيتانيوم.
الغرسات الطبية والأطراف الصناعية
التوافق الحيوي للتيتانيوم يجعله مفيدًا بشكل خاص للأجزاء الاصطناعية مثل المفاصل الاصطناعية، وتركيبات العمود الفقري، وزراعة الأسنان.
محطات تحلية مياه البحر
يستخدم التيتانيوم في الأنابيب والصمامات في محطات تحلية مياه البحر بسبب مقاومته الطبيعية للتآكل.
الطاقة النظيفة
تستخدم بطاريات تيتانات الليثيوم، الموجودة في بعض المركبات الكهربائية، التيتانيوم للسماح بإعادة الشحن بشكل أسرع، بالإضافة إلى ذلك، يستخدم التيتانيوم أيضًا في محطات الطاقة الحرارية الأرضية للتعامل مع الحرارة المرتفعة والضغط من توليد الطاقة.
قائمة ناشيونال جيوغرافيك لأفضل وجهات السفر 2023
أهم أخبار العالم اليوم.. تحذير ثلاثي لكوريا الشمالية والبيض الأبيض قلق من الانتخابات النصفية
