Analýza trendu vývoja titánu
Trend vývoja titánu
1. V odvetví výroby lietadiel,materiály používané pri výrobe musia byť ľahké a pevné. Vo všeobecnosti sa vyjadruje špecifickou pevnosťou (pomerom pevnosti materiálu k hustote). Čím väčší je pomer, tým lepšie a titán túto požiadavku spĺňa. Špecifická pevnosť titánu je najväčšia spomedzi v súčasnosti používaných materiálov, 3-krát väčšia ako u nehrdzavejúcej ocele a 1,3-krát väčšia ako u hliníkovej zliatiny. Preto je titán v leteckom priemysle materiálom, ktorý je veľmi dôležitý. S rozvojom leteckého priemyslu sa rýchlosť lietadiel zvyšuje a zrýchľuje. Čím vyššia je rýchlosť, tým vyššia je povrchová teplota lietadla spôsobená trením medzi lietadlom a vzduchom. Keď rýchlosť dosiahne 2,2-násobok rýchlosti zvuku, hliníková zliatina už nie je kompetentná a oceľ je príliš ťažká, takže je vyrobená iba zo zliatiny titánu. Niektorí ľudia teda hovoria: Ak nie je výrobným materiálom zliatina titánu, nie je možné vyvinúť nadzvukové lietadlo s rýchlosťou viac ako 2,5-násobkom rýchlosti zvuku.
2. Pri vesmírnych cestách,rýchlosť letu kozmických lodí je oveľa vyššia ako u lietadiel a pracovné prostredie sa viac mení, takže aj požiadavky na materiály sú vyššie a prísnejšie. Napríklad použitie rakety na prepravu kozmickej lode s ľudskou posádkou na Mesiac si vyžaduje proces od vysokej teploty po ultranízku teplotu. Pri návrate na zem prechádza z ultranízkej teploty na vysokú. Keď kozmická loď vstúpi do atmosféry, povrchová teplota kozmickej lode stúpne na 540 stupňov -650 stupňov . Materiály používané na výrobu kozmických lodí sa musia prispôsobiť takýmto drastickým teplotným zmenám a zliatiny titánu môžu tieto požiadavky spĺňať. Pri vesmírnej navigácii môže použitie titánu výrazne znížiť hmotnosť lietadla. Z ekonomického hľadiska môže vďaka zníženiu konštrukčnej hmotnosti ušetriť veľa paliva a zároveň môže výrazne znížiť náklady na konštrukciu a štart rakiet a striel.
3. Odolnosť titánu proti korózii je veľmi silná, najmä jeho odolnosť proti korózii voči morskej vode, ktorá môže byť porovnateľná s platinou. Ktosi raz ponoril titánový kov do morskej vody na štyri a pol roka. Po vytiahnutí bolo pozorované, že takmer nie je skorodovaný a stále si zachoval svoj pôvodný kovový lesk. Preto je titán dobrým materiálom na výrobu lodí. Ako materiál odolný voči korózii je titán od jeho zrodu vysoko cenený všetkými krajinami. Napríklad od roku 1963 do roku 1975 sa v Spojených štátoch množstvo titánu použitého v materiáloch odolných voči korózii zvýšilo 10-krát. Spomedzi titánu používaného v Japonsku sa 90 percent používa na odolnosť proti korózii. Odolnosť titánu proti korózii je 150-krát vyššia ako u nehrdzavejúcej ocele. Titán a kyslík majú silnú väzbovú schopnosť. Keď je titán vystavený vzduchu, na povrchu sa okamžite vytvorí tenký a stabilný oxidový film, ktorý má špeciálnu odolnosť proti korózii. (Ak sa táto vrstva filmu mechanicky poškodí, znovu vytvorí tenký film.) V súčasnosti sa v elektrolyzéroch doma iv zahraničí používa namiesto grafitu titán. V súčasnosti majú niektoré krajiny v zahraničí stanovené, že v jadrových elektrárňach sa musia pre bezpečnosť používať všetky titánové kondenzátory. V tomto ohľade je množstvo použitého titánu značné. Napríklad tepelná elektráreň s výrobnou kapacitou 600,000 KW vyžaduje 60 ton titánu, zatiaľ čo jadrová elektráreň s výrobnou kapacitou 110 kW vyžaduje až 150 ton titánu.
4. Pridanie malého množstva titánu do legovanej ocele môže výrazne zlepšiť výkon ocele a zvýšiť pevnosť, húževnatosť a odolnosť ocele proti korózii.Napríklad naša najbežnejšia 18-8 nehrdzavejúca oceľ obsahuje asi 1 percento titánu. V hydrometalurgii neželezných kovov boli po použití titánu tiež dosiahnuté dobré výsledky. Napríklad pri elektrolytickej výrobe kovového niklu sa namiesto dosiek z nehrdzavejúcej ocele ako základnej dosky použili titánové dosky. Dosky z nehrdzavejúcej ocele sa môžu používať iba približne jeden rok, zatiaľ čo titánové dosky sa môžu používať viac ako 10 rokov a životnosť sa predlžuje 10-krát. Dlhodobé experimenty dokázali, že titán nie je pre ľudský organizmus toxický, nepracuje s ľudskými telesnými sekrétmi, je vhodný na akúkoľvek sterilizačnú metódu a nemá magnetizmus. Preto sa titán používa ako ortopedický materiál a zdravotnícke pomôcky doma aj v zahraničí.
5. Supravodivý materiál je druh materiálu s veľkou perspektívou rozvoja v budúcnosti. Zliatina vyrobená z približne 50 percent titánu a 50 percent nióbu je v súčasnosti najviac skúmaným a používaným supravodivým materiálom.Zliatina nióbu a titánu predstavuje 90 percent z viac ako 100 ton supravodivých materiálov vyrobených ročne v Spojených štátoch. Umelo pripravený titaničitan bárnatý (BaTiO3) má špeciálne vlastnosti, má vysokú dielektrickú konštantu a z neho vyrobený kondenzátor má väčšiu kapacitu. V súčasnosti, hoci je titán 2 až 3-krát drahší ako nehrdzavejúca oceľ, jeho životnosť je vo všeobecnosti viac ako 10-krát vyššia ako životnosť nehrdzavejúcej ocele. To znamená, že použitie titánu je drahšie na jednu investíciu, ale vzhľadom na dlhú dobu používania je to predsa len ekonomické. Očakáva sa, že v blízkej budúcnosti sa titán stane nepostrádateľným kovom v našom každodennom živote rovnako ako oceľ, meď a hliník.
Bohaté zdroje titánu v našej krajine poskytujú vynikajúce podmienky pre rozvoj titánového priemyslu a tiež otvoria jasné vyhliadky na široké uplatnenie titánu v rôznych oblastiach.
