Titanyum, 1791 yılında İngiliz mineralog ve mineralog William Gregor tarafından keşfedildi. Gregor, İngiltere'nin Cornwall bölgesindeki manyetik cevher kumlarını analiz etti ve ilkmeniti ayırdı.
Dört yıl sonra, 1795'te Macaristan'dan elde edilen rutilden, Alman kimyager Martin Heinri Klaproth titanyum oksidi izole etti ve bu yeni elemente Titanyum adını verdi.
Metalik titanyum ilk kez 1910 yılında Matthew A. Hunter tarafından Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde TiCl4'ü sodyumla ısıtarak elde edildi.
1932'de Lüksemburg'lu kimyager Wilhelm Justin Kroll, büyük miktarda titanyum elde etmek için TiCl4 ve Na kullandı. II. Dünya Savaşı'nın başlarında, ABD Maden Bürosu'nda titanyumun ticari olarak Mg yerine indirgeyici olarak Ca kullanılarak TiCl4'ten elde edilebileceğini kanıtladı. Bu yöntem "Kroll süreci" olarak bilinir ve hâlâ günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum metalinin ilk ticari üretimi 1948'de Amerika Birleşik Devletleri'nde DuPont tarafından yapıldı.
Bugüne kadar Çin, Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve Japonya titanyum ürünleri üretiminde başlıca üreticilerdir ve birlikte küresel titanyum üretiminin %90'ından fazlasını karşılarlar.
1. Titanyumun ve alaşımlarının temel özellikleri
Dürüst olmak gerekirse, Titanyum nadir bir metal değildir; yer kabuğundaki dokuzuncu en bol elementtir ve alüminyum, demir ve magnezyumdan sonra dördüncü en bol yapısal metaldir. Ancak yüksek titanyum içeriğine sahip cevherlerin yer kabuğunda nadiren bulunması ve saf titanyumun hiçbir zaman keşfedilmemiş olması bir talihsizliktir. Saf titanyum metalinin üretimi çok zor olduğundan titanyum her zaman bu kadar 'pahalı' olmuştur. Hatta günümüzde bile titanyum yalnızca parti bazında ve aralıklı olarak üretilebiliyor, diğer yapısal metaller gibi sürekli bir üretim süreci mevcut değil.
Periyodik tablodaki (Şekil 1) 112 bilinen kimyasal element arasında yaklaşık %85'i metal veya metaloiddir. Metalleri sınıflandırmanın çeşitli yolları vardır ve bunlara örnek olarak demirli metaller ve demirsiz metaller, hafif metaller ve ağır metaller verilebilir. Titanyum, demirsiz metal ve hafif metaldir.
Titanyumun atom numarası 22'dir. Standart atomik ağırlığı 47,90, yoğunluğu 4,5 g/cm³ ve erime noktası 1725 °C'ye kadar çıkar. Titanyum dimorf bir allotropudur ve 882,5 °C'nin altındaki sıcaklıklarda sıkı paketlenmiş hekzagonal yapıya sahip α-titanyum, 882,5 °C'nin üzerinde ise merkezi kübik yapıya sahip β-titanyum olur.
Metallerin özellikleri, kristal örgüdeki atomlar arasındaki metalik bağlamaya büyük ölçüde bağlıdır ve bu durum, örgüde serbestçe hareket edebilen değerlik elektronlarının tipik metalik özellikleri, örneğin elektrik iletkenliğini oluşturduğunu ifade eder. Ayrıca kristal kafes içindeki atom kaymalarının neden olduğu plastik deformasyonlarla alaşımlanabilir veya örgüye yabancı atomların katılmasıyla (safsızlık katkılarıyla) değiştirilebilir. Saf titanyuma diğer metal elementlerinin eklenmesi, oda sıcaklığında (veya yüksek sıcaklıklarda) mekanik özellikleri ile korozyon direncini artırmak için yapılan bu işleme titanyum alaşımı denir.
Titanyum ve titanyum alaşımlarının iki dikkat çekici özelliği vardır: yüksek özgül mukavemet ve üstün korozyon direnci.
Özgül Dayanım bir malzemenin dayanıklılığı ile yoğunluğu arasındaki ilişkiyi ölçen bir göstergedir. Genellikle çekme mukavemeti olarak ifade edilen bir malzemenin dayanıklılığının yoğunluğuna oranı olarak tanımlanır. Özgül dayanım, birim kütle başına malzemelerin yük taşıma kapasitesini değerlendirmek için kullanılır ve hafif ve yüksek mukavemetli yapıların tasarımında önemli bir parametredir. Titanyum alaşımları, hafiflikleri ve yüksek Özgül Dayanımlarıyla bilinir ve bu nedenle havacılık endüstrisinde özellikle yaygındır.
Korozyona dayanıklılık bir malzemenin kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonlara karşı direnç göstermesini ifade eder; bu tür reaksiyonlar malzemede bozulmaya, hasara veya yıpranmaya neden olabilir. Korozyon direnci, özellikle zorlu ortamlara veya korozyon oluşturucu maddelere maruz kalması gereken uygulamalarda malzeme bilimi açısından çok önemli bir özelliktir. Titanyum alaşımının korozyon direnci, yüzeyinde yoğun, kendini onarabilen bir oksit ince film oluşturabilmesine dayanır. Bu pasivasyon filmi, titanyum alaşımlarına paslanmaz çeliğe göre 100 kat daha yüksek korozyon direnci kazandırır. Deniz mühendisliğinde titanyum alaşımı, hafifliği, yüksek mukavemeti ve korozyon direnci özellikleri nedeniyle "okyanus metali" olarak bilinir ve giderek paslanmaz çeliğin yerini almaktadır.
EN
Son Haberler
