• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    6 tuffa fakta om titan
    Frank Gehrys Guggenheim -museum i Bilbao, Spanien, är tillverkad av titan och glas. Tim Graham/Getty Images

    Uppkallad efter de kolossala titanerna i den grekiska mytologin, titan är pund-för-pund den starkaste metallen på jorden. Även om det inte är en knapp metall, det är dyrt på grund av kostnaden att bryta och producera det. Du kanske har hört talas om titanklubbor eller titanubåtar, men visste du också att det finns titan i vit tårtglasyr? Här är sex häftiga fakta om den berömda tuffa metallen.

    1. Den "gudliknande" metallen smiddes inte förrän på 1900 -talet

    Redan 1791, en amatör brittisk mineralog och kyrkoherde William Gregor tog upp lite nyfiken svart sand i en bäck nära staden Cornwall. En del av sanden var magnetisk, som Gregor bestämde var järnoxid, men det andra materialet var ett mysterium. Det var säkert en annan oxid, men inte en om böckerna på Royal Geological Society.

    Tysk kemist, Martin Heinrich Klaproth återupptäckte den udda oxiden 1795 och gav den sitt mytologiska namn, titanoxid, efter gudarna som föregick olympierna i grekisk mytologi

    Även om det upptäcktes i slutet av 1700 -talet, rent titan isolerades inte från dess oxid förrän 1910, när den amerikanske kemisten Matthew Hunter, arbetar för General Electric, räknade ut hur man avlägsnar den silverfärgade metallen från dess oxid under hög värme och tryck i en förseglad "bomb".

    2. Det är otroligt lätt och starkt

    Titanlegeringar (blandningar av titan och andra metaller) har det högsta förhållandet mellan styrka och vikt av någon metall på planeten. Ren titan är lika stark som stål, men 45 procent lättare.

    Titans imponerande styrka / vikt-förhållande har gjort titanlegeringar till materialet för flygmotorer och karosser, raketer, missiler - alla applikationer där metallkomponenter måste vara så tuffa och lätta som möjligt.

    Airbus A380, det största passagerarflygplanet i världen, innehåller 77 ton (70 ton) titan, mestadels i sina massiva motorer.

    Tack vare en metallurgisk innovation på 1930 -talet kallad "Knox -processen, "kommersiellt smide av titan gick i full gång under 1940- och 1950 -talen. Den första ansökan var i militära flygplan och ubåtar (både amerikanska och ryska), och sedan kommersiella flygplan på 1960 -talet.

    3. Titan rostar inte

    Korrosion är en elektrokemisk process som långsamt förstör de flesta metaller över tiden. När metaller utsätts för syre, antingen i luften eller under vattnet, syret rycker upp elektroner, skapa det vi kallar metall "oxider". En av de vanligaste frätande oxiderna är järnoxid, aka rost.

    Men inte alla oxider utsätter den underliggande metallen för korrosion. När titan kommer i kontakt med syre, det bildar ett tunt lager av titandioxid (TiO2) på dess yta. Detta oxidskikt skyddar faktiskt det underliggande titanet mot korrosion som orsakas av de flesta syror, alkalier, föroreningar och saltvatten.

    Titans naturliga korrosionsskyddande egenskaper gör det till det idealiska materialet inte bara för flygplan, men också för undervattenskomponenter som utsätts för mycket frätande saltvatten. Fartygspropeller är nästan alltid tillverkade av titan, och så är fartygets interna ballast och rörsystem, och hårdvara ombord utsatt för havsvatten.

    4. Titan lever i kroppsdelar, Från topp till tå

    Samma tunna lager titandioxid som skyddar titan mot korrosion gör det också till det säkraste materialet att implantera i människokroppen. Titan är helt "biokompatibelt, "vilket betyder att det är giftfritt, icke-allergen och kan till och med smälta ihop med mänsklig vävnad och ben.

    Titan är det valda kirurgiska materialet för ben- och ledimplantat, kranialplattor, rötterna på tandimplantat, pinnar för konstgjorda ögon och öron, hjärtklaffar, ryggradsfusioner, och till och med urinrörsstans. Studier har visat att titanimplantat triggar kroppens immunsystem att växa ben direkt på titanytan, en process som kallas osseointegration.

    Andra anledningar till att titan är go-to för höftbyten och stift för benbrott är att titan har det berömda höga förhållandet mellan styrka och vikt, som håller implantaten lätta, plus att den uppvisar samma exakta elasticitet som mänskligt ben.

    5. Det svänger i golfklubbar och annan sportutrustning

    När priset på rent titan sjönk i slutet av 1900-talet, tillverkare började leta efter mer kommersiella tillämpningar för denna underbara metall. Titans lätta styrka gjorde att den passade utmärkt för sportartiklar.

    De allra första titanklubbarna kom i butiker i mitten av 1990-talet, inklusive en jätteförare från Callaway känd som Great Big Bertha. Klubborna var dyra jämfört med stål- eller träförare, men deras framgångar ledde till att andra sporttillverkare dabble i titan.

    Nu kan du hitta titan i vilken sportutrustning som helst, styrka och hållbarhet är nyckeln:tennisracketar, lacrosse sticks, skidor, cykelramar, basebollträn, utrustning för vandring och bergsklättring, campingutrustning, och även hästskor för professionella tävlingshästar.

    6. Vit färg (och tårtglasyr) har titan i sig

    Endast 5 procent av de 6,3 miljoner ton (5,7 miljoner ton) titan som produceras varje år smides till metall. De allra flesta förvandlas till titandioxid, samma material som naturligt skyddar titan mot korrosion. Titandioxid används över hela världen som ett giftfritt blekpigment för färg, kosmetika, läkemedel och mat, inklusive vit tårtglasyr.

    Vit färg färgades tidigare med ett blybaserat pigment, men när hälsoeffekterna av bly var kända, titandioxid tog över. Det visar sig att titanbaserade pigment har några coola egenskaper.

    Husmålare väljer titanbaserade vita färger eftersom de är korrosionsskyddande och håller längre. Titanoxid är extremt brytande, ger den en naturlig glans som är större än en diamant och ger en särskilt ljus nyans av vitt. Titanoxid reflekterar också infrarött ljus, det är därför titanbaserade färger alltid används på utsidan av solobservatorier för att sprida infrarött ljus som suddar bilder.

    Nu är det coolt

    Arkitekten Frank Gehry valde titan för att omsluta utsidan av det fantastiska Guggenheim -museet i Bilbao, som är mantlad i 33, 000 titanpaneler som skiftar i färg och briljans under olika ljusförhållanden.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com