6 harte Fakten über Titan - Cherry Blossom Inc.

Titan wurde nach den kolossalen Titanen der griechischen Mythologie benannt und ist mit Abstand das stärkste Metall auf der Erde. Obwohl es kein knappes Metall ist, ist es aufgrund der Kosten für seinen Abbau und seine Produktion teuer. Sie haben vielleicht schon von Titan-Golfschlägern oder Titan-U-Booten gehört, aber wussten Sie auch, dass in der weißen Kuchenglasur Titan enthalten ist? Hier sind sechs coole Fakten über das bekanntermaßen robuste Metall.

Bereits im Jahr 1791 schaufelte der britische Amateurmineraloge und Kirchenpfarrer William Gregor seltsamen schwarzen Sand in einem Bach in der Nähe der Stadt Cornwall auf. Ein Teil des Sandes war magnetisch, was Gregor als Eisenoxid feststellte, aber das andere Material war ein Rätsel. Es war sicher ein weiteres Oxid, aber nicht eines, das bei der Royal Geological Society in den Büchern steht.

Der deutsche Chemiker Martin Heinrich Klaproth entdeckte das seltsame Oxid 1795 wieder und gab ihm seinen mythologischen Namen, Titanoxid, nach den Gottheiten, die den Olympioniken in der griechischen Mythologie vorausgingen

Obwohl es im späten 18. Jahrhundert entdeckt wurde, konnte reines Titan erst 1910 aus seinem Oxid isoliert werden, als der amerikanische Chemiker Matthew Hunter, der für General Electric arbeitete, herausfand, wie man das silbrige Metall unter hoher Hitze und Druck aus seinem Oxid lösen kann in einer versiegelten „Bombe“.

Titanlegierungen (Mischungen aus Titan und anderen Metallen) weisen das höchste Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aller Metalle auf dem Planeten auf. Reines Titan ist so stark wie Stahl, aber 45 Prozent leichter.

Das beeindruckende Festigkeits-Gewichts-Verhältnis von Titan hat Titanlegierungen zum bevorzugten Material für Flugzeugtriebwerke und -körper, Raketen und Raketen gemacht – für alle Anwendungen, bei denen Metallkomponenten so robust und leicht wie möglich sein müssen.

Der Airbus A380, das größte Passagierflugzeug der Welt, enthält 77 Tonnen (70 Tonnen) Titan, hauptsächlich in seinen massiven Triebwerken.

Dank einer metallurgischen Innovation in den 1930er Jahren namens „Knox-Prozess“ kam das kommerzielle Schmieden von Titan in den 1940er und 1950er Jahren auf Hochtouren. Die erste Anwendung erfolgte in Militärflugzeugen und U-Booten (sowohl amerikanische als auch russische) und dann in den 1960er Jahren in Verkehrsflugzeugen.

Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess, der die meisten Metalle im Laufe der Zeit langsam zerstört. Wenn Metalle Sauerstoff ausgesetzt werden, sei es in der Luft oder unter Wasser, nimmt der Sauerstoff Elektronen auf und erzeugt so sogenannte Metalloxide. Eines der häufigsten korrosiven Oxide ist Eisenoxid, auch Rost genannt.

Aber nicht alle Oxide setzen das darunter liegende Metall der Korrosion aus. Wenn Titan mit Sauerstoff in Kontakt kommt, bildet es auf seiner Oberfläche eine dünne Schicht aus Titandioxid (TiO2). Diese Oxidschicht schützt das darunter liegende Titan tatsächlich vor Korrosion, die durch die meisten Säuren, Laugen, Verschmutzung und Salzwasser verursacht wird.

Die natürlichen Korrosionsschutzeigenschaften von Titan machen es zum idealen Werkstoff nicht nur für Flugzeuge, sondern auch für Unterwasserkomponenten, die stark korrosivem Salzwasser ausgesetzt sind. Schiffspropeller bestehen fast immer aus Titan, ebenso wie die internen Ballast- und Rohrleitungssysteme des Schiffes sowie die dem Meerwasser ausgesetzte Bordausrüstung.

Die gleiche dünne Titandioxidschicht, die Titan vor Korrosion schützt, macht es auch zum sichersten Material für die Implantation in den menschlichen Körper. Titan ist vollständig „biokompatibel“, das heißt, es ist ungiftig, nicht allergen und kann sogar mit menschlichem Gewebe und Knochen verschmelzen.

Titan ist das chirurgische Material der Wahl für Knochen- und Gelenkimplantate, Schädelplatten, die Wurzeln von Zahnimplantaten, Stifte für künstliche Augen und Ohren, Herzklappen, Wirbelsäulenfusionen und sogar Harnröhrenschienen. Studien haben gezeigt, dass Titanimplantate das körpereigene Immunsystem dazu anregen, Knochen direkt auf der Titanoberfläche wachsen zu lassen, ein Prozess, der Osseointegration genannt wird.

Ein weiterer Grund, warum Titan die erste Wahl für Hüftprothesen und Stifte für gebrochene Knochen ist, ist, dass Titan das bekanntermaßen hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist, wodurch Implantate leicht bleiben, und außerdem genau die gleiche Elastizität wie menschlicher Knochen aufweist.

Als der Preis für reines Titan Ende des 20. Jahrhunderts sank, begannen die Hersteller, nach kommerzielleren Anwendungen für dieses Wundermetall zu suchen. Aufgrund seiner geringen Festigkeit eignet sich Titan hervorragend für Sportartikel.

Die allerersten Titan-Golfschläger kamen Mitte der 1990er Jahre in den Handel, darunter ein riesiger Driver von Callaway namens Great Big Bertha. Die Schläger waren im Vergleich zu Schlägern aus Stahl oder Holz teuer, aber ihr Erfolg veranlasste andere Sporthersteller, sich mit Titan zu beschäftigen.

Mittlerweile findet man Titan in allen Sportgeräten, bei denen es auf Gewicht, Festigkeit und Haltbarkeit ankommt: Tennisschläger, Lacrosseschläger, Skier, Fahrradrahmen, Baseballschläger, Wander- und Bergsteigerausrüstung, Campingausrüstung und sogar Hufeisen für professionelle Rennpferde.

Nur 5 Prozent der jährlich produzierten 6,3 Millionen Tonnen (5,7 Millionen Tonnen) Titan werden zu Metall geschmiedet. Der überwiegende Teil wird in Titandioxid umgewandelt, das gleiche Material, das Titan auf natürliche Weise vor Korrosion schützt. Titandioxid wird weltweit als ungiftiges Weißpigment für Farben, Kosmetika, Medikamente und Lebensmittel, einschließlich weißer Kuchenglasur, verwendet.

Früher wurde weiße Farbe mit bleihaltigen Pigmenten gefärbt, aber als die gesundheitlichen Auswirkungen von Blei bekannt wurden, setzte sich Titandioxid durch. Es stellt sich heraus, dass Pigmente auf Titanbasis einige coole Eigenschaften haben.

Anstreicher entscheiden sich für weiße Farben auf Titanbasis, weil diese korrosionsbeständig sind und länger halten. Titanoxid ist extrem lichtbrechend, was ihm eine natürliche Brillanz verleiht, die größer ist als die eines Diamanten, und einen besonders hellen Weißton erzeugt. Titanoxid reflektiert auch Infrarotlicht, weshalb an der Außenseite von Sonnenobservatorien immer Farben auf Titanbasis verwendet werden, um Infrarotlicht zu zerstreuen, das Bilder verwischt.

Der Architekt Frank Gehry entschied sich für Titan, um das Äußere des beeindruckenden Guggenheim-Museums in Bilbao zu verhüllen, das mit 33.000 Titanplatten verkleidet ist, deren Farbe und Brillanz sich bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen verändern.

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