การวิเคราะห์ประสิทธิภาพและขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมไททาเนียม

ไทเทเนียมซึ่งมีลักษณะคล้ายเหล็กและมีเงาสีเทาเงิน เป็นโลหะทรานซิชันที่ถือเป็นโลหะหายากมาระยะหนึ่งแล้ว ไทเทเนียมไม่ใช่โลหะหายาก ไทเทเนียมคิดเป็น 0.42 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักทั้งหมดในเปลือกโลก ซึ่งคิดเป็น 16 เท่าของทองแดง นิกเกิล ตะกั่ว และสังกะสีทั้งหมด อันดับที่ 7 ของโลกโลหะ มีแร่ธาตุมากกว่า 70 ชนิดที่มีไททาเนียม ไทเทเนียมมีลักษณะของความแข็งแรงสูง ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งสูง จุดหลอมเหลวสูง และความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง ไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความเป็นพลาสติกที่ดี แต่จะเปราะและแข็งเมื่อมีสิ่งสกปรกอยู่

ไทเทเนียมมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างอย่างแรง และจะไม่เกิดสนิมหลังจากแช่ในน้ำทะเลเป็นเวลา 5 ปี เหล็กจะสึกกร่อนและเสื่อมสภาพในน้ำทะเล ตัวถังทำจากโลหะผสมไททาเนียมซึ่งจะไม่ถูกกัดกร่อนด้วยน้ำทะเล "เรือดำน้ำไทเทเนียม" ที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมสามารถดำน้ำได้ลึก 4,500 เมตร โดยทั่วไปแล้ว เรือดำน้ำที่เป็นเหล็กจะถูกบดอัดได้ง่ายด้วยแรงดันน้ำ หากอยู่ลึกเกิน 300 เมตร

2. "เครื่องบินไทเทเนียม" มีความแข็งแรงและเบา เครื่องบินโดยสารโลหะผสมไทเทเนียมขนาดใหญ่สามารถบรรทุกคนได้มากกว่า 100 คนมากกว่าเครื่องบินธรรมดาที่มีน้ำหนักเท่ากัน ความเร็วของเครื่องบินสามารถเกิน 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และความเร็วสูงสุดของเครื่องบินโลหะผสมอลูมิเนียมคือ 240 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

3. การใช้การดูดซับที่แข็งแกร่งของไททาเนียมและเซอร์โคเนียมในอากาศ ทำให้สามารถแยกอากาศออกเพื่อสร้างสุญญากาศได้ ปั๊มสุญญากาศที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมเซอร์โคเนียมสามารถสูบอากาศออกมาได้เพียงหนึ่งพันล้านเท่านั้น

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ไทเทเนียมสามารถถูกทำให้เป็น "ชั้นเคลือบ" ของยานอวกาศเพื่อป้องกันการบุกรุกของอุณหภูมิสูง

4. โลหะผสมที่ประกอบด้วยไทเทเนียมและนิกเกิลเรียกว่า "โลหะผสมหน่วยความจำ" โลหะผสมนี้ทำขึ้นเป็นรูปร่างที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หลังจากการขึ้นรูปแล้ว หากถูกเปลี่ยนรูปด้วยแรงภายนอก ก็สามารถคืนรูปทรงเดิมได้โดยใช้ความร้อนเล็กน้อย โลหะผสมนี้ถูกนำไปใช้ในหลายสาขา ตัวอย่างเช่น เสาอากาศที่ใช้กับยานอวกาศอพอลโลในสหรัฐอเมริกานั้นเป็นโลหะผสมหน่วยความจำประเภทนี้ โรงพยาบาล Ninth People's Hospital ในเครือ Shanghai First Medical College ได้ใช้เมมโมรีอัลลอยด์ชนิดนี้ในการทำหมันสตรี นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในเครื่องมือวัด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ ได้อีกด้วย

5. ไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TiC) มีลักษณะคล้ายกับเหล็กคาร์ไบด์มากและมีความมันวาวของโลหะ แต่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าและมีความแข็งสูงกว่าเหล็กคาร์ไบด์ ดังนั้นจึงมีคุณค่าในการใช้งานจริง

6.ถนอมอาหารด้วยภาชนะไทเทเนียม ภาชนะจะไม่สึกกร่อนเพื่อผลิตไอออน และอาหารสามารถรักษารสชาติดั้งเดิมได้ เครื่องครัวไทเทเนียมมีน้ำหนักเบาและแข็งแรง ไม่เป็นสนิม และถูกหลักวิทยาศาสตร์และถูกสุขลักษณะที่สุด

7. ภาชนะแรงดันสูงที่ทำจากโลหะผสมไททาเนียมสามารถทนต่อแรงดันสูงถึง 2,500 บรรยากาศ

8. การใช้ไทเทเนียมในการผ่าตัด หากใช้สแตนเลส อาจเจ็บปวดมากหากต้องถอดชิ้นส่วนสแตนเลสออกหลังจากที่กระดูกหายดีแล้ว มิฉะนั้นสแตนเลสจะทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกายมนุษย์เนื่องจากสนิม การเปลี่ยนมาใช้ "กระดูกเทียม" ที่เป็นไทเทเนียมจะเป็นการปฏิวัติเทคโนโลยีเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก แผ่นไทเทเนียมและสกรูไทเทเนียมใช้กับส่วนที่เสียหายของศีรษะ หลังจากนั้นไม่กี่เดือน กระดูกจะงอกขึ้นมาใหม่ในรูและขันสกรูในแผ่นไทเทเนียม เส้นใยกล้ามเนื้อใหม่จะถูกห่อหุ้มด้วยแผ่นไทเทเนียม กระดูกไทเทเนียมดูเหมือนของจริง กระดูกของร่างกายมนุษย์เชื่อมต่อกับเนื้อและเลือดเพื่อรองรับและเสริมกำลัง ดังนั้นไทเทเนียมจึงถูกเรียกว่า "โลหะชีวภาพ" เริ่มมีการนำมาใช้กับข้อเข่า ข้อไหล่ ข้อซี่โครง กะโหลกศีรษะ ลิ้นหัวใจแบบแอคทีฟ คลิปยึดกระดูก ฯลฯ

9. ผลึกแบเรียมไททาเนตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือล้ำเสียงและเครื่องตรวจจับใต้น้ำ เนื่องจากเขียงจะผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อเปลี่ยนรูปภายใต้ความกดดัน เมื่อมีพลังก็จะเปลี่ยนรูปร่างอีกครั้ง การใส่แบเรียมไททาเนตลงในคลื่นอัลตราโซนิกจะสร้างกระแสเมื่อถูกกด และความแรงของคลื่นอัลตราโซนิกสามารถวัดได้จากขนาดของกระแสที่สร้างขึ้น ในทางตรงกันข้ามคลื่นอัลตราโซนิกสามารถสร้างขึ้นได้จากกระแสความถี่สูง

10. ในงานฝีมือเครื่องประดับทองและของใช้ประจำวันเนื่องจากมีความแข็งต่ำจึงเจาะและสวมใส่ได้ง่ายและไม่คงทน เมื่อพื้นผิวของสารเหล่านี้เคลือบด้วยชั้นไทเทเนียมไนไตรด์ ลักษณะที่ปรากฏจะเกือบจะเหมือนกับการชุบทองทุกประการ และทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่าทองคำและซีเมนต์คาร์ไบด์ การเคลือบนี้เรียกว่า "Never Wear"

11. โพลีเมอร์ไทเทเนียมอินทรีย์ ซึ่งสามารถใช้เป็นสารลดแรงตึงผิว สารช่วยกระจายตัว สารกันซึม หรือสารป้องกันสนิม