Egenskaber ved titanium

Titanium er en let, silveryhvid metal med et unikt sæt fysisk-kemiske egenskaber. Dens tæthed er 4,5 g/cm³, hvilket er næsten halvanden gang lettere end stål, men med hensyn til styrke er det sammenligneligt med højstyrkige stållegear. Titaniums smeltetemperatur er 1668 °C, og dens kogetemperatur er 3260–3300 °C.

Titanium har høj korrosionsbestandighed takket være en fast oxidfilm på overfladen. Det er modstandsdygtigt over for påvirkning fra havvand, syrer, baser og klorider. Metallen er biologisk kompatibel og ikke-magnetisk, hvilket udvider anvendelsesområderne. Ved opvarmning over 600 °C reagerer titanium aktivt med oxygen, så smelting udføres i vakuum eller i en inert medium.

Ifølge forekomsten i jordkorpset tager titanium fjerdepladsen blandt konstruktionsmetaller, efterfulgt af aluminium, jern og magnesium. De vigtigste mineraler er ilmenit og rutil.

Anvendelse af titanium

Luftfart og rumfart

Titanium bruges bredt i luftfartsindustrien og rakетfart. Det bruges til at fremstille motordele, turbineblader, planeelementer, fastgørelser og konstruktionselementer. Den høje specifikke styrke tillader at reducere vægten af luftfartøjer. Legear med aluminium, vanadium, zirkon og molibden anvendes i dele, der fungerer ved høje temperaturer.

Lægevidenskab

Takket være biokompatibiliteten anvendes titanium til fremstilling af implantater: kunstige ledd, tandimplantater, knogleplader, skruer og kirurgiske værktøjer. Titanium forårsager ikke afvisning og allergiske reaktioner, og den porøse overflade fremmer indvækst af knoglevæv.

Chemisk og olie- og gasindustri

Titaniums korrosionsbestandighed gør det uundværligt til fremstilling af reaktorer, varmevekslere, rørledninger og pumper, der fungerer i aggressive miljøer. Det er modstandsdygtigt over for syrer, klorider og andre korrosive stoffer.

Sømandskab

Titanium bruges til at skabe skibe, propeller og andre elementer, der udsættes for havvand. Metallen korroderer ikke i havvand, hvilket forlænger skibenes levetid.

Atomenergi

Titanium anvendes til fremstilling af rørledninger, varmevekslere og andet udstyr til atomkraftstationer. Dens modstand mod stråling og korrosion sikrer pålideligheden af elementerne i kernekraftreaktorer.

Produktion af titanium

Produktion af titanium er en kompleks og energikrævende proces, der inkluderer flere faser:

• Chlorering af råstof. Ilmenit eller rutil behandles med klor i nærvær af kulstof, hvilket giver tetrakloridtitan (TiCl₄).
• Rekondensation. Tetrakloridet rekondenserer med magnesium (magnetermisk metode) eller natrium, hvilket giver titaniumgummi.
• Smelting. Gummiet smeltes i vakuumdugtige arcer, for at få smeltestykker.
• Legering. For at få legear med ønskede egenskaber tilføjes aluminium, vanadium, molibden og andre elementer.

De vigtigste produktionsmetoder er magnetermisk metode (Kroll-metoden) og natrietermisk. Moderne forskning rettes mod at reducere energiforbrug og nedbringe produktionsomkostningerne, herunder udvikling af nye legear og pulverteknologier.

Lande, der udvinder titanium

Verdensmarkedet for titanserum er kendetegnet ved høj koncentration af produktion i flere lande. Først i rækkefølge af udvinding af titankoncentrater er:

• China — den største producent, der sikrer omkring 34–35% af verdensproduktionen.
• Australien — den næststørste producent, andelen udgør 14–17%.
• Mozambique — omkring 11–12% af verdensproduktionen.
• South Africa — andelen udgør omkring 9%.
• India — omkring 7–8%.
• Sénégal — omkring 4–5%.
• Ukraine — op til 4–5% (andelen er reduceret i de seneste år).

Andre betydelige producenter er Vietnam, Canada, USA, Rusland, Norge og Brasilien. I 2020 blev verdensproduktionen af titankoncentrat estimeret til 7–8 millioner ton.

De største forekomster af ilmenit findes i Australien, Kina, Indien, Sydafrika og Brasilien. Forekomster af rutil er for det meste koncentreret i Australien, Indien og Sydafrika.

I Rusland er de vigtigste producenter virksomheder på Ural og i Sibirien, og Tuganskoe mineralforekomst udvikles i Tomsk oblast.

Permanent link to this publication: