คุณรู้หรือไม่ว่าไททาเนียมและโลหะผสมมีการใช้งานอะไรบ้าง?

ไททาเนียมและโลหะผสมถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและเคมีภัณฑ์ทางการแพทย์ ต่อไปนี้คือความรู้ที่น่าสนใจบางประการที่คุณควรทราบ

1.ไททาเนียมเป็นโลหะที่มีน้ำหนักเบาและแข็ง

ความหนาแน่นของไททาเนียมอยู่ที่ 4.51 g/cm ³ เมื่อเทียบกับเหล็ก (7.87 g/cm ³) ไททาเนียมมีน้ำหนักเบากว่ามาก แต่มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กมากกว่าสองเท่า ทำให้เป็นโลหะที่มีความแข็งแรงและหนาแน่นที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด นอกจากนี้ ไททาเนียมยังมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แม้จะอยู่ในน้ำทะเลหรือสภาพแวดล้อมทางเคมี ไททาเนียมก็จะคงอยู่ได้นาน คาดว่าต้องใช้เวลา 4,000 ปี หากนำไททาเนียมไปแช่ในน้ำทะเล ไททาเนียมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ ลดน้ำหนัก และยืดอายุการใช้งานได้ ทำให้ไททาเนียมถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ การก่อสร้าง อุปกรณ์กีฬา เป็นต้น

2.ไททาเนียมมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม

ไททาเนียมถือเป็นโลหะที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพดีที่สุด ซึ่งหมายความว่าสามารถเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อและอวัยวะของมนุษย์ได้ดีโดยไม่ก่อให้เกิดการปฏิเสธหรืออาการแพ้ ซึ่งทำให้ไททาเนียมเป็นวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งในการผ่าตัดทางการแพทย์ สามารถใช้ในการผลิตข้อต่อเทียม ฟัน ลิ้นหัวใจ เล็บกระดูก อุปกรณ์เทียม ฯลฯ เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดการอักเสบหรือการเปลี่ยนสีของผิวหนัง วัสดุไททาเนียมจึงสามารถใช้ทำเครื่องประดับ เช่น ต่างหู สร้อยคอ กำไลข้อมือ ฯลฯ ได้ด้วย

3.เอฟเฟกต์ความทรงจำของโลหะผสมไททาเนียม

หลังจากการเปลี่ยนรูปแล้ว โลหะผสมไททาเนียมสามารถคืนรูปเดิมได้โดยการให้ความร้อนหรือขจัดความเครียด เนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีองค์ประกอบที่สามารถเปลี่ยนแปลงเฟสได้ที่อุณหภูมิต่างๆ เช่น นิกเกิล ไนโอเบียม เซอร์โคเนียม เป็นต้น องค์ประกอบเหล่านี้สามารถสลับโครงสร้างตาข่ายของไททาเนียมระหว่างรูปแบบต่างๆ ได้ จึงทำให้เกิดเอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่าง ตัวอย่างเช่น โลหะผสมไททาเนียม-นิกเกิลมีโครงสร้างผลึกสองแบบ โครงสร้างหนึ่งเรียกว่ามาร์เทนไซต์และอีกโครงสร้างหนึ่งเรียกว่าออสเทไนต์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นกันและกันได้ที่อุณหภูมิที่ต่างกัน เมื่อโลหะผสมไททาเนียม-นิกเกิลถูกให้ความร้อนเกินอุณหภูมิที่กำหนด จะกลายเป็นออสเทไนต์ และรูปร่างจะคงที่และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อโลหะผสมไททาเนียม-นิกเกิลถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด จะกลายเป็นมาร์เทนไซต์ และรูปร่างจะแปรผัน ซึ่งสามารถงอหรือยืดได้ หากมาร์เทนไซต์ที่เสียรูปถูกให้ความร้อนเกินอุณหภูมิที่กำหนด มาร์เทนไซต์จะกลับคืนสู่สภาพเดิมและกลับคืนสู่รูปร่างเดิม โลหะผสมไททาเนียมที่มีหน่วยความจำสามารถนำไปใช้ในการผลิตอุปกรณ์หรือวัสดุที่มีฟังก์ชันที่ปรับเปลี่ยนได้และอัจฉริยะ เช่น กรอบแว่นตา เครื่องมือจัดฟัน สเตนต์หลอดเลือด หุ่นยนต์ ฯลฯ

4.ไททาเนียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่มีฤทธิ์มาก

แม้ว่าไททาเนียมจะดูเสถียรและไม่กัดกร่อนได้ง่าย แต่ก็เป็นโลหะที่มีปฏิกิริยาเคมีได้กับธาตุหลายชนิด เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน คาร์บอน กำมะถัน เป็นต้น การทำงานของไททาเนียมเกิดจากโครงสร้างอิเล็กตรอนที่มีอิเล็กตรอนวาเลนซ์สี่ตัวที่สามารถแบ่งปันหรือถ่ายโอนกับอะตอมอื่นเพื่อสร้างสารประกอบต่างๆ ได้ ดังนั้นผงไททาเนียม (ที่ไม่มีฟิล์มออกไซด์ป้องกัน) จึงติดไฟได้ง่ายมากและอาจก่อให้เกิดการระเบิดได้ ดังนั้นการประมวลผลและการจัดเก็บไททาเนียมจึงต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงประกายไฟหรืออุณหภูมิสูง