Investigación especial sobre la industria del titanio (Parte I): el origen, las aplicaciones y el estado actual del "metal universal" (Parte 1)

Investigación especial sobre la industria del titanio (Parte I): el origen, las aplicaciones y el estado actual del "metal universal" (Parte 1)

El titanio, con el símbolo químico Ti, es el elemento 22 en la tabla periódica. Comúnmente asociado con sectores aeroespaciales y otros sectores de alta gama, el titanio a menudo se ve como un metal "premium". Sin embargo, ya ha penetrado profundamente en nuestra vida cotidiana: desde la pasta de dientes que usa diariamente, es probable que contenga dióxido de titanio como agente blanqueador, hasta las paredes del dormitorio pintadas con pigmentos a base de titanio y los marcos de anteojo de aleación de titanio que usa. Como fabricante de la válvula de puerta de titanio O usuario de productos basados ​​en titanio, uno rápidamente llega a apreciar su relevancia generalizada y sus beneficios de alto rendimiento en varias industrias.

Debido a su excelente resistencia a temperaturas altas y bajas, ácidos fuertes y álcalis, así como su alta resistencia y baja densidad, el titanio y sus aleaciones se reconocen como sustitutos ideales del acero, el acero inoxidable, el cobre y sus aleaciones, plomo, níquel, zinc, grafito y materiales de piedra. Su alcance de aplicación se está expandiendo continuamente. Por lo tanto, el titanio es honrado como el "metal universal" en el reino de los materiales metálicos, y se ve como el "tercer metal" después del hierro y el aluminio, así como un material estratégico y aeroespacial-crítico.

Sin embargo, debido a que el titanio no se puede encontrar en forma metálica pura en la naturaleza y es difícil de extraer, su descubrimiento y aplicación industrial tomaron un camino largo. Aunque el clérigo británico W. Gregor descubrió titanio en ilmenita ya en 1791, no fue hasta 1795 que el químico alemán M.H. Klaproth confirmó su existencia durante el estudio de Rutile y la nombró después de los titanes mitológicos griegos.

Después de más de un siglo de exploración, el científico estadounidense M.A. Hunter extrajo con éxito el titanio puro utilizando la reducción de sodio de Ticl₄ en 1910. En 1940, el científico de luxemburgo W.J. Kroll desarrolló el método de reducción de magnesio, conocido hoy como el proceso Kroll. En 1948, Estados Unidos produjo 2 toneladas de titanio de esponja utilizando este método, marcando el inicio de la producción de escala industrial de titanio.

Características del metal de titanio
El titanio exhibe una alta relación resistencia / peso. Aunque las aleaciones de titanio son ligeramente menos fuertes que algunos aceros tradicionales, su densidad mucho menor les da una fuerza específica superior. Esto los hace ideales para las industrias aeroespaciales donde se demandan materiales livianos y de alta resistencia.

El titanio también ofrece una excelente resistencia a la corrosión, que es crucial ya que la corrosión es una causa común de falla del equipo industrial. A pesar de ser un elemento reactivo, las aleaciones de titanio forman una capa de óxido densa en sus superficies, que aísla efectivamente el metal de los ambientes corrosivos. Esta capa pasiva puede autoinscare rápidamente si está dañada, manteniendo su protección hasta temperaturas de alrededor de 315 ° C.

Además, el titanio no es magnético, no tóxico y altamente biocompatible. Como el titanio es un elemento traza en el cuerpo humano y exhibe una fuerte compatibilidad con los tejidos y la sangre, se usa ampliamente en el campo de la medicina.

Las aleaciones de titanio también operan en un amplio rango de temperatura. Ciertas aleaciones pueden realizar a largo plazo a temperaturas superiores a 600 ° C. Las aleaciones de titanio a baja temperatura, como TA7 y TC4, se fortalecen a medida que la temperatura cae mientras se mantienen una buena ductilidad y tenacidad hasta -196 ° C a -253 ° C, haciéndolas ideales para tanques criogénicos y recipientes de almacenamiento.

Tipos de productos y aplicaciones
Actualmente, los productos de titanio se clasifican principalmente en tres grupos: dióxido de titanio (TIO₂), titanio de esponja y materiales procesados ​​por titanio. Otros productos incluyen lingotes de titanio, polvo de titanio y equipos de titanio. Estos se utilizan en sectores aeroespacial, industrial y civil.

El dióxido de titanio es un pigmento blanco que se usa principalmente en recubrimientos, plásticos, tintas y papel.

El titanio de la esponja sirve como materia prima para un procesamiento posterior y generalmente tiene una apariencia de gris claro.

Los materiales procesados ​​de titanio se realizan derritiendo el titanio de la esponja en lingotes y la configuran aún más a través de forjar, rodar o extrusión en placas, barras, tuberías y piezas fundidas.