نویسنده :اقای مهندس پورضا - واحد تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان

فصل اول: آندایزینگ تیتانیوم مقدمات واصول

امروزه تیتیانیوم به عنوان یکی از پرکاربردترین فلزات مصرفی دنیا در حوزه های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از کاربردهای این فلز در حوزه خدمات ویژه پزشکی و مهندسی پزشکی است. در این حوزه آندایزینگ تیتانیوم به منظور ایجاد پوشش های متخلخل به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

تسلحیات جدید و طراحی ها نیاز به فلزات سبک وزن را به عنوان جایگزین استیل ضروری کرده است. برای کاهش وزن و افزایش تحرک تیتانیوم فلز مناسبی به نظر می رسد. استفاده از تیتانیوم در مهندسی به عنوان مواد ساختاری در مدت زمان کوتاهی رونق بسیاری یافته است. این رواج فلز تیتانیوم به علت دو عامل مهم است: نسبت قدرت به وزن و مقاومت خوردگی بالا. اگرچه مهمترین کاربرد تیتانیوم در صنایع هوا فضا دیده می شود اما کاربرد بیشتر آن به خاطر تمایل ذاتی آن برای استفاده از سطح آن می باشد. این شرایط علی رغم تلاش های زیاد برای به کار بردن سیستم های روغن کاری پیچیده و معمولی ادامه یافته است.

اصطکاک در تمامی فلزات مشاهده می شود اما در بیشتر موارد یک روش مثل آبکاری ، نیترید دار کردن ، کربودار کردن یا روغن کاری معمولی استفاده می شود تا اصطکاک را کاهش دهد. تیتانیوم بر خلاف بیشتر فلزات یک لایه سخت و محکم اکسیدی به صورت خود به خودی بر سطح خود تشکیل می‌دهد در نتیجه فلز با فلز برخورد نمی کند به جز مواردی که به شدت پاکسازی یا اکسید زدایی شده باشد.

سازنده های تیتانیوم تحقیقات بیشماری برای غلبه به ویژگی های نامناسب تیتانیوم آغاز کرده اند. اما تاکنون هیچ سیستم ساده شده ای برای تولید مداوم سطح محافظ چسبنده که از فلز در مقابل فشار و خوردگی جلوگیری کند مشاهده نشده است.

زمینه های بسیاری شامل انواع رسوب معمولی و روش های پیچیده و گران قیمت روکش دادن فلز ، سخت شدن در محلول ، نیترید دار کردن ،کربودار کردن مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه در بعضی موارد یک سطح سخت ایجاد می شود اما به کار بردن روش محدود است چراکه باعث ترد شدن فلز پایه می شود.

خواص تیتانیوم

تیتانیوم عنصری است فلزی با عدد اتمی۲۲، در گروه IVB که در دوره چهارم جدول تناوبی جای دارد. جِرم اتمی۴۷٫۹۰، ظرفیت‌ها ۲٬۳٬۴. دارای پنج ایزُتوپ است. بسیار کمیاب است، به‌طوری‌که فقط ۰٫۶ درصد قشر زمین را تشکیل می‌دهد. ترکیب‌های آن پراکنده و استخراج آن دشوار است.

تیتانیم فلزی است که با نسبت قدرت به وزن بالا شناخته شده است. تیتانیوم فلزی قوی با چگالی کم و کاملاً انعطاف پذیر (به خصوص درحضور اکسیژن محیط) است. از لحاظ مغناطیسی پارامگنتیک بوده و رسانایی الکتریکی و حرارتی نسبتاً کمی دارد.

این فلز سبک (دارای وزن مخصوص ۴/۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب که مقداری بین چگالی آلومینیوم و آهن است) ، مقاوم (البته نه به سختی برخی ازفولادهای حرارت دیده) و دارای جلای براق- نقره ای ، عدد اتمی ۲۲ ، وزن اتمی ۴۷/۸۸، سختی در مقیاس موس ۶، دارای نقطه جوش ۳۲۸۷ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۱۶۶۵درجه سانتی گراد می باشد. نقطه ذوب نسبتاً بالا، آن را به عنوان فلز دیر گداز مفید می سازد. در دمای ۱۲۰۰ درجه خود به خود آتش می گیرد و به شدت اشتعال زا است . از لحاظ زمین شناسی ترکیب‌های تیتانیوم، پراکنده و استخراج آن دشوار است. نوع تجاری تیتانیوم(دارای خلوص ۹۹/۲ درصد) دارای مقاومت کششی نهایی ۶۳۰۰۰پوند بر اینچ مربع (۴۳۴مگاپاسکال) که تقریباً برابر مقاومت کششی آلیاژهای دارای عیار پایین فولاد می باشد اما به میزان ۴۵ درصد سبکتر از آن است. همچنین برخی از آلیاژهای تیتانیم (به عنوان مثال، نوع بتا دارای استحکام کششی بیش از۲۰۰ هزار پوند بر اینچ مربع(۱۴۰۰ مگاپاسکال) می باشند. البته، وقتی حرارت داده می شود، در دماهای بالاتر از ۸۰۶ درجه سانتی گراد استحکام کششی خود را از دست می دهد.

کاربرد تیتانیوم:

هواپیماها،موشک‌ها، جت‌ها، ماشین‌های نساجی، وسایل شیمیایی، وسایل جراحی، وسایل نمک‌زدایی، وسایل ارتوپدی، وسایل غذاسازی، هدف‌های لوله‌های اشعه ایکس، وسایل ساینده، لوله‌های رآکتورها، قاب یا فریم عینک و...

برای مشاهده کامل متن در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید