チタンに関する基本的な事実

チタンは、原子番号 22、化学記号 Ti を持つ、軽量、強度、耐食性に優れた遷移金属です。六方晶系のα型と立方晶系のβチタンの2種類があります。最も一般的なチタン化合物は二酸化チタンで、白色顔料の製造に使用されます。チタンは比較的豊富で、全元素の中で 10 位にランクされています。ほぼすべての生物、岩石、水域、土壌に存在します。チタンに必要なのは、クロールまたはハンターのプロセス主にイルメナイトとルチルなどの一次鉱石から抽出します。

の特性チタン

チタンは金属光沢と延性を持つ金属です。密度が低く、機械的強度が高く、加工が容易です。 600℃以上の高温に耐える新たな耐熱チタン合金を開発しました。

チタン合金は耐低温性に優れているため、貯蔵タンクなどの低温設備に最適です。チタンはその制振性能で知られており、医療用超音波破砕機やハイエンドオーディオスピーカーなどに使用されています。

チタンは毒性がなく、人間の組織と親和性があるため、次の分野で人気があります。医療産業。チタンの引張強さと降伏強さの類似性は、成形中の塑性変形が不十分であることを示しています。チタンは熱抵抗が低いため、伝熱性能を維持しながら肉厚を薄くすることができます。

チタンの弾性率は 106.4 GPa で、これは鋼の 57% です。

以下はチタンのイオン化エネルギーデータ（kJ/mol）です。

M-M+ 658

M+ – M2+ 1310

M2+ – M3+ 2652

M3+ – M4+ 4175

M4+ – M5+ 9573

M5+ – M6+ 11516

M6+ – M7+ 13590

M7+ – M8+ 16260

M8+ – M9+ 18640

M9+ – M10+ 20830

クリスタル番号:

a = 午後 295 時 08 分

b = 午後 295 時 08 分

c = 午後 468 時 55 分

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

チタンの融点は何度ですか?

純チタンの融点は理論的にはほとんどの金属よりも高くなります。正確に言うと、チタンの融点は 1725°C (または 3135°F) です。

チタンは原子間の強い化学結合により融点が高くなります。これらの強力な結合により、チタンに優れた耐食性が与えられ、変形したり他の化合物に破壊されたりすることなく高温に耐えることができます。

なぜ融点を知ることが重要なのかチタン?

チタンの特性を理解するには、各種金属の融点を知ることが重要です。この要因は、さまざまな用途における金属の有用性と性能に影響を与えます。また、金属の製造プロセスにも影響を与えます。製造能力。

チタンの溶融温度に影響を与える要因

チタンの融解温度を調査すると、この金属が純粋な形で 1725°C で融解し始めることがわかります。ただし、純度のレベルに応じて多少の違いが生じる場合があります。たとえば、チタン内の原子の拡散移動度が変化すると、融点が 450°C 変化する可能性があります。したがって、一部のチタン合金は融点が高い場合があります。

最も一般的なチタン合金の融点の例をいくつか示します。

Ti 6AL-4V: 1878 – 1933°C

Ti 6AL ELI: 1604 – 1660°C

Ti 3Al 2.5: ≤1700°C

Ti 5Al-2.5S: ≤1590°C

分散強化などのプロセスにより、チタンの融点が大幅に向上する可能性があることを覚えておくことが重要です。

チタンと他の金属の融点の比較

比較のために、チタンとその他の一般的に使用される金属の融点を以下に示します。

チタン：1670℃

アルミニウム：660℃

アルミニウム青銅：1027～1038℃

真鍮：930℃

銅：1084℃

鋳鉄 1127 ～ 1204

炭素鋼1371～1593

クロム：1860℃

金：1063℃

インコネル：1390～1425℃

インコロイ：1390～1425℃

鉛：328℃

モリブデン：2620℃

マグネシウム：349～649℃

ニッケル：1453℃

プラチナ：1770℃

ルテニウム：2482℃

銀：961℃

ステンレス鋼: 1375 – 1530°C

タングステン：3400℃

バナジウム：1900℃

ジルコニウム：1854℃

亜鉛：420℃

チタンの融点がその特性と用途に及ぼす影響

チタンの融点は、チタン素材の特性や用途に大きな影響を与える重要な物性です。それは主に次の側面に反映されます。

準備工程

チタンは融点が高いため、その製造プロセスは非常に複雑になります。高純度のチタン材料を得るには、通常、高温溶解や粉末冶金などの特別な製造プロセスが必要です。

機械的性質

チタンは融点が高いため、熱安定性と熱膨張に対する耐性が高く、変形や塑性変形が起こりにくくなっています。したがって、チタンの機械的特性は通常、非常に安定しており、良好な引張強度と弾性率を備えています。

熱処理

チタン材料は融点が高く、熱処理中に相変態が起こりにくく、熱処理性に優れ、組織が安定しています。硬度、強度、靱性などの材料の総合的な特性を向上させることができます。

適用範囲

チタンは融点が高いため、主に次のような用途に適用範囲が制限されます。航空宇宙、原子力エネルギー、その他の高温、高強度、耐腐食性の環境に適しています。航空エンジン、機体骨格、船舶構造部品、医療用インプラントなどの精密機器や装置に使用されています。

チタンの融点を向上させるにはどうすればよいですか?

チタンの固体構造と物理的特性によって、チタンの融点が決まります。融点を向上させるには、純度、結晶形、合金元素、特殊なプロセスなど、いくつかの側面を考慮する必要があります。

一般に、純度の高いチタン材料は融点が高くなります。これを達成するには、高純度の原料を使用し、製造中に不純物を最小限に抑える必要があります。

チタンの結晶形も融点に影響します。たとえば、ハーフチタン合金の融点は、ハーフチタン合金の融点よりも高くなります。したがって、さまざまな結晶形のチタン材料の効果を研究することが不可欠です。

チタン合金に添加される元素も、その融点に大きな影響を与えます。合金元素の種類や含有量を調整することでチタンの融点を向上させることができます。たとえば、一部の高温構造チタン合金は、融点を上げるために希土類元素や遷移金属などの特殊な元素を使用しています。

特別な処理および熱処理技術により、チタン材料の融点を向上させることもできます。たとえば、プラズマ アーク溶解やレーザー クラッディングなどの新しいプロセスは、チタン材料の融点を効果的に向上させることができます。

チタンの融点は、チタン材料の特性と用途に大きな影響を与える重要な物理的特性の 1 つです。チタンの融点は約 1660 ℃で、その具体的な値はチタンの純度、合金元素、結晶構造などの要因によって異なります。したがって、融点を向上させるには、純度の管理、適切な合金の選択、結晶構造の調整、特殊な技術など、さまざまな観点から検討する必要があります。