معرفی فلز تیتانیوم
تیتانیوم از جمله فلزات سبک، مستحکم و مقاوم در برابر خوردگی جدول تناوبی است که از آن به عنوان یکی از فلزات سازه‌های مهندسی یاد می‌شود. ترکیبات حاوی تیتانیوم تقریبا در تمام سنگ‌های معدنی به مقدار کم یافت می‌شود. سنگ‌های معدنی شناخته شده تیتانیوم ilmenite و rutile هستند.
استخراج فلز تیتانیوم
سنگ‌های معدنی نام‌برده در دمای بالا قرار داده می‌شوند و در آن دما، کربن و کلر به آن‌ها اضافه می‌شود. نتیجه این واکنش، بدست آمدن TiCl4 است. پس از آن TiCl4 توسط منگنز مذاب در محافظت گاز آرگون و در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد احیا شده و تیتانیوم فلزی به صورت جامد اسفنجی حاصل می‌شود. پس از آن، منیزیوم و منیزیوم کلرید اضافی از طریق افزایش دما و تبخیر، از ساختار خارج می‌شود. تسهیل فرآیند استخراج تیتانیوم در سال‌های اخیر، منجر به کاهش قیمت تیتانیوم نسبت به روزهای نخست استخراج آن، شده است و این امر، کاربرد و خرید تیتانیوم را با افزایش چشمگیری مواجه کرده است.
خواص عمومی تیتانیوم
تیتانیوم، فلزی داکتیل به چگالی نصف فولاد و حدود دوبرابر آلومینیوم است. تیتانیوم خواص انتقال الکتریکی و حرارتی چندان بالایی ندارد و به عنوان عایق عمل می‌کند. این فلز در دسته مواد پارامغناطیس (مواد با واکنش کم نسبت به آهن‌ربا) قرار می‌گیرد.
تیتانیوم قابلیت آلیاژسازی با بسیاری از فلزت و هم‌چنین برخی از عناصر غیر فلزی را دارد و به این دلیل، جز مواد مهندسی‌ای است که استفاده از آن در صنعت امروزی رو به افزایش است. برخی از آلیاژهای تیتانوم دارای استحکام کششی بالاتری از فلز خالص آن هستند. علاوه بر آن، آلیاژهای تیتانیوم، مقاومت به خوردگی بسیار مطلوبی در اکثر شرایط محیطی دارند که علت آن، تشکیل لایه محافظی روی سطح فلز، تحت عنوان لایه پسیو (passive Layer) است. وجود این خواص، تعیین کننده قیمت تیتانیوم است.
کاربرد تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم
ترکیب استحکام بالا، چگالی پایین و مقاومت به خوردگی بسیار بالای آلیاژهای پایه تیتانیوم، منجر به استفاده گسترده از این فلز در صنایع هوافضا شده است. برخی از کاربردهای تیتانیوم در ذیل آورده شده است:
- ساخت هواپیما
- ساخت سفینه‌های فضایی
- بدنه و اجزای موشک‌ها
هم‌چنین، استفاده از تیتانیوم در صنعت کشتی سازی نیز رو به افزایش قرار گرفته است. خرید تیتانیوم برای کاربردهای ذکر شده در سال‌های اخیر به شدت در حال افزایش است و همین امر می‌تواند در کوتاه مدت ذخایر تیتانیوم را تحت تاثیر قرار داده و از این طریق قیمت تیتانیوم را دستخوش تغییراتی اساسی کند.
به غیر از موارد ذکر شده، یکی از کاربردهای اصلی تیتانیوم در مصارف پزشکی و ساخت ایمپلنت‌ها و عضو‌های جایگزین در بدن است. علت استفاده از تیتانیوم به عنوان ایمپلنت، علاوه بر موارد ذکر شده، عدم واکنش سمی بین تیتانیوم و بافت بدن در محیط داخلی است. قیمت تیتانیوم گرید پزشکی در جداول مربوط به خود آورده شده است. به دلیل اهمیت و حساسیت این گرید، خرید تیتانیوم گرید ۲۳ با حساسیت‌های زیادی همراه است. یکی از جدیدترین تکنیک‌های ساخت اعضای مصنوعی بدن می‌توان به تکنیک ساخت افزایشی با استفاده از دستگاه‌های پرینتر سه بعدی اشاره کرد. در این تکنیک نیز، تیتانیوم به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از تیتانیوم در ساخت یکی از معرو‌ترین آلیاژهای حافظه دار با نام نایتینول (NiTi) استفاده می‌شود. این آلیاژ، دارای خواص حافظه داری بی‌نظیری در دماهای بالا می‌باشد.
ترکیبات تیتانیوم با مواد غیر فلزی
همان‌طور که پیش‌تر نیز گفته شد، تیتانیوم قابلیت ترکیب با برخی از مواد غیر فلزی را نیز دارد. از جمله این عناصر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- هیدروژن
- نیتروژن
- سیلیکون
- کربن
- بور
- گوگرد
برخی از این ترکیبات، نظیر TiC، TiB2 و TiN دارای انرژی آزاد بسیار پایینی هستند و این امر منجر به پایداری زیاد آن‌ها در دماهای مختلف می‌شود. این ترکیبات سخت و دیرگداز هستند و می‌تواندد با توجه به این خواص ذکر شده، به عنوان پوشش‌های نفوذی مورد استفاده قرار بگیرند.
به طور کلی تیتانیوم از جمله مواد با والانس های متفاوت است. در دمای اتاق سه یون ۲+، ۳+ و ۴+ تیتانیوم می‌تواند به صورت پایدار و هم‌زمان وجود داشته باشد. در واقع همین تفاوت و گستردگی والانس لایه آخر تیتانیوم و ایجاد یون‌های متفاوت منجر به توانایی آن برای ترکیب شدن با گروه‌های مختلف جدول تناوبی مندلیف شده است. این ترکیبات ذکر شده بر حسب میزان کاربرد خود می‌توانند بر روی قیمت تیتانیوم تاثیر بگذارند.
انواع گریدهای تیتانیوم
از جمله معروف‌ترین گریدهای تیتانیوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- گرید ۱
- گرید۴
- گرید ۵
- گرید ۶
- گرید ۲۳ (مصارف پزشکی)
تمام این گریدها می‌توانند به صورت لوله، ورق، توری و چهار پهلو تولید و عرضه شوند. خرید تیتانیوم در گریددهای مشخص شده، از صفحات مربوط به هر گرید، به سادگی قابل انجام است.
گرید ۱
تیتانیوم گرید ۱ را می‌توان به نوعی کم آلیاژترین گرید تیتانیوم به حساب آورد. از این رو، بسیاری از خواص تیتانیوم گرید ۱ همانند تیتانیوم خالص است. از مزیت‌‌های تیتانیوم گرید ۱ می‌توان به تفاوت شرایط کاری آن اشاره کرد.
از جمله خواص این گرید می‌توان به شکل پذیری، جوش پذیری و مقاومت به ضربه عالی آن اشاره کرد. علاوه بر آین گرید ۱ دارای مقاومت به خوردگی مناسبی نیز است. در کنار این مزایا، تیتانیوم گرید ۱ دارای خواص مکانیکی نسبتا ضعیفی است که منجر به محدودیت کاربرد آن شده است. کاربرد تیتانیوم گرید ۱ با توجه به شرایط ساخت آن تعیین می‌شود. این گرید از تیتانیوم توانایی ریخته شدن را دارد و فلذا در ریخته‌گری از آن استفاده می‌شود.
به طور کلی برای استفاده از این گرید تیتانیوم شرایطی نظیر مقاومت به خوردگی مناسب و مقاومت به ضربه عالی در کنار خواص مکانیکی پایین یا متوسط مورد نیاز است. از این رو از تیتانیوم گرید ۱ در دندان پزشکی و صنایع دریایی به مقدار زیاد استفاده می‌شود.
گرید ۴
تیتانیوم گرید ۴ نیز همانند گرید ۱ تیتانیوم در دسته تیتانیوم‌های تقریبا خالص قرار می‌گیرد. اما یکی از تفاوت‌های عمده تیتانیوم گرید ۴ نسبت به سایر تیتانیوم‌های با خلوص بالا، خواص مکانیکی بالاتر این گرید است. علاوه بر این ویژگی ممتاز، تیتانیوم گرید ۴ دارای جوش پذیری و شکل پذیری بسیار مناسب و مقاومت به خوردگی قابل قبولی است. وجود این ویژگی‌ها، تیتانوم گرید ۴ را به یکی از پرکاربردترین گریدهای تیتانیوم تبدیل کرده است.
کاربرد تیتانیوم گرید ۴ بنا بر دو دلیل از تیتانیوم گرید ۱ بسیار گسترده‌تر است. این دو دلیل عبارتند از خواص مکانیکی مطلوب و توانایی ورق شدن و ورق کاری در این گرید. وجود این خواص باعث شده است که از ورق تیتانیوم گرید ۴ به طور گسترده در صنایع دریایی و مکان‌هایی که به طور مستقیم در تماس با آب دریا است استفاده شود.
گرید ۵
تیتانیوم گرید ۵ را می‌توان به نوعی شاخص‌ترین گرید تیتانیوم‌های آلیاژی به حساب آورد. این گرید با دارا بودن ۶ درصد آلومینیوم و ۴ درصد وانادیوم دارای خواص مکانیکی و فیزیکی بسیار منحصر به فردی است. از نام‌های دیگر این گرید می‌توان به Ti6Al4V اشاره کرد که نشان دهنده نوع و میزان عناصر آلیاژی به کار رفته برای ساخت تیتانیوم گرید ۵ است.
این گرید بر خلاف سایر گریدهای دیگر تیتانیوم دارای ساختاری کریستالی آلفا و بتا در کنار یکدیگر است.
کاربرد تیتانیوم گرید ۵ از تمامی گریدهای دیگر تیتانیوم بیشتر است. این گرید به دلیل خواص مکانیکی فوق العاده در بسیاری از شرایط که نیاز به وزن مخصوص پایین و استحکام و مقاومت به خوردگی بالا است مورد استفاده قرار گرفته است و در بعضی موارد جایگزین فولاد و یا حتی نیکل شده است. حدود ۵۰ درصد از مصرف تیتانیوم مربوط به این گرید است. از تیتانیوم گرید ۵ در صنایع هوایی بسیار استفاده می‌شود.
گرید ۲۳
تیتانیوم گرید ۲۳ با نام تیتانیوم گرید پزشکی در بازار ایران شناخته می‌شود. این گرید بسیار مشابه با تیتانیوم گرید ۵ بوده و تنها تفاوت آن میزان کمتر اکسیژن و آهن در این گرید است. تیتانیوم گرید ۲۳ بسیار زیست سازگار است و می‌تواند در تماس با بدن قرار گیرد. این گرید تیتانیوم در ابعاد، ضخامت‌ها و اشکال مختلف به فروش می‌رسد و روش‌های ساخت نسبتا گسترده و متنوعی دارد.
کاربرد تیتانیوم گرید ۲۳ به طور گسترده در پزشکی و دندان پزشکی است. این گرید به دلیل زیست سازگاری بسیار مناسب به همراه خواص مکانیکی فوق العاده بالا برای جایگذاری در اعضای بدن و ساخت ایمپلنت‌های دندانی به شدت مورد استفاده قرار میگیرند. تیتانیوم زیست تخریب پذیری مناسبی ندارد و نمی‌تواند به عنوان ماده مورد استفاده در مهندسی بافت به کار رود.
قیمت و خرید تیتانیوم
قیمت تیتانیوم به دلیل مصارف محدود و خاص، مانند آهن‌آلات قیمت مدون و روزانه ندارد. این فلز به صورت عمده و برای عموم در بازار به فروش نمی‌رسد. با این وجود، برای رفاه حال مصرف‌کنندگان، مجموعه فولادینو تمامی گریدهای تیتانیوم و با هر مقدار وزن درخواستی را عرضه کرده است. برای اطلاع از قیمت تیتانیوم یا آلیاژهای پایه تیتانیوم، می‌توانید با کارشناسان فولادینو از طریق مسیرهای ارتباطی تعیین شده تماس حاصل نمایید تا در کمترین زمان، در جریان جدیدترین نرخ تیتانیوم یا آلیاژهای پایه تیتانیوم قرار بگیرید.
خرید تیتانیوم در وب‌سایت فولادینو به آسانی انجام می‌پذیرد. شما عزیزان مصرف‌کننده می‌توانید قیمت تیتانیوم در تمامی گریدهای موجود در بازار ایران را از طریق مسیرهای مشخص شده در وب‌سایت پیدا کنید. خرید تیتانیوم برای مشتریان در کمترین زمان ممکن و در ابعاد مشخص شده توسط مشتری انجام می‌شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص قیمت تیتانیوم و آشنایی با فرآیند خرید تیتانیوم با شماره ۶۶۲۰۰۲۰۰–۰۲۱ تماس برقرار کنید.