टायटॅनियम म्हणजे काय?

टायटॅनियम हे Ti आणि अणुक्रमांक 22 चे चिन्ह असलेले रासायनिक घटक आहे. हा एक मजबूत, हलका आणि गंज-प्रतिरोधक धातू आहे जो सामान्यतः विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरला जातो. टायटॅनियम हे त्याच्या उच्च शक्ती-ते-वजन गुणोत्तरासाठी ओळखले जाते, ज्यामुळे ते एरोस्पेस, लष्करी, वैद्यकीय आणि क्रीडा उपकरणे यासारख्या उद्योगांसाठी आदर्श आहे. हे बायोकॉम्पॅटिबल देखील आहे, याचा अर्थ ते मानवी शरीराद्वारे चांगले सहन केले जाते आणि बर्याचदा वैद्यकीय रोपण आणि शस्त्रक्रिया उपकरणांमध्ये वापरले जाते. याव्यतिरिक्त, टायटॅनियममध्ये आव्हानात्मक वातावरणातही गंजांना उत्कृष्ट प्रतिकार आहे, ज्यामुळे ते समुद्री आणि रासायनिक प्रक्रिया अनुप्रयोगांसाठी लोकप्रिय पर्याय बनले आहे.

टायटॅनियम कशाचे बनलेले आहे?

टायटॅनियम क्रॉल प्रक्रिया नावाच्या प्रक्रियेद्वारे तयार केले जाते, जी त्याच्या धातूपासून टायटॅनियम काढण्याची सर्वात सामान्य पद्धत आहे. क्रोल प्रक्रियेचा वापर करून टायटॅनियमच्या निर्मितीमध्ये सामील असलेल्या चरणांचे विहंगावलोकन येथे आहे:

1. खनिज उत्खनन: टायटॅनियमयुक्त खनिजे जसे की इल्मेनाइट, रुटाइल आणि टायटॅनाइट पृथ्वीच्या कवचातून उत्खनन केले जातात.

2. टायटॅनियम टेट्राक्लोराईड (TiCl4) मध्ये रूपांतरण: टायटॅनियम-युक्त खनिजांवर प्रक्रिया करून टायटॅनियम डायऑक्साइड (TiO2) तयार होतो. TiO2 नंतर टायटॅनियम टेट्राक्लोराईड तयार करण्यासाठी क्लोरीन आणि कार्बनसह प्रतिक्रिया दिली जाते.

3. टायटॅनियम टेट्राक्लोराइड (TiCl4) कमी करणे: टायटॅनियम मेटल आणि मॅग्नेशियम किंवा सोडियम क्लोराईड तयार करण्यासाठी उच्च तापमानात सीलबंद अणुभट्टीमध्ये टायटॅनियम टेट्राक्लोराइड नंतर वितळलेल्या मॅग्नेशियम किंवा सोडियमसह प्रतिक्रिया दिली जाते.

4. अशुद्धता काढून टाकणे: परिणामी टायटॅनियम स्पंजमध्ये अशुद्धता असू शकतात ज्या काढून टाकणे आवश्यक आहे. त्यानंतर शुद्ध टायटॅनियम इनगॉट्स तयार करण्यासाठी व्हॅक्यूम आर्क रिमेल्टिंग किंवा इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंगसारख्या विविध पद्धतींद्वारे स्पंजवर प्रक्रिया केली जाते.

5. फॅब्रिकेशन: शुद्ध टायटॅनियम इनगॉट्सवर विविध पद्धतींद्वारे प्रक्रिया केली जाऊ शकते जसे की कास्टिंग, फोर्जिंग किंवा मशीनिंग विविध अनुप्रयोगांसाठी टायटॅनियम उत्पादने तयार करण्यासाठी.

टायटॅनियमचे फायदे:

1. उच्च सामर्थ्य-ते-वजन गुणोत्तर: टायटॅनियम त्याच्या वजनासाठी अपवादात्मकरीत्या मजबूत आहे, ज्यामध्ये ताकद आणि हलके गुणधर्म आवश्यक आहेत अशा अनुप्रयोगांसाठी ते आदर्श बनवते.

2. गंज प्रतिकार: समुद्राचे पाणी आणि रासायनिक प्रक्रिया संयंत्रांसारख्या कठोर वातावरणातही टायटॅनियम गंजला उत्कृष्ट प्रतिकार दर्शवतो.

3. बायोकॉम्पॅटिबिलिटी: टायटॅनियम बायोकॉम्पॅटिबल आणि गैर-विषारी आहे, ज्यामुळे ते वैद्यकीय रोपण आणि शस्त्रक्रिया उपकरणांसाठी योग्य बनते.

4. उच्च-तापमान प्रतिरोध: टायटॅनियम त्याची ताकद न गमावता उच्च तापमानाचा सामना करू शकतो, ज्यामुळे ते एरोस्पेस आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरण्यासाठी योग्य बनते.

5. कमी थर्मल विस्तार: टायटॅनियममध्ये थर्मल विस्ताराचे कमी गुणांक आहे, ज्यामुळे ते विस्तृत तापमान श्रेणीवर आयामी स्थिर होते.

टायटॅनियमचे तोटे:

1. किंमत: टायटॅनियम इतर अनेक धातूंपेक्षा अधिक महाग आहे, मुख्यतः त्याच्या काढण्याच्या आणि प्रक्रियेच्या पद्धतींमुळे.

2. मशीनिंगमध्ये अडचण: टायटॅनियम त्याच्या खराब यंत्रक्षमतेसाठी ओळखला जातो, त्याला कापण्यासाठी आणि आकार देण्यासाठी विशेष साधने आणि तंत्रांची आवश्यकता असते.

3. दूषिततेची संवेदनशीलता: प्रक्रिया करताना टायटॅनियम दूषित होण्यास संवेदनशील आहे, ज्यामुळे त्याचे गुणधर्म आणि कार्यक्षमतेवर परिणाम होऊ शकतो.

4. लोअर मॉड्युलस ऑफ लवचिकता: टायटॅनियममध्ये स्टीलच्या तुलनेत कमी लवचिकतेचे मापांक आहे, जे विशिष्ट उच्च-तणाव परिस्थितींमध्ये त्याचे अनुप्रयोग मर्यादित करू शकते.

5. उच्च तापमानात प्रतिक्रियाशीलता: टायटॅनियम उच्च तापमानात विशिष्ट सामग्रीवर प्रतिक्रिया देऊ शकते, विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये सावधगिरीची आवश्यकता असते.