Introdução ao titânio
O que é titânio e sua história de desenvolvimento foram apresentados no artigo anterior. Em 1948, a empresa americana DuPont produziu esponjas de titânio pelo método do magnésio, marcando o início da produção industrial de esponjas de titânio. As ligas de titânio são amplamente utilizadas em diversos campos devido à sua alta resistência, boa resistência à corrosão e alta resistência ao calor.
O titânio é abundante na crosta terrestre, ocupando o nono lugar no ranking de metais mais comuns, muito acima de metais como cobre, zinco e estanho. O titânio é encontrado em diversas rochas, particularmente na areia e na argila.
Propriedades do titânio
● Baixa densidade. O titânio metálico tem uma densidade de 4,51 g/cm³.
● Alta resistência. 1,3 vezes mais resistente que as ligas de alumínio, 1,6 vezes mais resistente que as ligas de magnésio e 3,5 vezes mais resistente que o aço inoxidável, tornando-o o material metálico campeão.
● Alta resistência térmica. A temperatura de utilização é centenas de graus superior à da liga de alumínio, podendo funcionar por longos períodos a 450-500 °C.
● Boa resistência à corrosão. Resistente à corrosão ácida, alcalina e atmosférica, com resistência particularmente forte à corrosão por pites e à corrosão sob tensão.
● Bom desempenho em baixas temperaturas. A liga de titânio TA7 possui poucos elementos intersticiais e mantém um certo grau de plasticidade a -253°C.
● Quimicamente ativo. Quimicamente ativo em altas temperaturas, reage facilmente com hidrogênio, oxigênio e outras impurezas gasosas no ar para produzir uma camada endurecida.
● Não magnético e não tóxico. O titânio é um metal não magnético que não se magnetiza em campos magnéticos muito intensos, não é tóxico e possui boa compatibilidade com tecidos e sangue humanos, sendo por isso utilizado na área médica.
● A condutividade térmica e o módulo de elasticidade são baixos. A condutividade térmica é cerca de 1/4 da do níquel, 1/5 da do ferro e 1/14 da do alumínio, sendo que a condutividade térmica de várias ligas de titânio é cerca de 50% menor que a do titânio puro. O módulo de elasticidade das ligas de titânio é cerca de metade do do aço.
Aplicações industriais do titânio e das ligas de titânio
1Materiais de titânio aplicados na indústria aeroespacial
As ligas de titânio possuem excelentes propriedades, como baixa densidade e alta resistência específica, o que as torna um material ideal para estruturas aeroespaciais. No setor aeroespacial, as ligas de titânio podem ser utilizadas na fabricação de painéis de isolamento de fuselagem, dutos de ar, aletas de cauda, vasos de pressão, tanques de combustível, fixadores, invólucros de foguetes, etc.
2. Aplicações no setor marítimo.
O titânio é um elemento quimicamente ativo com forte afinidade pelo oxigênio. Quando exposto ao ar, reage com o oxigênio formando uma densa película protetora de TiO₂ na superfície, protegendo a liga de titânio de agentes externos. As ligas de titânio apresentam boa resistência à corrosão e são quimicamente estáveis em ácidos, álcalis e meios oxidantes. A resistência à corrosão é superior à dos aços inoxidáveis existentes e à da maioria dos metais não ferrosos, sendo inclusive comparável à da platina. Amplamente utilizado em navios, especialmente nos EUA e na Rússia, o campo da pesquisa em ligas de titânio está claramente à frente do resto do mundo.
3. Aplicações na indústria química
TITÂNIO APLICADO NA INDÚSTRIA
O titânio possui boa resistência à corrosão e é um dos materiais estruturais mais importantes utilizados em meios corrosivos, como os químicos. A utilização de ligas de titânio em substituição ao aço inoxidável, ligas à base de níquel e outros metais raros pode reduzir efetivamente os custos operacionais, prolongar a vida útil dos equipamentos, melhorar a qualidade do produto e economizar energia. Na indústria química chinesa, as ligas de titânio são utilizadas principalmente em torres de destilação, reatores, vasos de pressão, trocadores de calor, filtros, instrumentos de medição, pás de turbinas, bombas, válvulas, tubulações, eletrodos para a produção de cloro-álcalis, entre outros.
Aplicações do titânio e das ligas de titânio na vida
1. Aplicações no marketing médico
Materiais de titânio aplicados no mercado médico
O titânio é um metal ideal para aplicações médicas e possui boa biocompatibilidade. É amplamente utilizado em implantes ortopédicos, dispositivos médicos, próteses, órgãos artificiais, etc. No dia a dia, utensílios como panelas, frigideiras, talheres e garrafas térmicas de titânio estão ganhando popularidade.
3. Aplicações na indústria joalheira
Titânio aplicado em joias
Comparado a metais preciosos como ouro e platina, o titânio, como novo material para joias, não só tem uma vantagem absoluta em termos de preço, como também apresenta outras vantagens.
①Leve, a densidade da liga de titânio é 27% da do ouro.
②O titânio possui boa resistência à corrosão.
③ Boa biocompatibilidade.
④O titânio pode ser colorido.
⑤ O titânio possui alta dureza e não se deforma facilmente.
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Data da publicação: 18/07/2022