تیتانیوم عنصری با عدد اتمی ۲۲ در جدول دوره ای است. این یک عنصر زیرگروهی از دوره چهارم است، که پرچم IVB است. این گروه از عناصر علاوه بر تیتانیوم شامل زیرکونیوم و هافنیوم نیز می شوند. ویژگی رایج آن این است که نقطه ذوب بالایی دارد و در دمای اتاق روی سطح آن قرار دارد. یک فیلم اکسید پایدار تشکیل می شود.
ده ویژگی تیتانیوم
(1) کم تراکم ، قدرت بالا ، و قدرت بالا خاص
(2) مقاومت در برابر خوردگی عالی
انفعل شدن تیتانیوم به حضور یک فیلم اکسیدی بستگی دارد و مقاومت به خوردگی آن در یک محیط اکسید کننده بسیار بهتر از آن در یک محیط کاهش دهنده است.
(3) مقاومت در برابر حرارت خوب
تیتانیوم مقاومت گرمایی خوبی دارد و در دیسک ها و تیغه های کمپرسورهای موتور هوا و پوست بدنه عقب هواپیماها مورد استفاده قرار می گیرد.
(4) عملکرد خوب کم درجه حرارت
این می تواند در هیدروژن مایع خشک و موتورهای موشک اکسیژن مایع، و یا به عنوان ظروف درجه حرارت فوق العاده پایین و مخازن ذخیره سازی در فضاپیماهای سرنشین دار استفاده می شود.
(5)
تیتانیوم غیر مغناطیسی است، در بدنه های زیردریایی استفاده می شود و باعث انفجار معادن نخواهد شد.
(6) هدایت حرارتی کوچک
هدایت حرارتی تیتانیوم کوچک است، با تنها ۱/۵ فولاد، ۱/۱۳ آلومینیوم، و ۱/۲۵ مس. هادی حرارتی ضعیف یک نقطه ضعف تیتانیوم است، اما این ویژگی تیتانیوم را می توان در کاربردهای خاصی مورد بهره برداری قرار داد.
(7) مدول الاستیک پایین
مدول الاستیک تیتانیوم تنها ۵۵٪ فولاد است. هنگامی که به عنوان یک ماده ساختاری استفاده می شود، مدول الاستیک پایین یک نقطه ضعف است.
(8) مقاومت کششی بسیار نزدیک به قدرت تسلیم
(9) تیتانیوم به راحتی در دمای بالا اکسیده می شود
تیتانیوم دارای نیروی اتصال قوی با هیدروژن و اکسیژن است، بنابراین باید به جلوگیری از اکسیداسیون و جذب هیدروژن توجه کرد. برای جلوگیری از آلودگی باید تحت حفاظت آرگون انجام شود. لوله ها و ورق های تیتانیوم باید تحت خلاء حرارت درمان شوند، و یک جو میکرو اکسید کننده باید در طول درمان گرمایی جعل تیتانیوم کنترل شود.
(10) عملکرد ضد میمیر پایین
ناقوس ها از تیتانیوم و دیگر مواد فلزی (مس، فولاد) با شکل و اندازه دقیق یکسان ساخته شده اند. اگر هر زنگ را با همان نیرو ضربه بزنید، خواهید فهمید که زنگ ساخته شده از تیتانیوم برای مدت طولانی نوسان می کند، این است که از طریق انرژی داده شده به زنگ به راحتی توسط قابل توجه از بین نمی رود، بنابراین ما می گوییم که عملکرد مرطوب کننده تیتانیوم کم است.
سه عملکرد ویژه تیتانیوم
(1) شکل تابع حافظه
اشاره به توانایی Ti-50٪ Ni (اتمی) برای بازگرداندن شکل اصلی خود را تحت شرایط دمایی خاص، که به آن آلری حافظه شکل می نامند، اشاره دارد.
(2) تابع ابررسانا
به Alloy NbTi اشاره دارد. هنگامی که دما تا نزدیک به صفر مطلق افت کند، سیم ساخته شده از Alloy NbTi مقاومت خود را از دست خواهد داد. هنگامی که هر جریان بزرگی از آن عبور می کند، سیم گرم نمی شود و هیچ انرژی مصرف نمی کند. NbTi یک ماده ابررسانا نامیده می شود.
(3) تابع ذخیره سازی هیدروژن
اشاره به Ti-50٪ Fe (اتمی) است که توانایی جذب مقدار زیادی هیدروژن را دارد. با استفاده از این ویژگی TiFe می توان هیدروژن را با خیال راحت ذخیره کرد، به این صورت که لازم نیست از سیلندرهای گاز پر فشار فولاد برای ذخیره هیدروژن استفاده شود. در شرایط خاص، TiFe همچنین می تواند هیدروژن را آزاد کند، و TiFe یک ماده ذخیره انرژی نامیده می شود.
