שימושים תעשייתיים של טיטניום

טיטניום הוא בעל תכונות מצוינות, מה שמוביל ליישום נרחב שלו. תחומי היישום העיקריים שלה כוללים: תעופה וחלל, בניית ספינות, תעשיות כימיות ופטרוכימיות, תחבורה, נשק, הנדסה ימית, ייצור חשמל, בנייה, מתכות, ציוד רפואי, ציוד ספורט, מוצרי צריכה ותעשייה קלה. בארצות הברית וברוסיה, כ-80% מהחומרים המעובדים בטיטניום משמשים במגזר התעופה והחלל. לעומת זאת, ביפן ובסין, 80% משמשים במגזר הכימי, התעשייה האזרחית הכללית ומוצרי צריכה. בעולם, בשנת 2005, הביקוש לטיטניום התחלק באופן הבא: תעופה וחלל 35%, צבא 12%, תעשייה 38% ואזרחי ואחרים 15%.

 

בתעשיית הנשק, נעשה שימוש בטיטניום ב: טנקים, כלי רכב משוריינים, טילים, גופי ארטילריה בגדלים שונים, מקלעים, להביורים, קסדות, אפודים חסיני כדורים וכפפות-חסנות פיצוץ.

בתעשיית המתכות משתמשים בטיטניום ב: מיכלים עמידים בפני קורוזיה-, תאים אלקטרוליטיים, כורים, רכזים, מפרידים, מחליפי חום, מצננים, משאבות ושסתומים שונים, להבי טורבינה, צינורות חיבור ואביזרים. בהנדסה ימית נעשה שימוש בטיטניום ב: התפלת מי ים, קידוחי נפט ימיים ותחנות כוח תרמיות ימיות.

בציוד ספורט נעשה שימוש בטיטניום ב: אלות גולף, ראשי אלות, מחבטי טניס, מסכות סייף, חרבות, דוקרנים ספרינטים, ציוד טיפוס הרים, מגלשיים, מגפי סקי, מוטות סקי, מחליקי קרח, חליפות צלילה, ציוד דיג, מוטות אוהלים וכו'.

במוצרי צריכה יומיומיים משתמשים בטיטניום ב: מסגרות למשקפיים, שעונים, מחשבים, מצלמות, קונסולות משחקים, טלפונים ניידים, אנטנות, כלי נגינה, כלי מטבח ועבודות יד.

 

תעשייה אווירית

תעשיית התעופה והחלל הייתה אחד המגזרים המוקדמים ביותר למחקר ויישום טיטניום וסגסוגות טיטניום. ללא טיטניום, זה יהיה כמעט בלתי אפשרי לייצר מטוסי מאך 2.7 על-קוליים. סגסוגות טיטניום משמשות בעיקר במבני מטוסים עבור מסגרות, עורות, מחיצות גוף, ציוד נחיתה, חומות אש, כנפיים, סנפירי זנב, קורות אורכיות, חופות, מכפילים, קילים, בלמים- מהירים, מכשירי עצירה, מחברים, גלגלי אף, מסגרות כבישים ומסילות כנפיים, מסגרות כבישים קשתיות, מסגרות כבישים ותמרורים וכו'

 

תעשייה אווירית

היישומים של טיטניום בתעשייה האווירית הביאו להפחתת משקל השיגור, הגדלת הטווח וחיסכון בעלויות, מה שהופך אותו לחומר פופולרי. ברקטות, טילים ובתעשייה האווירית, הוא משמש למיכלי לחץ, מיכלי דלק, מארזי מנועי רקטות, שרוולי חרירי רקטות, פגזים חיצוניים לוויינים, תאים מאוישים של חלליות (עור ומסגרת מבנית), ציוד נחיתה, נחתות ירח ומערכות הנעה. מלבד טיטניום טהור תעשייתי Ti64 (ELI) ו-Ti-5Al-2.5Sn (ELI), טיטניום תעופה וחלל בשימוש כולל גם Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2.5V, Ti-13V11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, וחומרים מרוכבים TiB.

 

בניית ספינות

טיטניום וסגסוגות טיטניום נמצאים בשימוש נרחב בצוללות גרעיניות, צוללות -בעומק הים, שוברות קרח גרעיניות-, מטוסי רחפן, רחפות, שולי מוקשים, כמו גם מדחפים, אנטנות שוט, צינורות מי ים, מעבים, מחליפי חום, ציוד אקוסטי{2}. סגסוגות עיקריות כוללות טיטניום טהור תעשייתי, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo, Ti-3Al2.5V, IIT-3B ו-IIT-7M.

 

כלי תחבורה

טיטניום נמצא בשימוש נרחב במכוניות, בעיקר במוטות חיבור, גלי ארכובה, טבעות שמירה, שסתומים, שסתומי יניקה, שסתומי פליטה, אטמי צינורות לחץ בלמים, ברגים של חישוקי גלגלים, מתלי היגוי, קפיצים, משתיקי קול, מערכות פליטה, תותבי גלגל ומסבים{0}} שונים{0}} חצאי גלים מהירים. היתרונות הבולטים של שימוש בסגסוגות טיטניום בחלקי רכב הם: משקל מופחת, חיי שירות ארוכים, אמינות משופרת, יעילות דלק, היעדר מתכות מזיקות כמו עופרת וקובלט, עמידות בפני קורוזיה ושיפור משמעותי בעמידות לטמפרטורות גבוהות.-

טיטניום משמש בעיקר באופנועים לצינורות פליטה, משתיקי קול, תותבים, קפיצי מתלה, גלגלי שיניים, שרשראות הנעה וברגים.

 

תעשייה כימית

חומרי טיטניום משמשים בתעשיות הכימיות והפטרוכימיות עבור תאים אלקטרוליטים (אלקטרודות), כורים, רכזים, מפרידים, מחליפי חום, מצננים, מגדלי ספיגה, צינורות חיבור, אביזרי (אוגנים, ברגים, אומים), אטמים, משאבות ושסתומים. הצרכן הגדול ביותר של טיטניום בתעשייה הכימית הוא ייצור כלור-אלקלי, המהווה 50% מצריכת הטיטניום הכוללת, ואחריו אפר סודה ב-20%, פלסטיק ב-17%, כימיקלים אורגניים ב-10%, וכימיקלים אנאורגניים ב-3%. מבין ציוד כימי שונים המשתמשים בטיטניום, מחליפי חום הם הנפוצים ביותר, המהווים 52% מהשימוש בחומרי טיטניום, ואחריהם אנודות ב-24%, מיכלים, צינורות, משאבות ושסתומים ב-19%, ואחרים ב-5%. היתרונות של ציוד טיטניום מומחשים להלן באמצעות מחליפי חום, אנודות מתכת טיטניום ומקררי גז כלור רטובים כדוגמאות.