המחיר שלסגסוגת טיטניוםהוא בין 200 ל-400 דולר לקילוגרם, בעוד המחיר של סגסוגת טיטניום צבאית יקר פי שניים. אז מה זה טיטניום? למה זה כל כך יקר אחרי סגסוגת?
ראשית, בואו נבין את מקור הטיטניום. טיטניום מגיע בעיקר מאילמניט, רוטיל ופרובסקיט. זוהי מתכת כסופה-לבנה. בשל אופיו הפעיל של טיטניום והדרישות הגבוהות לטכנולוגיית התכה, אנשים לא הצליחו לייצר כמות גדולה של טיטניום במשך זמן רב, ולכן היא גם מסווגת כמתכת "נדירה".
למעשה, בני אדם גילו טיטניום בשנת 1791, אבל הראשוןטיטניום טהורהופק בשנת 1910, שלקח יותר ממאה שנים. הסיבה העיקרית היא שטיטניום פעיל מאוד בטמפרטורות גבוהות וקל לשלב אותו עם חמצן, חנקן, פחמן ואלמנטים נוספים. נדרשים תנאים קשים מאוד כדי להפיק טיטניום טהור. עם זאת, ייצור הטיטניום של סין גדל מ-200 טון במאה הקודמת ל-150,000 טון כעת, כיום במקום הראשון בעולם. אז איפה משתמשים בעיקר בטיטניום כשהוא כל כך יקר?
1. מלאכות טיטניום.לטיטניום צפיפות גבוהה והוא עמיד בפני קורוזיה, ניתן לחמצן וצבעוני במיוחד. יש לו אפקט דקורטיבי מעולה והוא הרבה יותר זול מזהב אמיתי, ולכן הוא משמש להחלפת זהב אמיתי לקרמיקה ליצירה, מבנים עתיקים ותיקוני מבנים עתיקים, לוחיות שמות חיצוניים וכו'.
2. תכשיטי טיטניום.טיטניום למעשה נכנס לחיינו בשקט. כמה תכשיטים עשויים מטיטניום טהור שבנות עונדות עכשיו. המאפיין הגדול ביותר של סוג חדש זה של תכשיטים הוא בריאות, בטיחות והגנת הסביבה. הוא לא יפיק חומרים מזיקים לעור ולגוף האדם, והוא נקרא "תכשיט ירוק".
3. משקפי טיטניום. לטיטניום יכולת להתנגד לעיוותים גבוהה יותר מאשר לפלדה, אך משקלו הוא רק חצי מאותו נפח של פלדה. משקפי טיטניום אינם נראים שונה ממשקפי מתכת רגילים, אך הם למעשה קלים ונוחים, עם מגע חם וחלק, ללא התחושה הקרה של משקפי מתכת אחרים. מסגרות טיטניום קלות בהרבה ממסגרות מתכת רגילות, לא יתעוותו לאחר שימוש ארוך טווח, והאיכות מובטחת יותר.
4. בתחום התעופה והחלל, פלדות רבות על נושאות המטוסים הנוכחיות, רקטות וטילים הוחלפו בסגסוגות טיטניום. חלק מהאנשים ביצעו ניסויי חיתוך עם לוחות פלדה וסגסוגות טיטניום, גם בגלל עמידותו בפני דפורמציה ומשקל קל. במהלך תהליך החיתוך, נמצא שהניצוצות שמייצר טיטניום נראו קצת שונים. לוח הפלדה היה זהוב, בעוד שניצוצות סגסוגת הטיטניום היו לבנים. זה בעיקר בגלל החלקיקים הקטנים המיוצרים מסגסוגת טיטניום במהלך תהליך החיתוך. הוא יכול להתלקח באופן ספונטני באוויר ולפלוט ניצוצות בהירים, והטמפרטורה של ניצוצות אלה גבוהה בהרבה מזו של ניצוצות פלדה, ולכן אבקת טיטניום משמשת גם כדלק רקטות.
על פי הסטטיסטיקה, יותר מ-1,000 טון טיטניום משמשים לניווט בעולם מדי שנה. בנוסף לשימוש כחומרי חלל, טיטניום משמש גם לייצור צוללות. מישהו פעם הטביע טיטניום לקרקעית הים, וגילה שהוא לא חליד בכלל כשהוציאו אותו חמש שנים לאחר מכן, כי צפיפות הטיטניום היא רק 4.5 גרם, והחוזק לסנטימטר מעוקב הוא הגבוה ביותר מבין המתכות. ויכול לעמוד בלחץ של 2,500 אטמוספרות. לכן, צוללות טיטניום יכולות לשוט בים העמוק של 4,500 מטר, בעוד שצוללות פלדה רגילות יכולות לצלול עד 300 מטר.
היישום של טיטניום הוא עשיר וצבעוני, וסגסוגות טיטניוםנמצאים בשימוש נרחב גם ברפואה, ומשמשים ברפואת שיניים, כירורגיה פלסטית, מסתמי לב, ציוד רפואי וכו'. עם זאת, המחיר הנוכחי של מוצרי טיטניום בשוק הוא בדרך כלל גבוה, מה שגורם לצרכנים רבים להתרחק. אז מה בדיוק גורם למצב הזה?
הכרייה והניצול של משאבי טיטניום קשה מאוד. תפוצת מכרות חול האילמניט בארצי מפוזרת, וריכוז משאבי הטיטניום נמוך. לאחר שנים של כרייה ושימוש, נכרו משאבים איכותיים ובקנה מידה גדול, אך מכיוון שהפיתוח מבוסס בעיקרו על כרייה אזרחית, קשה ליצור פיתוח וניצול בקנה מידה גדול.
הביקוש לטיטניום חזק מאוד. כסוג חדש של חומר מתכת, נעשה שימוש נרחב בטיטניום בתעופה וחלל, בבנייה, באוקיינוס, באנרגיה גרעינית ובחשמל. עם השיפור המתמיד של החוזק הלאומי המקיף של ארצי, צריכת טיטניום הראתה גם מגמת צמיחה מהירה.
יכולת ייצור טיטניום לא מספקת. נכון לעכשיו, יש רק כמה מדינות מתועשות בעולם שיכולות לייצר טיטניום.
עיבוד טיטניום הוא קשה.
מטיטניום ספוג למטילי טיטניום, ולאחר מכן לצלחות טיטניום, נדרשים עשרות תהליכים. תהליך ההיתוך של טיטניום שונה מזה של פלדה. יש צורך לשלוט בקצב ההיתוך, המתח והזרם, ולהבטיח את יציבות ההרכב. בשל התהליכים הרבים והמורכבים, קשה גם לעבד אותו.
טיטניום טהור הוא רך ובדרך כלל אינו מתאים לשימוש כמוצרי טיטניום. לכן, יש להוסיף אלמנטים אחרים כדי לשפר את תכונות המתכת. לדוגמה, טיטניום-64, אשר נפוץ בשימוש בתעשיית התעופה, צריך להוסיף כמות גדולה של אלמנטים אחרים כדי לשפר את תכונות המתכת שלו.
טיטניום מגיב בחוזקה עם הלוגנים, חמצן, גופרית, פחמן, חנקן ואלמנטים אחרים בטמפרטורות גבוהות. לכן, ההתכה של טיטניום צריכה להתבצע בוואקום או באווירה אינרטית כדי למנוע זיהום.
טיטניום היא מתכת פעילה, אך המוליכות התרמית שלה ירודה, מה שמקשה על ריתוך עם חומרים אחרים.
לסיכום, ישנם גורמים רבים המשפיעים על מחיר סגסוגות טיטניום, לרבות ערך תרבותי, ביקוש, קושי בייצור וכו'. אולם עם התפתחות מתמשכת של המדע והטכנולוגיה, קושי הייצור עשוי לרדת בהדרגה בעתיד.
זמן פרסום: ינואר-02-2025