Titāna attīstības tendences analīze
Titāna attīstības tendence
1. Gaisa kuģu ražošanas nozarē,ražošanā izmantotajiem materiāliem ir jābūt viegliem un izturīgiem. Parasti to izsaka ar īpatnējo stiprību (materiāla stiprības attiecību pret blīvumu). Jo lielāka attiecība, jo labāk, un titāns atbilst šai prasībai. Titāna īpatnējā stiprība ir lielākā no pašlaik izmantotajiem materiāliem, 3 reizes lielāka nekā nerūsējošajam tēraudam un 1,3 reizes lielāka nekā alumīnija sakausējumam. Tāpēc lidmašīnu ražošanas nozarē titāns ir ļoti svarīgs materiāls. Attīstoties aviācijas nozarei, lidmašīnu ātrums kļūst arvien ātrāks. Jo lielāks ātrums, jo augstāka ir gaisa kuģa virsmas temperatūra, ko izraisa berze starp lidaparātu un gaisu. Kad ātrums sasniedz 2,2 reizes lielāku skaņas ātrumu, alumīnija sakausējums vairs nav kompetents, un tērauds ir pārāk smags, tāpēc tas ir izgatavots tikai no titāna sakausējuma. Tāpēc daži cilvēki saka: ja nav titāna sakausējuma kā ražošanas materiāla, nav iespējams izveidot virsskaņas lidmašīnu ar ātrumu, kas vairāk nekā 2,5 reizes pārsniedz skaņas ātrumu.
2. Kosmosa braucienos,kosmosa kuģu lidojuma ātrums ir daudz lielāks nekā lidmašīnām, un vairāk mainās darba vide, tāpēc arī prasības materiāliem ir augstākas un stingrākas. Piemēram, raķetes izmantošanai pilotējama kosmosa kuģa transportēšanai uz Mēnesi ir nepieciešams process no augstas temperatūras līdz īpaši zemai temperatūrai. Atgriežoties zemē, tā no īpaši zemas temperatūras pāriet uz augstu temperatūru. Kosmosa kuģim ieejot atmosfērā, kosmosa kuģa virsmas temperatūra paaugstinās līdz 540 grādiem -650 grādiem. Kosmosa kuģu izgatavošanai izmantotajiem materiāliem ir jāpielāgojas tik krasām temperatūras izmaiņām, un titāna sakausējumi var atbilst šīm prasībām. Kosmosa navigācijā titāna izmantošana var ievērojami samazināt lidmašīnas svaru. No ekonomiskā viedokļa strukturālā svara samazināšanās dēļ tas var ievērojami ietaupīt degvielu, un tajā pašā laikā var ievērojami samazināt raķešu un raķešu būvniecības un palaišanas izmaksas.
3. Titāna izturība pret koroziju ir ļoti spēcīga, jo īpaši tā ir izturīga pret jūras ūdeni, ko var pielīdzināt platīnam. Kāds reiz četrarpus gadus iegremdēja titāna metālu jūras ūdenī. Pēc tā izņemšanas tika novērots, ka tas gandrīz nav sarūsējis un joprojām saglabā savu sākotnējo metālisko spīdumu. Tāpēc titāns ir labs materiāls kuģu izgatavošanai. Kā korozijizturīgs materiāls titānu kopš tā dzimšanas ir augstu novērtējušas visas valstis. Piemēram, no 1963. līdz 1975. gadam ASV korozijizturīgos materiālos izmantotā titāna daudzums palielinājās 10 reizes. No Japānā izmantotā titāna 90 procenti tiek izmantoti izturībai pret koroziju. Titāna izturība pret koroziju ir 150 reizes augstāka nekā nerūsējošā tērauda izturība. Titānam un skābeklim ir spēcīga savienošanās spēja. Kad titāns tiek pakļauts gaisa iedarbībai, uz virsmas nekavējoties veidojas plāna un stabila oksīda plēve, kurai ir īpaša izturība pret koroziju. (Ja šis plēves slānis ir mehāniski bojāts, tas no jauna veidos plānu kārtiņu.) Mūsdienās elektrolizatoros mājās un ārzemēs grafīta vietā izmanto titānu. Šobrīd dažas valstis ārvalstīs ir noteikušas, ka atomelektrostacijās drošības nolūkos jāizmanto visi titāna kondensatori. Šajā ziņā izmantotais titāna daudzums ir ievērojams. Piemēram, termoelektrostacijai ar ģenerēšanas jaudu 600,000 KW ir vajadzīgas 60 tonnas titāna, savukārt atomelektrostacijai ar ģenerēšanas jaudu 110 KW ir vajadzīgas pat 150 tonnas titāna.
4. Neliela daudzuma titāna pievienošana leģētajam tēraudam var ievērojami uzlabot tērauda veiktspēju un palielināt tērauda izturību, stingrību un izturību pret koroziju.Piemēram, mūsu visizplatītākais 18-8 nerūsējošais tērauds satur aptuveni 1 procentu titāna. Arī krāsaino metālu hidrometalurģijā pēc titāna izmantošanas ir gūti labi rezultāti. Piemēram, metāla niķeļa elektrolītiskajā ražošanā nerūsējošā tērauda plākšņu vietā kā pamatplāksne ir izmantotas titāna plāksnes. Nerūsējošā tērauda plāksnes var izmantot tikai aptuveni vienu gadu, savukārt titāna plāksnes var izmantot vairāk nekā 10 gadus, un kalpošanas laiks tiek pagarināts par 10 reizēm. Ilgstoši eksperimenti ir pierādījuši, ka titāns nav toksisks cilvēka organismā, nedarbojas ar cilvēka ķermeņa izdalījumiem, ir piemērots jebkurai sterilizācijas metodei un tam nav magnētisma. Tāpēc titāns ir izmantots kā ortopēdiskie materiāli un medicīnas ierīces gan mājās, gan ārvalstīs.
5. Supravadošs materiāls ir sava veida materiāls ar lielām attīstības perspektīvām nākotnē. Sakausējums, kas izgatavots no aptuveni 50 procentiem titāna un 50 procentiem niobija, pašlaik ir visvairāk izpētītais un izmantotais supravadītājs materiāls.Niobija-titāna sakausējums veido 90 procentus no vairāk nekā 100 tonnām supravadītāju materiālu, ko ik gadu ražo Amerikas Savienotajās Valstīs. Mākslīgi sagatavotajam bārija titanātam (BaTiO3) ir īpašas īpašības, tam ir augsta dielektriskā konstante, un no tā izgatavotajam kondensatoram ir lielāka ietilpība. Patlaban, lai gan titāns ir 2 līdz 3 reizes dārgāks nekā nerūsējošais tērauds, tā kalpošanas laiks parasti ir vairāk nekā 10 reizes ilgāks nekā nerūsējošā tērauda kalpošanas laiks. Proti, titāna izmantošana vienam ieguldījumam ir dārgāka, bet ilgā lietošanas laika dēļ tomēr ir ekonomiska. Paredzams, ka tuvākajā nākotnē titāns kļūs par neaizstājamu metālu mūsu ikdienas dzīvē tāpat kā tērauds, varš un alumīnijs.
Mūsu valsts bagātīgie titāna resursi nodrošina izcilus apstākļus titāna nozares attīstībai, kā arī pavērs spilgtas perspektīvas plašam titāna pielietojumam dažādās jomās.
