티타늄에 관한 6가지 어려운 사실 - 주식회사 체리블라썸

그리스 신화에 나오는 거대한 타이탄의 이름을 딴 티타늄은 지구상에서 가장 강한 금속입니다. 희귀한 금속은 아니지만, 채굴하고 생산하는 데 드는 비용 때문에 가격이 비싸다. 티타늄 골프 클럽이나 티타늄 잠수함에 대해 들어보셨을 수도 있지만, 화이트 케이크 아이싱에도 티타늄이 들어 있다는 사실도 알고 계셨나요? 여기 단단한 금속으로 유명한 6가지 멋진 사실이 있습니다.

1791년, 영국의 아마추어 광물학자이자 교회 목사인 윌리엄 그레고르(William Gregor)는 콘월(Cornwall) 마을 근처 개울에서 이상한 검은 모래를 퍼냈습니다. 모래 중 일부는 자성이었고 Gregor는 이것이 산화철이라고 판단했지만 다른 물질은 미스터리였습니다. 그것은 확실히 또 다른 산화물이었지만 왕립지질학회(Royal Geological Society)의 책에는 하나도 없었습니다.

독일의 화학자 마르틴 하인리히 클라프로트(Martin Heinrich Klaproth)는 1795년에 이상한 산화물을 재발견하고 그리스 신화에 등장하는 올림포스 신들보다 앞서 있던 신들의 이름을 따서 산화 티타늄이라는 신화적 이름을 붙였습니다.

18세기 후반에 발견되었지만 순수 티타늄은 1910년 General Electric에서 근무하던 미국 화학자 Matthew Hunter가 높은 열과 압력 하에서 산화물에서 은빛 금속을 제거하는 방법을 알아내기 전까지는 산화물로부터 분리되지 않았습니다. 봉인된 "폭탄"에.

티타늄 합금(티타늄과 기타 금속의 혼합)은 지구상의 모든 금속 중에서 가장 높은 강도 대 중량 비율을 자랑합니다. 순수 티타늄은 강철만큼 강하면서도 45% 더 가볍습니다.

티타늄의 인상적인 중량 대비 강도 비율로 인해 티타늄 합금은 금속 부품이 가능한 한 견고하고 가벼워야 하는 모든 응용 분야에서 비행기 엔진 및 본체, 로켓, 미사일에 적합한 재료가 되었습니다.

세계에서 가장 큰 여객기인 Airbus A380의 대부분은 거대한 엔진에 77톤(70미터톤)의 티타늄이 포함되어 있습니다.

1930년대 "Knox 프로세스"라고 불리는 야금학적 혁신 덕분에 1940년대와 1950년대에 티타늄의 상업적 단조가 본격화되었습니다. 첫 번째 적용은 군용 항공기와 잠수함(미국과 러시아 모두)에 이루어졌고, 그 다음에는 1960년대에 상업용 항공기에 적용되었습니다.

부식은 시간이 지남에 따라 대부분의 금속을 천천히 파괴하는 전기화학적 과정입니다. 금속이 공기 중이나 수중에서 산소에 노출되면 산소가 전자를 빼앗아 금속 "산화물"을 생성합니다. 가장 흔한 부식성 산화물 중 하나는 녹이라고도 불리는 산화철입니다.

그러나 모든 산화물이 기본 금속을 부식에 노출시키는 것은 아닙니다. 티타늄이 산소와 접촉하면 표면에 얇은 이산화티탄(TiO2) 층이 형성됩니다. 이 산화물 층은 실제로 대부분의 산, 알칼리, 오염 및 바닷물로 인한 부식으로부터 기본 티타늄을 보호합니다.

티타늄은 자연적인 부식 방지 특성으로 인해 항공기뿐만 아니라 부식성이 강한 바닷물에 노출되는 해저 부품에도 이상적인 소재입니다. 선박 프로펠러는 거의 항상 티타늄으로 만들어지며, 선박의 내부 밸러스트와 배관 시스템, 선상 하드웨어도 바닷물에 노출됩니다.

티타늄을 부식으로부터 보호하는 동일한 얇은 이산화티타늄 층은 티타늄을 인체에 이식하기에 가장 안전한 재료로 만듭니다. 티타늄은 완전히 "생체적합성"을 갖고 있습니다. 즉, 무독성, 비알레르기성이며 심지어 인간의 조직 및 뼈와 융합될 수도 있습니다.

티타늄은 뼈와 관절 임플란트, 두개골 판, 치과 임플란트의 뿌리, 인공 눈과 귀용 페그, 심장 판막, 척추 유합술, 심지어 요도 스텐트에 사용되는 수술용 재료입니다. 연구에 따르면 티타늄 임플란트는 신체의 면역체계가 티타늄 표면에 직접 뼈를 성장시키도록 촉발하는 것으로 나타났습니다. 이 과정을 골유착이라고 합니다.

티타늄이 고관절 교체 및 골절된 뼈에 대한 핀으로 선호되는 또 다른 이유는 티타늄이 중량 대비 강도 비율이 매우 높아 임플란트를 가볍게 유지하고 인간의 뼈와 동일한 탄력성을 나타내기 때문입니다.