Titanyum

Titanyum (Ti), atom numarası 22 olan ve geçiş metalleri arasında yer alan bir elementtir. Düşük yoğunluğa rağmen yüksek çekme dayanımı gösterir ve doğal olarak oluşan ince oksit tabakası sayesinde korozyona karşı güçlüdür. Bu nedenle hafif, dayanıklı ve biyouyumlu malzemeler için özellikle tercih edilir.

Doğada titanyum esas olarak ilmenit (FeTiO3) ve rutile (TiO2) minerallerinde bulunur. Kamuya ait başlıca cevherler bunlardır. Cevherler işlenerek TiCl4 adlı ara maddeye dönüştürülür ve ardından bu bileşik indirgenerek saf titanyum metaline ulaşılır.

Tarihsel olarak titanyum ilk kez 1791 yılında William Gregor tarafından keşfedildi ve 1795’te Martin Klaproth tarafından adlandırıldı. İlk metal üretimi 20. yüzyılın başlarında gerçekleştirildi; endüstriyel üretimde yaygın olarak Kroll prosesi kullanılır. Bu süreçte TiCl4 magnezyum veya sodyum ile indirgenerek metal titanyum elde edilir. Geliştirilmiş diğer yöntemler arasında TiO2’nin elektrikli indirgenmesiyle üretimi hedefleyen FFC Cambridge prosesi bulunur.

Kullanım alanları geniştir. Havacılık ve uzay sanayisinde ana yapısal malzeme olarak kullanılır; motor bileşenleri, uçak gövdeleri ve iniş takımlarında tercih edilir. Ayrıca deniz yapılarında korozyon direnci nedeniyle ve biyouyumlu olduğu için tıbbi implantlar ile cerrahi cihazlarda da kullanılır. Son yıllarda 3D baskı ve spor ekipmanları da titanyumun önemli uygulama alanlarındandır.

Fiziksel özellikleri arasında erime noktası yaklaşık 1668°C, kaynama noktası çok daha yükseği ve yoğunluğu yaklaşık 4.5 g/cm3 bulunur. Doğal olarak Ti-46, Ti-47, Ti-48, Ti-49 ve Ti-50 gibi kararlı izotoplar içerir; en bol olan Ti-48 yaklaşık olarak üçte ikiden fazlasını oluşturur. Titanyumun ince oksit tabakası oksijenin geçişini engeller, bu da malzemenin uzun ömürlü ve güvenli kullanımlara uygun olmasını sağlar.