میله تیتانیوم

درجه‌های تجاری تیتانیوم (با خلوص ۹۹٫۲ درصد) دارای استحکام کششی نهایی حدود ۴۳۴ مگاپاسکال (۶۳۰۰۰ پوند بر اینچ مربع) هستند که معادل استحکام کششی فولادهای آلیاژی رایج و درجه پایین است، اما چگالی کمتری دارند. تیتانیوم ۶۰ درصد چگال‌تر از آلومینیوم است، اما از مقاومت کششی آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱-T6 که بیشترین کاربرد را دارد، بیش از دو برابر قوی‌تر است. برخی از آلیاژهای تیتانیوم (مانند بتا C) به استحکام‌های کششی بیش از ۱۴۰۰ مگاپاسکال (۲۰۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع) دست می‌یابند. با این حال، تیتانیوم هنگام گرم‌شدن بالاتر از ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد (۸۰۶ درجه فارنهایت) از مقاومت خود می‌کاهد.
 
تیتانیوم به اندازه برخی درجات فولاد حرارت‌دهی‌شده سخت نیست، غیرمغناطیسی است و هادی ضعیفی برای گرما و برق محسوب می‌شود. ماشین‌کاری آن نیازمند احتیاط است، زیرا در صورت استفاده از ابزارهای تیز و روش‌های مناسب خنک‌کننده، این ماده ممکن است دچار پدیده «گالینگ» (rozeh) شود. مانند سازه‌های ساخته‌شده از فولاد، سازه‌های تیتانیومی نیز دارای حد خستگی هستند که در برخی کاربردها تضمین‌کننده طول عمر آن‌ها می‌باشد. آلیاژهای تیتانیوم سفتی کمتری نسبت به بسیاری از سایر مواد سازه‌ای مانند آلیاژهای آلومینیوم و فیبر کربن دارند.
 
این فلز یک آلوتروپ دو شکلی است که در دمای اتاق به‌صورت فاز α با ساختار شش‌ضلعی وجود دارد و در دمای ۸۸۲ درجه سانتی‌گراد (۱۶۲۰ درجه فارنهایت) به فاز β با ساختار مکعبی مرکز‌دار (شبکه) تبدیل می‌شود. گرمای ویژه فاز α هنگام گرم‌شدن تا این دمای گذار به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد، اما پس از آن کاهش یافته و برای فاز β نسبتاً ثابت باقی می‌ماند، صرف‌نظر از دما. مشابه زیرکونیوم و هافنیوم، فاز امگا نیز وجود دارد که از نظر ترمودینامیکی در فشارهای بالا پایدار است، اما در فشار محیطی متاستابل می‌باشد. این فاز معمولاً شش‌ضلعی (ایده‌آل) یا مثلثی (مشوّش) است و می‌توان آن را ناشی از فوتون صوتی طولی نرم فاز β دانست که منجر به فروپاشی صفحات اتمی می‌شود.
 
مانند آلومینیوم و منیزیم، فلز تیتانیوم و آلیاژهای آن بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض هوا اکسید می‌شوند. تیتانیوم به‌راحتی در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲۱۹۰ درجه فارنهایت) در هوا و در دمای ۶۱۰ درجه سانتی‌گراد (۱۱۳۰ درجه فارنهایت) در اکسیژن خالص با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد و دی‌اکسید تیتانیوم را تشکیل می‌دهد. با این حال، در دمای محیط با آب و هوا به‌آهستگی واکنش نشان می‌دهد، زیرا لایه‌ای اکسیدی غیرفعال تشکیل می‌شود که فلز اصلی را در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می‌کند. این لایه محافظ در ابتدا تنها ۱ تا ۲ نانومتر ضخامت دارد، اما به‌تدریج رشد می‌کند و پس از چهار سال به ضخامت ۲۵ نانومتر می‌رسد.
 
پاسیو شدن جوی، مقاومت عالی تیتانیوم در برابر خوردگی را فراهم می‌کند که تقریباً معادل پلاتین است و این فلز را قادر می‌سازد تا در برابر حمله‌ی اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک رقیق، محلول‌های کلرید و اکثر اسیدهای آلی مقاومت کند. با این حال، تیتانیوم توسط اسیدهای غلیظ خورده می‌شود. همان‌طور که توسط پتانسیل اکسایش-کاهش منفی آن نشان داده شده است، تیتانیوم از نظر ترمودینامیکی فلزی بسیار واکنش‌پذیر است که در دمای پایین‌تر از نقطه‌ی ذوب، در جو عادی می‌سوزد. ذوب آن تنها در جو بی‌اثر یا در خلأ امکان‌پذیر است. در دمای ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد (۱۰۲۲ درجه فارنهایت)، با کلر ترکیب می‌شود. همچنین با سایر هالوژن‌ها واکنش نشان می‌دهد و هیدروژن را جذب می‌کند.
 
تیتانیوم یکی از عناصر کمی است که در گاز نیتروژن خالص می‌سوزد و در دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد (۱۴۷۰ درجه فارنهایت) با آن واکنش داده و نیترید تیتانیوم تشکیل می‌دهد که منجر به شکنندگی می‌شود. به دلیل واکنش‌پذیری بالای تیتانیوم با اکسیژن، نیتروژن و برخی گازهای دیگر، فیلامنت‌های تیتانیومی در پمپ‌های زیرنوردشی تیتانیومی به‌عنوان جاذب این گازها استفاده می‌شوند. چنین پمپ‌هایی به‌صورت مقرون‌به‌صرفه و قابل‌اطمینان فشارهای بسیار پایین را در سیستم‌های خلأ فوق‌العاده بالا تولید می‌کنند.

پارامتر：

کاربردها:
۱) ایمپلنت‌های ارتوپدی: مفاصل مصنوعی، صفحات فلزی، میخ‌های ارتوپدی، میله‌های فلزی مورد استفاده در ارتوپدی، میخ داخل مغزی، سوزن‌های استخوانی، دستگاه‌های ثابت‌کننده ستون فقرات.
۲) ایمپلنت‌های قلبی: شیرهای مصنوعی قلب، ضربان‌سازهای قلبی، کاتترهای قلبی و استنت‌های داخل رگ‌های خونی.
۳) ایمپلنت‌های چشمی: بلور مصنوعی.
۴) ایمپلنت‌های دندانی: ایمپلنت دندانی، میخ‌های جذب‌کننده، میخ‌های ریشه‌ای کانال ریشه، دستگاه‌های ثابت‌کننده داخلی و غیره.
۵) مواد پرکننده: پرکننده‌های سینه، مواد پرکننده داخل چشمی، مواد پرکننده در زمینه ارتوپدی.