Feuille de titane

Les nuances commerciales de titane (99,2 % de pureté) présentent une résistance à la traction ultime d’environ 434 MPa (63 000 psi), équivalente à celle des alliages d’acier courants de faible qualité, mais avec une densité inférieure. Le titane est 60 % plus dense que l’aluminium, mais plus de deux fois plus résistant que l’alliage d’aluminium 6061-T6 le plus couramment utilisé. Certains alliages de titane (par exemple Beta C) atteignent des résistances à la traction supérieures à 1400 MPa (200 000 psi). Toutefois, le titane perd de sa résistance lorsqu’il est chauffé au-delà de 430 °C (806 °F).

Le titane n’est pas aussi dur que certaines nuances d’acier traité thermiquement, il est non magnétique et un mauvais conducteur de chaleur et d’électricité. L’usinage exige des précautions, car le matériau peut gripper si des outils tranchants et des méthodes de refroidissement adéquates ne sont pas utilisés. Comme les structures en acier, les structures en titane possèdent une limite de fatigue qui garantit leur longévité dans certaines applications. Les alliages de titane présentent une rigidité inférieure à celle de nombreux autres matériaux structuraux, tels que les alliages d’aluminium et les fibres de carbone.

Le métal est un allotrope dimorphe sous forme α hexagonale qui se transforme en une forme β cubique à faces centrées (réseau) à 882 °C (1 620 °F). La chaleur spécifique de la forme α augmente de façon spectaculaire lorsqu’elle est chauffée jusqu’à cette température de transition, puis diminue et demeure relativement constante pour la forme β, quelle que soit la température. Similaire au zirconium et à l’hafnium, une phase supplémentaire, dite phase oméga, existe : elle est thermodynamiquement stable à haute pression, mais métastable à la pression ambiante. Cette phase est généralement hexagonale (idéale) ou trigonale (déformée) et peut être considérée comme résultant d’un phonon acoustique longitudinal mou de la phase β, provoquant l’effondrement de plans d’atomes.

Comme l’aluminium et le magnésium, le titane et ses alliages s’oxydent immédiatement dès leur exposition à l’air. Le titane réagit facilement avec l’oxygène à 1 200 °C (2 190 °F) dans l’air, et à 610 °C (1 130 °F) dans de l’oxygène pur, formant du dioxyde de titane. Toutefois, il réagit lentement avec l’eau et l’air à température ambiante, car il forme un revêtement oxydé passif qui protège le métal massif contre toute oxydation ultérieure. Lorsqu’il se forme initialement, ce film protecteur n’a qu’une épaisseur de 1 à 2 nm, mais continue de croître lentement, atteignant une épaisseur de 25 nm au bout de quatre ans.

La passivation atmosphérique confère au titane une excellente résistance à la corrosion, presque équivalente à celle du platine, lui permettant de résister à l’attaque par des acides sulfurique et chlorhydrique dilués, des solutions de chlorure et la plupart des acides organiques. Toutefois, le titane est attaqué par les acides concentrés. Comme l’indique son potentiel redox négatif, le titane est, du point de vue thermodynamique, un métal très réactif qui s’enflamme dans l’atmosphère normale à des températures inférieures à son point de fusion. La fusion n’est possible que dans une atmosphère inerte ou sous vide. À 550 °C (1 022 °F), il se combine avec le chlore. Il réagit également avec les autres halogènes et absorbe l’hydrogène.

Le titane est l’un des rares éléments qui brûlent dans un gaz d’azote pur, réagissant à 800 °C (1 470 °F) pour former du nitrure de titane, ce qui provoque une fragilisation. En raison de sa forte réactivité avec l’oxygène, l’azote et certains autres gaz, les filaments de titane sont utilisés dans les pompes à sublimation de titane comme pièges pour ces gaz. Ces pompes permettent, à moindre coût et de façon fiable, d’obtenir des pressions extrêmement basses dans les systèmes à ultra-haut vide.

Paramètre :

Applications:
1) Implants orthopédiques : articulations artificielles, plaques métalliques, clous orthopédiques, tiges métalliques destinées à l’orthopédie, clous intramédullaires, aiguilles osseuses, dispositifs de fixation rachidienne.
2) Implants cardiovasculaires : valves cardiaques artificielles, stimulateurs cardiaques, cathéters cardiaques et endoprothèses vasculaires.
3) Implants ophtalmologiques : cristallin artificiel.
4) Implants dentaires : implant dentaire, clous de traction, clous pour racine canalaire, dispositifs de fixation interne, etc.
5) Matériaux de comblement : prothèses mammaires, matériaux de comblement intraoculaire, matériaux de comblement en orthopédie.