Tubo di titanio

I gradi commerciali di titanio (purezza del 99,2 %) presentano una resistenza a trazione massima di circa 434 MPa (63.000 psi), equivalente a quella delle comuni leghe d'acciaio di bassa qualità, ma con densità inferiore. Il titanio è il 60 % più denso dell'alluminio, ma ha una resistenza superiore al doppio rispetto alla lega di alluminio 6061-T6 più comunemente utilizzata. Alcune leghe di titanio (ad esempio Beta C) raggiungono resistenze a trazione superiori a 1400 MPa (200.000 psi). Tuttavia, il titanio perde resistenza quando viene riscaldato oltre i 430 °C (806 °F).
Il titanio non è duro quanto alcuni acciai trattati termicamente, è non magnetico e un cattivo conduttore di calore ed elettricità. La lavorazione richiede precauzioni, poiché il materiale potrebbe presentare fenomeni di grippaggio se non vengono utilizzati utensili affilati e adeguati metodi di raffreddamento. Come le strutture in acciaio, anche quelle in titanio presentano un limite di fatica che garantisce durata nel tempo in alcune applicazioni. Le leghe di titanio hanno una rigidità inferiore rispetto a molti altri materiali strutturali, come le leghe di alluminio e le fibre di carbonio.
Il metallo è un allotropo dimorfo con una forma α esagonale che si trasforma in una forma β a corpo centrato (reticolo) a 882 °C (1.620 °F). Il calore specifico della forma α aumenta in modo significativo quando viene riscaldato fino a questa temperatura di transizione, ma poi diminuisce e rimane pressoché costante per la forma β, indipendentemente dalla temperatura. Similmente allo zirconio e all’afnio, esiste una fase omega aggiuntiva, termodinamicamente stabile ad alte pressioni, ma metastabile a pressione ambiente. Questa fase è generalmente esagonale (ideale) o trigonale (distorta) e può essere considerata dovuta a un fonone acustico longitudinale soffice della fase β, che provoca il collasso di piani di atomi.
Come l'alluminio e il magnesio, il titanio metallico e le sue leghe si ossidano immediatamente all'esposizione all'aria. Il titanio reagisce facilmente con l'ossigeno a 1.200 °C (2.190 °F) in aria e a 610 °C (1.130 °F) in ossigeno puro, formando diossido di titanio. Tuttavia, reagisce lentamente con l'acqua e l'aria a temperatura ambiente perché forma un rivestimento ossidico passivo che protegge il metallo massiccio da ulteriori ossidazioni. Questo strato protettivo, al momento della sua formazione, è spesso solo 1–2 nm, ma continua a crescere lentamente, raggiungendo uno spessore di 25 nm in quattro anni.
La passivazione atmosferica conferisce al titanio un'eccellente resistenza alla corrosione, quasi equivalente a quella del platino, rendendolo in grado di resistere all'attacco da parte di acidi solforico e cloridrico diluiti, soluzioni clorurate e della maggior parte degli acidi organici. Tuttavia, il titanio viene corroso dagli acidi concentrati. Come indicato dal suo potenziale redox negativo, il titanio è termodinamicamente un metallo molto reattivo che brucia nell'atmosfera normale a temperature inferiori al suo punto di fusione. La fusione è possibile soltanto in un'atmosfera inerte o nel vuoto. A 550 °C (1.022 °F), il titanio si combina con il cloro. Reagisce inoltre con gli altri alogeni e assorbe idrogeno.
Il titanio è uno dei pochi elementi che brucia in azoto puro, reagendo a 800 °C (1.470 °F) per formare nitruro di titanio, il quale causa fragilità. A causa della sua elevata reattività con ossigeno, azoto e alcuni altri gas, i filamenti di titanio vengono impiegati nelle pompe a sublimazione di titanio come agenti spazzino per tali gas. Queste pompe generano in modo economico e affidabile pressioni estremamente basse nei sistemi a ultra-alto vuoto.

Parametro:

Applicazioni:
1) Impianti ortopedici: articolazioni artificiali, placche metalliche, chiodi ortopedici, aste metalliche per uso ortopedico, chiodi endomidollari, aghi ossei, dispositivi di fissazione spinale.
2) Impianti cardiovascolari: valvole cardiache artificiali, pacemaker cardiaci, cateteri cardiaci e stent intravascolari.
3) Impianti oftalmici: cristallino artificiale.
4) Impianti dentali: impianto dentale, chiodi di trazione, chiodi per canale radicolare, dispositivi di fissazione interna, ecc.
5) Materiali di riempimento: protesi mammarie, materiali di riempimento intraoculari, materiali di riempimento in ambito ortopedico.