แท่งไทเทเนียม

เกรดเชิงพาณิชย์ของไทเทเนียม (ความบริสุทธิ์ 99.2%) มีความแข็งแรงดึงสูงสุดประมาณ 434 เมกะปาสคาล (63,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) เท่ากับเหล็กกล้าผสมเกรดต่ำทั่วไป แต่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ไทเทเนียมมีความหนาแน่นมากกว่าอลูมิเนียม 60% แต่แข็งแรงกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์เกรด 6061-T6 ที่ใช้กันทั่วไปมากกว่าสองเท่า ไทเทเนียมอัลลอยด์บางชนิด (เช่น Beta C) สามารถบรรลุความแข็งแรงดึงได้สูงกว่า 1400 เมกะปาสคาล (200,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมจะสูญเสียความแข็งแรงเมื่อถูกให้ความร้อนเกิน 430 °C (806 °F)
 
ไทเทเนียมไม่มีความแข็งแรงเท่ากับเหล็กบางเกรดที่ผ่านการรักษาด้วยความร้อน ไม่มีแม่เหล็ก และเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าได้ไม่ดี การกลึงวัสดุนี้จำเป็นต้องใช้ความระมัดระวัง เนื่องจากวัสดุอาจเกิดการเสียดสีกันจนติดขัด (galling) หากไม่ใช้เครื่องมือที่คมและวิธีการระบายความร้อนที่เหมาะสม โครงสร้างที่ทำจากไทเทเนียม เช่นเดียวกับโครงสร้างที่ทำจากเหล็ก มีค่าความเหนื่อยล้า (fatigue limit) ซึ่งรับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานในบางแอปพลิเคชัน โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแกร่ง (stiffness) น้อยกว่าวัสดุโครงสร้างอื่นๆ หลายชนิด เช่น โลหะผสมอลูมิเนียมและคาร์บอนไฟเบอร์
 
โลหะนี้เป็นอัลโลโทรปแบบไดโมร์ฟิกของรูปแบบ α ที่มีโครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม ซึ่งจะเปลี่ยนไปเป็นรูปแบบ β ที่มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีอะตอมอยู่ที่จุดศูนย์กลาง (body-centered cubic) ที่อุณหภูมิ 882 °C (1,620 °F) ความจุความร้อนจำเพาะของรูปแบบ α จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปนี้ แต่หลังจากนั้นจะลดลงและคงที่ค่อนข้างมากสำหรับรูปแบบ β ไม่ว่าจะที่อุณหภูมิใดก็ตาม เหมือนกับเซอร์โคเนียมและฮาฟเนียม ยังมีเฟสโอเมก้าเพิ่มเติมอีกหนึ่งเฟส ซึ่งมีเสถียรภาพเชิงเทอร์โมไดนามิกภายใต้ความดันสูง แต่เป็นสถานะเมตาสเตเบิลภายใต้ความดันปกติ เฟสนี้โดยทั่วไปมีโครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม (อุดมคติ) หรือสามเหลี่ยม (บิดเบี้ยว) และสามารถพิจารณาได้ว่าเกิดจากการสั่นแบบโฟโนนอะคูสติกตามยาวที่อ่อนแอของเฟส β ซึ่งทำให้ระนาบของอะตอมยุบตัว
 
เช่นเดียวกับอลูมิเนียมและแมกนีเซียม ไทเทเนียมโลหะและโลหะผสมของมันจะเกิดการออกซิเดชันทันทีที่สัมผัสกับอากาศ ไทเทเนียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิ 1,200 °C (2,190 °F) ในอากาศ และที่อุณหภูมิ 610 °C (1,130 °F) ในออกซิเจนบริสุทธิ์ โดยเกิดเป็นไทเทเนียมไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมมีปฏิกิริยากับน้ำและอากาศช้ามากที่อุณหภูมิห้อง เนื่องจากมันสร้างฟิล์มออกไซด์แบบพาสซีฟขึ้นมาซึ่งทำหน้าที่ป้องกันโลหะส่วนหลักไม่ให้ถูกออกซิเดชันต่อไป เมื่อฟิล์มป้องกันนี้เกิดขึ้นใหม่ๆ จะมีความหนาเพียง 1–2 นาโนเมตรเท่านั้น แต่จะค่อยๆ หนาขึ้นอย่างช้าๆ จนมีความหนาถึง 25 นาโนเมตรภายในระยะเวลาสี่ปี
 
การผ่านกรรมวิธีแบบบรรยากาศ (Atmospheric passivation) ทำให้ไทเทเนียมมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างยอดเยี่ยม ใกล้เคียงกับแพลตินัม สามารถทนต่อการกัดกร่อนจากกรดซัลฟูริกและกรดไฮโดรคลอริกที่เจือจาง สารละลายคลอไรด์ และกรดอินทรีย์ส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมจะถูกกัดกร่อนโดยกรดเข้มข้น ตามที่แสดงโดยศักย์รีดอกซ์ (redox potential) ที่เป็นลบ ไทเทเนียมเป็นโลหะที่มีปฏิกิริยาเคมีสูงมากในเชิงเทอร์โมไดนามิก และจะลุกไหม้ในบรรยากาศปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลว ดังนั้น การหลอมไทเทเนียมจึงทำได้เฉพาะในบรรยากาศเฉื่อยหรือภายใต้สุญญากาศเท่านั้น ที่อุณหภูมิ 550 °C (1,022 °F) ไทเทเนียมจะรวมตัวกับคลอรีน นอกจากนี้ ยังทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนชนิดอื่นๆ และดูดซับไฮโดรเจนอีกด้วย
 
ไทเทเนียมเป็นหนึ่งในธาตุไม่กี่ชนิดที่ลุกไหม้ได้ในไนโตรเจนบริสุทธิ์ โดยทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 800 °C (1,470 °F) เพื่อสร้างไทเทเนียมไนไตรด์ ซึ่งก่อให้เกิดความเปราะของวัสดุ เนื่องจากไทเทเนียมมีปฏิกิริยาสูงกับออกซิเจน ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ บางชนิด จึงนิยมใช้เส้นใยไทเทเนียมในปั๊มไทเทเนียมซับลิเมชัน (titanium sublimation pumps) เป็นสารดักจับ (scavengers) สำหรับก๊าซเหล่านี้ ปั๊มประเภทนี้สามารถสร้างสุญญากาศระดับสูงพิเศษ (ultra-high vacuum) ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ โดยมีต้นทุนต่ำ

พารามิเตอร์

การใช้งาน：
1) อุปกรณ์ฝังกระดูกและข้อ: ข้อเทียม แผ่นโลหะ หมุดฝังกระดูก แท่งโลหะสำหรับใช้ในเวชศาสตร์กระดูกและข้อ หมุดฝังในไขกระดูก เข็มเจาะกระดูก และอุปกรณ์ยึดตรึงกระดูกสันหลัง
2) อุปกรณ์ฝังหัวใจ: ลิ้นหัวใจเทียม เครื่องกระตุ้นหัวใจ (Pacemaker) สายสวนหัวใจ และสแตนท์ภายในหลอดเลือด
3) อุปกรณ์ฝังดวงตา: แก้วตาเทียม
4) อุปกรณ์ฝังทันตกรรม: รากฟันเทียม หมุดดึง หมุดใส่รากฟัน รวมถึงอุปกรณ์ยึดตรึงภายในสำหรับทันตกรรม
5) วัสดุสำหรับการเติม: วัสดุเสริมเต้านม วัสดุเติมภายในลูกตา และวัสดุเติมสำหรับเวชศาสตร์กระดูกและข้อ