Aký je rozdiel medzi kovom titánu a oxidom titaničitým?

Kovový titán a oxid titaničitý nie sú rovnaký materiál a nemožno ich navzájom nahradiť. Titánový kov (Ti) je čistý kovový prvok cenený pre pevnosť, nízku hustotu a odolnosť proti korózii, pričom oxid titaničitý (TiO2) je zlúčenina podobná keramike vzniká, keď sa titán spája s kyslíkom, používa sa predovšetkým ako biely pigment, povlak a polovodičový tenkovrstvový materiál. Jedným z nich je konštrukčný a funkčný kov; druhá je chemická zlúčenina používaná väčšinou vo forme prášku alebo tenkého filmu.

Kovový titán vs oxid titaničitý: hlavný chemický rozdiel

Titánový kov existuje vo svojej elementárnej forme, s atómami spojenými dohromady v kovovej mriežke. Vedie elektrický prúd, možno ho opracovávať, kovať, valcovať alebo taviť a s kyslíkom reaguje len na svojom povrchu, pričom vytvára tenkú ochrannú vrstvu oxidu. Naproti tomu oxid titaničitý je zlúčenina vyrobená z jedného atómu titánu viazaného na dva atómy kyslíka. Správa sa ako keramika: nevedie elektrinu, nedá sa kovať a zvyčajne sa dodáva ako jemný prášok, rozprašovací terč alebo prekurzor povlaku, a nie ako konštrukčná časť.

Mechanické a fyzické správanie

Titánový kov je vybraný pre nosné a vysoko namáhané aplikácie, pretože kombinuje vysoký pomer pevnosti k hmotnosti s vynikajúcou odolnosťou proti únave. Titán s vysokou čistotou v stupňoch 5N (99,999 %), 6N (99,9999 %) a 7N (99,99999 %) ďalej zlepšuje ťažnosť a redukuje praskanie spôsobené nečistotami, ktoré je dôležité v leteckých konštrukciách a presne opracovaných častiach. Oxid titaničitý nemá porovnateľnú mechanickú úlohu; je krehký v objemovej forme a namiesto toho je navrhnutý pre optický rozptyl, chemickú stabilitu pri vystavení UV žiareniu a dielektrické správanie v tenkých filmoch.

Ako sa titánový kov vyrába vo vysokej čistote

Komerčný titánový kov vo všeobecnosti začína ako titánová špongia, vyrábaná procesom Kroll, potom sa ďalej rafinuje pre polovodičové a letecké aplikácie. Proces elektrolytického čistenia roztavenej soli novej generácie v kombinácii s vákuovým tavením elektrónovým lúčom umožňuje rozsiahlu výrobu titánu s ultra vysokou čistotou 5N triedy, čo je schopnosť, ktorú má len malý počet výrobcov na celom svete. Tento rafinovaný kov sa potom spracuje do formy kryštálu, ingotu, dosky, rúrky alebo rozprašovacieho terča v závislosti od konečného použitia. Naproti tomu oxid titaničitý sa vyrába chloridovými alebo sulfátovými procesmi, ktoré oxidujú rudu obsahujúcu titán priamo do zlúčeniny, bez potreby kovovej redukcie.

Produktová rada titánu s vysokou čistotou

Ako dodávateľ kovov v polovodičovej kvalite a výrobca odparovacích materiálov, naša produktová rada Ti s vysokou čistotou pokrýva každú fázu od surovej špongie až po hotové naprašovacie terče, pričom podporuje výrobu polovodičových, leteckých a superzliatinových materiálov.

Titánová špongia Surovina

Kryštál titánu Vysoká čistota

Titánový prášok 3D tlač / MIM

Titánová doska Štrukturálne

Titánový terč Rozprašovací terč

Priemyselné aplikácie titánu

• Komponenty leteckých motorov a konštrukcie trupu, kde vysoká pevnosť a nízka hustota zlepšujú palivovú účinnosť
• Umelé kĺby a zubné implantáty, spoliehajúce sa na biokompatibilitu
• Reaktory a potrubia pri chemickom spracovaní, ktoré sa spoliehajú na odolnosť proti korózii
• Polovodičové naprašovacie terče a odparovacie materiály používané pri výrobe čipov
• Vysoko legované materiály pre turbíny a vysokoteplotné komponenty

Priemyselné aplikácie oxidu titaničitého

• Biely pigment pre farby, nátery, plasty a papier
• Antireflexné a dielektrické tenké vrstvy v optike a elektronike
• Fotokatalytické nátery pre samočistiace a UV odolné povrchy
• Opaľovacie a kozmetické prípravky, cenené pre rozptyl UV žiarenia

Stupne čistoty, na ktorých záleží pri použití polovodičov

V prípade polovodičovej a presnej práce s tenkým filmom čistota titánového kovu priamo ovplyvňuje rovnomernosť filmu a výkon zariadenia. Ako dodávateľ, ktorý pracuje s vysoko čistými materiálmi triedy 5N, 6N a 7N, je úroveň čistoty zvyčajne prispôsobená citlivosti aplikácie a nie je aplikovaná jednotne na všetky produkty.

Výber medzi kovom titánu a oxidom titaničitým

Výber závisí výlučne od požadovanej funkcie. Ak je cieľom pevnosť, zníženie hmotnosti, odolnosť proti korózii alebo elektricky vodivý tenký film, správnym materiálom je titánový kov a úroveň čistoty by sa mala zvoliť na základe citlivosti koncovej aplikácie na stopové nečistoty. Ak je cieľom biely pigment, ochranný povlak alebo optická vrstva, vhodnou zlúčeninou je oxid titaničitý. Pretože oba materiály zdieľajú rovnaký základný prvok, ale správajú sa úplne odlišne pri výrobe a výkone, potvrdením stupňa čistoty, fyzikálnej formy a zamýšľaného procesu pred získaním zdrojov sa vyhnete nákladným chybám pri náhrade, najmä pri kovoch polovodičovej triedy a superzliatinových materiáloch, kde sú tolerancie nečistôt extrémne prísne.