Introduction au titane
La définition du titane et l'historique de son développement ont été présentés dans l'article précédent. En 1948, l'entreprise américaine DuPont a produit des éponges de titane par procédé au magnésium, marquant ainsi le début de la production industrielle de ces éponges. Les alliages de titane sont largement utilisés dans divers domaines en raison de leur grande résistance mécanique, de leur bonne résistance à la corrosion et de leur forte résistance à la chaleur.
Le titane est abondant dans la croûte terrestre, se classant au neuvième rang, bien plus haut que des métaux communs comme le cuivre, le zinc et l'étain. On le trouve abondamment dans de nombreuses roches, notamment dans le sable et l'argile.
Propriétés du titane
● Faible densité. Le titane métallique a une densité de 4,51 g/cm³.
● Haute résistance. 1,3 fois plus résistant que les alliages d'aluminium, 1,6 fois plus résistant que les alliages de magnésium et 3,5 fois plus résistant que l'acier inoxydable, ce qui en fait le matériau métallique champion.
● Haute résistance thermique. Sa température d'utilisation est supérieure de plusieurs centaines de degrés à celle de l'alliage d'aluminium et il peut fonctionner longtemps à 450-500 °C.
● Bonne résistance à la corrosion. Résistant à la corrosion acide, alcaline et atmosphérique, avec une résistance particulièrement forte à la corrosion par piqûres et sous contrainte.
● Bonnes performances à basse température. L'alliage de titane TA7 contient très peu d'éléments interstitiels et conserve un certain degré de plasticité à -253 °C.
● Chimiquement actif. Chimiquement actif à haute température, il réagit facilement avec l'hydrogène, l'oxygène et d'autres impuretés gazeuses présentes dans l'air pour produire une couche durcie.
● Non magnétique et non toxique. Le titane est un métal non magnétique qui n'est pas magnétisé dans les champs magnétiques très importants, est non toxique et a une bonne compatibilité avec les tissus et le sang humains, d'où son utilisation par la profession médicale.
● La conductivité thermique et le module d'élasticité sont faibles. La conductivité thermique est d'environ 1/4 de celle du nickel, 1/5 de celle du fer et 1/14 de celle de l'aluminium. La conductivité thermique de divers alliages de titane est environ 50 % inférieure à celle du titane. Le module d'élasticité des alliages de titane est environ la moitié de celui de l'acier.
Applications industrielles du titane et des alliages de titane
1Matériaux en titane appliqués à l'aérospatiale
Les alliages de titane présentent d'excellentes propriétés, telles qu'une faible densité et une résistance spécifique élevée, ce qui en fait un matériau idéal pour les structures aérospatiales. Dans ce secteur, ils peuvent être utilisés pour la fabrication de panneaux isolants de fuselage, de conduits d'air, de dérives, de réservoirs sous pression, de réservoirs de carburant, de fixations, de coques de fusées, etc.
2. Applications dans le secteur maritime.
Le titane est un élément chimiquement actif possédant une forte affinité pour l'oxygène. Exposé à l'air, il réagit avec l'oxygène pour former un film protecteur dense de TiO2 à la surface, protégeant ainsi l'alliage de titane des agents externes. Les alliages de titane présentent une bonne résistance à la corrosion et sont chimiquement stables dans les acides, les bases et les milieux oxydants. Leur résistance à la corrosion est supérieure à celle des aciers inoxydables existants et de la plupart des métaux non ferreux, et est même comparable à celle du platine. Largement utilisés dans les navires, notamment aux États-Unis et en Russie, les alliages de titane font l'objet d'une recherche en avance sur le reste du monde.
3. Applications dans l'industrie chimique
LE TITANE APPLIQUÉ DANS L'INDUSTRIE
Le titane présente une bonne résistance à la corrosion et est l'un des matériaux de structure les plus importants utilisés dans les milieux corrosifs tels que les produits chimiques. L'utilisation d'alliages de titane à la place de l'acier inoxydable, des alliages à base de nickel et d'autres métaux rares permet de réduire efficacement les coûts d'exploitation, de prolonger la durée de vie des équipements, d'améliorer la qualité des produits et d'économiser l'énergie. Dans l'industrie chimique chinoise, les alliages de titane sont principalement utilisés dans les tours de distillation, les réacteurs, les cuves sous pression, les échangeurs de chaleur, les filtres, les instruments de mesure, les aubes de turbine, les pompes, les vannes, les pipelines, les électrodes pour la production de chlore et de soude, etc.
Applications du titane et des alliages de titane dans la vie
1. Applications dans le marketing médical
Matériaux en titane appliqués au marché médical
Le titane est un matériau métallique idéal pour les applications médicales et présente une bonne biocompatibilité. Il est largement utilisé dans les implants orthopédiques, les dispositifs médicaux, les prothèses et les organes artificiels, etc. Au quotidien, les casseroles, poêles, couverts et thermos en titane gagnent en popularité.
3. Applications dans l'industrie de la bijouterie
Le titane appliqué en bijouterie
Par rapport aux métaux précieux tels que l'or et le platine, le titane, en tant que nouveau matériau de joaillerie, présente non seulement un avantage de prix absolu, mais également d'autres avantages.
1. Léger, la densité de l'alliage de titane est de 27 % de celle de l'or.
②Le titane a une bonne résistance à la corrosion.
③Bonne biocompatibilité.
④Le titane peut être coloré.
⑤ Le titane a une dureté élevée et ne se déforme pas facilement.
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Date de publication : 18 juillet 2022