ไททาเนียม: โลหะอเนกประสงค์ที่มีการใช้งานหลากหลาย
ไททาเนียม (Ti) มีคุณสมบัติแข็งแรงทนทานและใช้งานได้หลากหลาย เป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับ 9 ในเปลือกโลกและเป็นอันดับ 4 ในบรรดาธาตุโลหะ ไททาเนียมมีสัญลักษณ์คือ "Ti" และอยู่ในอันดับที่ 22 ในตารางธาตุ โดยมีน้ำหนักอะตอม 47.90 ไททาเนียมส่วนใหญ่มาจากแร่รูไทล์และอิลเมไนต์ที่พบในทรายชายหาด โดยขุดส่วนใหญ่ในออสเตรเลียและแอฟริกาใต้
กระบวนการผลิตเริ่มต้นด้วยการนำรูไทล์ผสมกับโค้กหรือทาร์และก๊าซคลอรีนให้ความร้อนเพื่อให้ได้ไททาเนียมเตตระคลอไรด์ (TiCl4) สารประกอบนี้จะถูกแปลงทางเคมีเป็นวัสดุคล้ายฟองน้ำ จากนั้นจึงหลอมเป็นแท่งโลหะโดยใช้การหลอมด้วยอาร์กสูญญากาศ (VAR) หรือเตาเผาแบบใช้ความร้อนต่ำ เกรดโลหะผสมจะประกอบด้วยสารผสมโลหะผสมที่เติมลงไประหว่างการอัด แท่งโลหะที่ได้จะถูกแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์โรงสีต่างๆ โดยใช้เครื่องมือโลหะมาตรฐาน
ลักษณะทางโลหะวิทยาของไททาเนียมทำให้ไททาเนียมเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในหลากหลายภาคส่วน เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ การแปรรูปอุตสาหกรรมและสารเคมี การใช้งานทางการแพทย์ อุตสาหกรรมทางทะเลและกองทัพเรือ อุปกรณ์กีฬา และสินค้าอุปโภคบริโภค ในช่วงแรก ไททาเนียมมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศทางทหาร เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงโครงสร้างที่เหนือกว่าและอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่น โดยความหนาแน่นของไททาเนียมจะอยู่ระหว่าง 0.160 ปอนด์/นิ้ว³ ถึง 0.175 ปอนด์/นิ้ว³ ซึ่งแตกต่างกันไปตามเกรด
ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ไททาเนียมได้รับความนิยมคือการสร้างฟิล์มออกไซด์คล้ายเซรามิกตามธรรมชาติเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน ซึ่งทำให้ทนต่อการกัดกร่อนและการสึกกร่อนได้ดีเยี่ยม ชั้นออกไซด์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้นี้จะช่วยลดรอยขีดข่วนเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน
ไททาเนียมมีคุณสมบัติทางชีวภาพที่เข้ากันได้ จึงถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ เช่น ข้อสะโพกและข้อเข่าเทียม เคสเครื่องกระตุ้นหัวใจ รากฟันเทียม และแผ่นครอบกะโหลกศีรษะและใบหน้า คุณสมบัติที่ไม่เป็นแม่เหล็ก ความสามารถในการรักษาความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง จุดหลอมเหลวสูง อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม ความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เกิดออกซิเดชันต่างๆ (รวมถึงน้ำกร่อยและน้ำเค็ม) และโมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำ ตอกย้ำถึงความอเนกประสงค์ของไททาเนียม
สรุปได้ว่า ความทนทาน ความยืดหยุ่น และความสามารถในการปรับตัวของไททาเนียมผสมผสานกันช่วยตอกย้ำสถานะของไททาเนียมในฐานะวัสดุจำเป็นในอุตสาหกรรมต่างๆ และเป็นการรับประกันถึงนวัตกรรมและการประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่องในอนาคต
