Son Haberler

Titanyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

-
Eylül 7, 2022
Titanyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

Titanyum; bir yarıyıl ‘müthiş metal’ olarak anılan üstün özelliklere sahip dayanıklı bir metal.

Titanyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

Titanyum, üstün fiziksel ve kimyevi özelliklere sahip, ender bulunan element ve stratejik ehemmiyette endüstriyel hammaddelerdendir. İşlenmesi çok güç ve pahalıdır. Tabiatta bulunan en sağlam maddeler arasında yer alır. İnsan dokusu ve kemikleri ile geçim sağlayabildiği için sağlık ürünleri ve tıp alanında kullanımı yaygındır. Metal ve alaşım olarak pigment sanayisi başta olmak üzere uçaklardan uzay vasıtalarına, denizaltılardan tencerelere kadar dayanıklı ürünlerin aranan elementidir. Özel olduğu kadar alaşımları ile eksantrik özelliklere de bürünen titanyum, stratejik metaller arasında yer alıyor.

Tarihçesi 

Titanyum, son 50 yıldır kullanım alanı büyüyen bir metal. İlk olarak 1791 senesinde İngiliz kimyacı Reverend William Gregor tarafından keşfedilmiş ve izole edilerek belirlenmiş. 1793 senesinde Alman kimyacı Martin Heinrich Klaproth tarafından Yunan mitolojisindeki toprak tanrıçasının oğulları olan Titanlara atfen bu ad verilmiş. 1910 senesine kadar galibiyetli bir biçimde izole edilemeyen titanyum, 1950’li senelerin başlarında havacılık sektöründe kullanılmaya başlanmış. O yarıyıllarda “muhteşem metal” olarak nitelenmiş. Teknolojideki büyümeler sayesinde günümüze kadar bir hayli ürünşöhret hammaddesi olmuş. 


Kimyevi Özellikleri

Titanyum, üstün kimyevi ve fiziksel özelliklere sahip. Kimyevi simgeyi “Ti” olan, element tablosunun 4. alt grubunda yer alan bir geçiş metalidir. Atom numarası 22, atom ağırlığı 47,9, özgül ağırlığı 4,5’tur. Çok serttir, metal hali kuvarsı çizebilir. Hafiftir, kırılgandır, dokusu gümüş beyaz renkte parlaktır. Erime noktası 1660 derece, kaynama noktası ise, 3287 derecedir.

Antimanyetiktir, ısı ve elektrik geçirgenliği demirden düşüktür. Asit, tuz ve öbür kimyevi bileşik ve maddelere karşı oldukça dayanıklıdır. Kimyevi ve fiziksel özellikleri zirkonyum ile eşlik gösterir. Hiçbir mikroorganizma ile tepkine girmez, toksik değildir. İnsan bedenine hasar vermez, alerji yapmaz. Soğuk ve sıcak preslenebilir. Kaynak yapılabilir, torna ve frezede işlenebilir. Azotla yanan az rakamdaki metaller arasındadır. Reaktif bir maddedir, saf olarak elde edilmesi güçtür. Düşük yoğunlukludur, yüksek gerilme ve korozyon mukavemetine sahiptir.

Yerkabuğunda en çok bulunan elementler arasında 9. sıradadır. Yerkabuğunun yüzde 0,56’sını kapsadığı hipotez edilmektedir. Cevher yaradılışı ve yataklanma potansiyeli çok seyrektir ve özel jeolojik koşullara bağlıdır. Titanyum cevher, primer yataklar olarak deyim edilen kayaçlardan ve ikincil sekonder yataklar olan plaserlerden kırıntı elde edilir. Primer yataklar, likid magmasal aşamalarda; ikincil yataklar ise plaserler biçiminde akarsu deltalarında ve sahil kumlarında oluşur. Kimyevi ve fiziksel açıdan en dayanıklı, özgül ağırlığı yüksek titanyum mineralleri, ikincil yataklardan elde edilir. Plaser yatak yaradılışlarında mineraller ayrılınıp yıpranarak ufalanır ve yoğunluklarına göre birbirinden bölerek eş yoğunlukta olanlar değişik bir bölgede birikir. Titanyum mineralleri de bu biçimde bölünerek muhakkak bölgelerde birikir ve plaser tipi cevher yaradılışları alana kazanç.

Cevher imalinin çoğu titanyum oksit biçiminde kullanılır. Öbür kullanımları; titanyumdioksit, titanyum metali ve titanokarbit biçimindedir. En ehemmiyetli titanyum mineralleri rutil TiO2, ilmenit FeTiO3 ve anatazdır. Bu üç mineral ticari ehemmiyete sahiptir. Öbür titanyum mineralleri ise şunlardır; brukit, sfen, perovskit, titanomanyetit. Akarsuların ve denizin yığdığı alüvyon yataklarında rutil ve ilmenit mineralleri bulunur. 


Nerelerde Kullanılır?

Titanyum, mevcut teknolojilerle işlenmesinin güçlüğü nedeniyle pahalı bir metaldir. Bu nedenle kullanım alanları ve tüketimi hudutludur. “Metal ve alaşımları”, “oksit ve öbür bileşikleri” biçiminde özel ürünlerde kullanılmaktadır. Titanyum mineralleri kâğıt, plastik ve boya sanayisinde sık kullanılır.

En beyaz boya pigmenti titanyum oksittir. Titanyum, tüm nesnelerin renklerini oluşturan moleküller olan pigmentlerin imalinde ehemmiyetli bir yeri olan elementtir. Titanyum oksit pigmenti; çinko oksit ve mermi oksit gibi pigmentlerden daha opak başka bir deyişle mattur, matlığını kaybetmez. Kâğıtların parlaklığını artırır ve transparanlığını eksiltir. Bu nedenle resim kâğıtlarında titanyum pigmenti kullanılır. Dünya titanyum cevheri imalinin yüzde 91’i ise pigment sanayisinde Bu oranın yüzde 57’si boya sanayisinde kullanılır, yüzde 6’sı ise metal sanayisinde kullanılmaktadır. Yüzde 3’lük kısım ise öbür sektörlere ayrılmaktadır.

Yüksek ısı ve süratte çalışan titreşimli parçalarda yeri doldurulamaz bir metaldir. Bir Hayli üründe seçeneksizdir. Korunma, uzay ve uçak sanayileri, kimya ve elektrokimya sanayilerinde dayanıklı metal olarak kullanımı yaygındır. Uzay vasıtaları, uçaklar ve füzelerdeki bir hayli parçada titanyum izine tesadüfülür. Güç işlenmesi ve maliyetleri nedeniyle metal olarak özel alanlarda kullanılabiliyor.

Titanyum son senelerde mutfak ürünlerinin de aranan maddesi haline geldi. Özellikle tava ve tencereler, titanyum ve alaşımları ile üretilmeye başlandı. Sağlıklı pişirme usulleri arasında yeni trend olarak mutfaklara giren titanyum ürünler, yapışmaz kaplamalarıyla kolay yemek yapmak için seçenek sunuyor. Hafif, aşınmaz ve ısıya dayanıklı özelliği nedeniyle nitelikli tava ve tencerelerde titanyum seçim ediliyor. Çelik tencerelere oranla takribî yüzde 50 daha hafif, alüminyumdan yüzde 60 daha ağır olan titanyum tencereler, her iki metalden de daha dayanıklı özellikler kapsıyor. Titanyumun kimyevi özellikleri nedeniyle hiç yağ kullanmadan yemek pişirilebiliyor.

Titanyumun kullanıldığı öbür ürün ve alanları şöyle sıralayabiliriz; taşıt motor parçaları, motor türbin kanatları, denizaltı gövdeleri, fabrikaların kimyevi madde üreten kısımları, kozmetik ürünleri, muşamba, yapak ipek, beyaz mürekkep, renkli sırça, seramik, ten ve kumaş boyaları, polietil başka bir deyişle kimyevi maddelere dayanıklı eşyalar, pencere çerçeveleri, kâğıt dolgu ve kaplamaları, kaynak elektrotları, elektrik arkları, vernik, cila, petrokimyasallar, arıtma santralleri, diş implantları, dental malzemeler, protezler, mücevher ve takılar, saatler, gözlük, cep telefonları, resim aygıtları, spor ürünleri…

Eksantrik Alaşım Nitinol

Titanyum-nikel alaşımı olan nitinol, ehemmiyetli bir alaşım. Biçimi bozulsa dahi ısıtıldığında daha önceki halini alabiliyor. Hafıza özelliği bulunan nitinol, çok eksantrik bir alaşım. Şöyle ki; yüksek sıcaklıklarda alaşıma bir biçim veriliyor, alaşım hafıza özelliğiyle biçimi belleğine kaydoluyor, daha sonra eğilip bükülse dahi hafif bir ısıyla belleğindeki biçimi alabiliyor. İllüzyonistlerin eğip büktüğü kaşıkların gizemi de bu alaşımda saklı; başka bir deyişle bu kaşıklar nitinol alaşımlardan yapılıyor.

Nitinol, tıp sektöründe de kullanılan ehemmiyetli maddeler arasında yer alıyor. Diş telleri, stentler, robotların parçaları gibi bir hayli üründe bu alaşımdan yararlanılıyor. Eksantrik bir bilgi daha; nitinol alaşımlı tellere elektrik verildiğinde boyu kısalıyor. Titanyum; çelik, bakır, vanadyum, molibden ve alüminyum gibi elementlerle de alaşım oluşturabilir. Bu alaşımlar, çok güçlü ve dayanıklı malzemelerin hammaddesidir.

Hangi Ülkelerde Rezerv Vardır?

Dünyadaki toplam titanyum rezervleri mevzusunda net bilgiler olmamakla beraber bir hayli ülkede zengin titanyum yatakları bulunuyor. Tespit edilen rezervler ise dünyadaki titanyum lüzumunu uzun müddet karşılayabilecek kapasitede. Dünyadaki toplam titanyum rezervinin 600 milyon ton etrafında olduğu belirtiliyor.

Ekonomik titanyum yataklarının büyük kısmı Kuzey Amerika ve bazı İskandinav ülkelerinde bulunuyor. Avustralya’da çok geniş alana dağılmış, zengin içerikli plaser tipi titanyum rezervleri mevcut.

En çok titanyum yatağı bulunan ülkeler şunlar; Avustralya, Çin, Kanada, Hindistan, Güney Afrika, Norveç, Ukrayna, Brezilya, Amerika Birleşik Devletleri ABD, Vietnam, Mozambik, Sri Lanka…

Türkiye’de ise ekonomik ve işlenebilir özellikte, nitelikli titanyum yatakları henüz bulunamadı. Ancak 2015 senesinde Maden Teknik Arama Ege Bölge Müdürlüğü tarafından Manisa’nın Alaşehir ilçesinde ekonomik bedeli yüksek titanyum tespit edildiği açıklandı. Bu açıklamadan sonra bulunan rezervle alakalı detaylı bilgi verilmedi. Primer veya sekonder tipi rezervler henüz tespit edilemediğinden Türkiye, titanyum gereksiniminin tamamını ithalat yoluyla karşılıyor.