チタン材料・チタン加工品

チタンとは

1791年 イギリスの鉱物学者にして聖職者のウィリアム・グレゴールがイギリスの海岸「メナカン海岸」で発見しました。
発見地の「メナカン海岸」にちなみ初めは「メナカン」と名付けられました。
その後1795年、ドイツの科学者マルティン・ハインリヒ・クラプロートにより「チタン」と名付けられました。
チタンの名称は、ギリシャ神話のタイタン(Titanen:巨人)にちなんで”チタン”と名づけられています。

若い金属 チタン
「クロール法(マグネシウム還元法)」という工業的量産方式が確立され、世界中でチタンが活用されるようになったのは1950年頃です。
活用されてからまだ70年しか経っていません。
銅は紀元前4000年頃から使用されていた言われています、鉄も紀元前2000年ごろから使われいます。
銅は6000年前、鉄は4000年前、それと比べるとチタンはまだ70年と若い金属です。
よって、チタンにはその活用法も含めまだまだ可能性をひめている金属と言えるかもしれません。

チタンの特長、「軽い」「強い」「耐食性に優れる」「生体適合性に優れる」

軽い
純チタンは、物質の重さを表す基準である比重の数値が4.51となっており、その重さは鉄の3/5、銅の1/2程度です。
そのため、チタンは金属の中でも特に軽く、そのメリットによる恩恵を数多くの分野に与えています。

強い
チタンの強度は重さあたりで鉄の2倍、アルミの3倍にもおよびます。
これはチタンに弾性が高く、しなりやすいためであり、衝撃で割れたり折れたりすることが少ないことから、より高い強度が要求される製品の材料としても採用されることが多いです。

耐食性に優れる
チタンには耐食性が高く、錆びにくいという特徴もあります。ステンレスよりも耐食性に優れ、中でも海水耐食性は白金(プラチナ)に次ぐ強さを誇り、船舶・海水淡水化プラントなどの材料としても頻繁に採用されています。

生体適合性に優れている、チタンは体に優しく安全な金属
チタンは生体適合性に優れ、金属アレルギーが起こりにくいとされています。
金属アレルギーは、金属と汗などの水が触れることによって、金属イオンが発生し、それが原因となって起こります。
チタンは、このイオンがほとんど発生しないため、金属アレルギーを引き起こしにくいとされています。
又、有毒性もないので、医療用の道具や体内に埋め込む器具(インプラントや人工関節)に使用されます。



お肌に優しいチタン。
チタンで作った美顔器のチタン部品など。




その他特性
非磁性である。透磁率は1.0001で、非磁性体である。
融点が高い (1668℃)
線膨張係数が小さい。熱膨張係数はステンレスの約50%である。

他の金属との特性の比較表


鋼種比重溶融点
電気伝導率
%対cu比
熱伝導率
Cal/cm2/sec/℃/cm
線膨張係数
/℃
ヤング率
Gpa
チタン4.5116683.10.0418.6x10-6106
8.9310831000.92316.8x10-6125
ニッケル8.91453180.2215x10-6204
7.861530180.1512x10-6205
アルミニウム2.7660640.4923x10-670
ステンレス SUS3047.9314202.40.03917.3x10-6197

チタンは耐食性がよい。なぜ錆びないか?

チタンは酸素に触れた瞬間に酸化します。酸化被膜(二酸化チタン)を形成します。
表面にごく薄い数noの厚みのチタン酸化物(不働態化皮膜)ができることで、この皮膜が外界からチタンを保護する役目をして、腐食性の酸や海水などの多種多様な腐食性の環境からチタンを守ってくれます。
しかも、このチタンの不働態皮膜は他の金属に比べて特に強固な被膜です。
掻きキズなどで酸化皮膜を除去しても、自動的に瞬時に酸化膜が生成されるのでチタンの表面特性は損なわれれることはありません。
このことが極めて優れた耐食性を示す大きな要因となっています。

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