तत्व शृंखला पर ज्ञान: टाइटेनियम - ब्लॉग

टाइटेनियम: स्टील जितना मजबूत, एल्युमीनियम जितना हल्का-और यह आपके शरीर में भी है
एक टाइटेनियम मिश्र धातु की हड्डी आपके शरीर में जीवन भर रह सकती है, और एक पूर्णतया टाइटेनियम हवाई जहाज ध्वनि की गति से तीन गुना अधिक गति से उड़ सकता है। स्टील से भी हल्की और एल्युमीनियम से भी मजबूत यह धातु आपके टूथपेस्ट, सनस्क्रीन और घुटनों में छिपी होती है।
यह धातु टाइटेनियम है। यह अत्यधिक महंगा नहीं है; यह अत्यंत दुर्लभ है।

I. स्टील का आधा वजन, एल्युमीनियम से दोगुना कठोर
टाइटेनियम का घनत्व 4.51 ग्राम/सेमी³ है, जो स्टील का 56% और एल्यूमीनियम का 1.6 गुना है। शुद्ध टाइटेनियम की ताकत मध्यम -कार्बन स्टील के बराबर होती है, जबकि टाइटेनियम मिश्र धातु (सबसे क्लासिक Ti-6Al-4V है, जिसे उद्योग में "टाइटेनियम 64" के रूप में जाना जाता है) ताकत को 900-1,170 एमपीए तक बढ़ा देता है, जो उन्हें उच्च शक्ति वाले मिश्र धातु स्टील के समान लीग में रखता है। विशिष्ट ताकत के संदर्भ में-अर्थात, यह प्रति यूनिट भार वहन कर सकता है-टाइटेनियम अन्य सभी धातुओं से आगे निकल जाता है।

इससे भी अधिक उल्लेखनीय बात यह है कि यह उच्च शक्ति कठोरता की कीमत पर नहीं आती है। जबकि कई उच्च शक्ति वाले स्टील मजबूत होते हैं, वे अक्सर भंगुर होते हैं; हालाँकि, टाइटेनियम मिश्र धातु -200 डिग्री पर तरल नाइट्रोजन में भी अच्छी कठोरता और फ्रैक्चर प्रतिरोध बनाए रखती है, और एल्यूमीनियम मिश्र धातु के विपरीत, 400 डिग्री से ऊपर उच्च तापमान पर तेजी से नरम नहीं होती है। 4 K के करीब तरल हीलियम के निम्न तापमान से लेकर 500 डिग्री के आसपास विमान इंजन टर्बाइन के उच्च तापमान तक, टाइटेनियम मिश्र धातु पूरे तापमान रेंज में कोई महत्वपूर्ण प्रदर्शन अंतराल प्रदर्शित नहीं करते हैं।
अब संक्षारण प्रतिरोध पर विचार करें। टाइटेनियम की सतह पर एक घनी TiO₂ निष्क्रियता परत अनायास ही बन जाती है; हालाँकि यह केवल कुछ नैनोमीटर मोटा है, यह सब्सट्रेट से कसकर बंधे एक सुरक्षात्मक कवच की तरह काम करता है। भले ही इस परत पर खरोंच लग जाए, यह इतनी तेजी से पुनः ऑक्सीकरण और मरम्मत करती है कि जंग के लक्षण लगभग अदृश्य हो जाते हैं। बीस वर्षों तक समुद्री जल में डूबा रहने वाला टाइटेनियम मिश्र धातु निकालने के बाद साफ करने पर भी चमकता रहेगा। सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, क्लोरीन गैस और कार्बनिक एसिड जैसे मीडिया भी महत्वपूर्ण क्षरण का कारण बनने के लिए संघर्ष करते हैं। एकमात्र कमजोरी हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) है: फ्लोराइड आयन सीधे टाइटेनियम की सतह पर ऑक्साइड फिल्म को भंग कर देते हैं, जिससे टाइटेनियम सब्सट्रेट उजागर हो जाता है और जंग लग जाता है।

इस सब को ध्यान में रखते हुए, आप सोच सकते हैं कि टाइटेनियम अत्यधिक महंगा होगा। हालाँकि, टाइटेनियम पृथ्वी की पपड़ी में प्रचुर मात्रा में नौवें स्थान पर है, जो इसे तांबा, जस्ता और सीसे से अधिक प्रचुर बनाता है। तो यह अभी भी स्टेनलेस स्टील से पांच से दस गुना अधिक महंगा क्यों है? क्योंकि क्रोल प्रक्रिया एक बैच प्रकार की, ऊर्जा {{3} गहन विधि है जिसमें एक मीट्रिक टन स्पंज टाइटेनियम का उत्पादन करने के लिए लगभग 36,000 किलोवाट {6} घंटे बिजली की आवश्यकता होती है {{7} जो एक औसत घर को तीन साल तक बिजली देने के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, मशीन बनाते समय टाइटेनियम में बेहद खराब तापीय चालकता होती है, जिससे गर्मी पूरी तरह से काटने वाले किनारे पर केंद्रित हो जाती है, जो स्टील काटने की तुलना में कई गुना तेजी से उपकरण को खराब कर देती है। टाइटेनियम की उच्च लागत कच्चे माल से नहीं, बल्कि इसके प्रसंस्करण की उच्च लागत से उत्पन्न होती है।

द्वितीय. सोवियत संघ से तस्करी कर लाए गए टाइटेनियम का उपयोग अमेरिकी जासूसी विमान बनाने में किया गया था जो ध्वनि की गति से तीन गुना अधिक गति से उड़ान भरने में सक्षम था।
एसआर -71 "ब्लैकबर्ड" टोही विमान, जिसने 1964 में अपनी पहली उड़ान भरी थी, अमेरिकी वायु सेना द्वारा संचालित एक लंबी दूरी, उच्च दूरी, ऊंचाई, उच्च गति रणनीतिक टोही जेट था। इसमें टाइटेनियम मिश्र धातु संरचना और एक टर्बोजेट/रैमजेट वेरिएबल - चक्र इंजन सहित उस समय की अत्याधुनिक तकनीक का खजाना शामिल था, और यह गर्मी अवरोध को सफलतापूर्वक तोड़ने वाला पहला परिचालन जेट विमान था। यह 24,000 मीटर की ऊंचाई पर ध्वनि की गति से 3.2 गुना अधिक गति से यात्रा करने में सक्षम था, इतनी तेजी से कि उस समय लॉन्च की गई सोवियत वायु रक्षा मिसाइलें इसके साथ टिक नहीं सकीं। अपने पूरे परिचालन इतिहास में, इसे कभी भी दुश्मन के विमान या विमान भेदी मिसाइलों द्वारा मार गिराया नहीं गया। विमान के सबसे गुप्त रहस्यों में से एक इसकी सामग्री में निहित है: इसका 93 प्रतिशत एयरफ्रेम टाइटेनियम मिश्र धातु से निर्मित है।

तृतीय. आप हर दिन टाइटेनियम का उपभोग और उपयोग करते हैं, लेकिन आपको इसका एहसास नहीं हो सकता है
दुनिया भर में खनन किए गए टाइटेनियम अयस्क में से केवल 5% ही धात्विक टाइटेनियम में परिवर्तित होता है; शेष 95% टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO₂) में परिवर्तित हो जाता है, जिसे टाइटेनियम व्हाइट भी कहा जाता है।
टाइटेनियम डाइऑक्साइड पृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण सफेद रंगद्रव्य है। इसका अपवर्तनांक अत्यधिक उच्च है, जो दृश्य स्पेक्ट्रम में सफेद प्रकाश की प्रकीर्णन दक्षता को अधिकतम करता है। एक किलोग्राम टाइटेनियम डाइऑक्साइड लगभग 8 से 10 वर्ग मीटर सतह क्षेत्र को कवर कर सकता है, जिससे इसे एक अपारदर्शी, शुद्ध सफेद रंग मिलता है। टाइटेनियम डाइऑक्साइड के बिना, आपके कमरे की सफेद दीवारें धूसर हो जाएंगी, टूथपेस्ट पारदर्शी हो जाएगा, प्लास्टिक पाइप अपना प्राकृतिक पीला भूरा रंग दिखाने लगेंगे, और आपके चेहरे पर लगाया गया सनस्क्रीन एक चिकना, पारदर्शी फिल्म जैसा दिखेगा।
आप जो एम एंड एम कैंडीज खाते हैं, उस पर लगी चिकनी सफेद परत में टाइटेनियम डाइऑक्साइड होता है। स्किम्ड दूध को सफ़ेद करने के लिए टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है, जिससे यह पूरे दूध जैसा दिखता है। गोलियों पर सफेद परत भी टाइटेनियम डाइऑक्साइड से बनाई जाती है। यहां तक कि बाथरूम जाने के बाद आप जिस टॉयलेट पेपर का उपयोग करते हैं उसका सफेद रंग भी, यदि आप उच्च सफेदी वाले ब्रांड का उपयोग कर रहे हैं, तो संभवतः टाइटेनियम डाइऑक्साइड के कारण।

चतुर्थ. जब इसे मानव शरीर में प्रत्यारोपित किया जाएगा, तो आपकी हड्डियाँ सक्रिय रूप से इसके साथ जुड़ जाएंगी
यदि टाइटेनियम मिश्र धातु को मानव शरीर में प्रत्यारोपित किया जाता है, तो इसे सामान्य धातुओं की तरह खारिज नहीं किया जाता है; इसके बजाय, यह धीरे-धीरे आसपास की हड्डी के साथ "फ्यूज" हो जाता है। इस घटना को चिकित्सा में ऑसियोइंटीग्रेशन के रूप में जाना जाता है।
ऐसा करने की टाइटेनियम की क्षमता की कुंजी इसकी सतह पर बहुत घनी ऑक्साइड परत के निर्माण में निहित है। यह परत स्थिर है और मानव ऊतक को परेशान नहीं करती है, जिससे हड्डी की कोशिकाएं इसकी सतह पर सुरक्षित रूप से जुड़ती हैं और बढ़ती हैं, जिससे धीरे-धीरे नई हड्डी ऊतक बनती है।
इसके विपरीत, कई धातुओं में आरोपण के बाद ढीलापन, क्षरण, या अस्वीकृति प्रतिक्रियाओं का खतरा होता है, जबकि टाइटेनियम मिश्र धातु बेहतर जैव-अनुकूलता और अधिक दीर्घकालिक स्थिरता प्रदान करते हैं। इस कारण से, कृत्रिम जोड़ों, हड्डी की प्लेटों, स्क्रू और दंत प्रत्यारोपण जैसे चिकित्सा अनुप्रयोगों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सीधे शब्दों में कहें तो, टाइटेनियम को हड्डी में "मजबूर" नहीं किया जाता है; बल्कि, हड्डी स्वेच्छा से इसे स्वीकार कर लेती है।

Medical Grade Titanium Discs For Dental Use best Orthopedic Implant Eli Titanium Bar manufacturers