6 fatti concreti sul titanio

Prende il nome dai colossali Titani della mitologia greca, il titanio è il metallo più resistente sulla Terra. Sebbene non sia un metallo raro, è costoso a causa dei costi necessari per estrarlo e produrlo. Potresti aver sentito parlare di mazze da golf in titanio o di sottomarini in titanio, ma sapevi anche che c'è del titanio nella glassa della torta bianca? Ecco sei fatti interessanti sul famoso metallo resistente.

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Nel lontano 1791, un mineralogista britannico dilettante e pastore della chiesa William Gregor raccolse della curiosa sabbia nera in un ruscello vicino alla città della Cornovaglia. Parte della sabbia era magnetica, e Gregor stabilì che fosse ossido di ferro, ma l'altro materiale era un mistero. Si trattava sicuramente di un altro ossido, ma non presente nei registri della Royal Geological Society.

Il chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth riscoprì lo strano ossido nel 1795 e gli diede il nome mitologico, ossido di titanio, in onore delle divinità che precedettero gli dei dell'Olimpo nella mitologia greca.

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Anche se fu scoperto alla fine del XVIII secolo, il titanio puro non fu isolato dal suo ossido fino al 1910, quando il chimico americano Matthew Hunter, che lavorava per la General Electric, scoprì come rimuovere il metallo argentato dal suo ossido sotto calore e pressione elevati. in una "bomba" sigillata.

Le leghe di titanio (miscele di titanio e altri metalli) vantano il più alto rapporto resistenza/peso di qualsiasi metallo sul pianeta. Il titanio puro è resistente quanto l'acciaio, ma più leggero del 45%.

L'impressionante rapporto resistenza/peso del titanio ha reso le leghe di titanio i materiali di riferimento per motori e carrozzerie di aerei, razzi, missili e qualsiasi applicazione in cui i componenti metallici devono essere il più resistenti e leggeri possibile.

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L'Airbus A380, il più grande aereo passeggeri del mondo, contiene 77 tonnellate (70 tonnellate) di titanio, soprattutto nei suoi enormi motori.

Grazie a un'innovazione metallurgica degli anni '30 chiamata "processo Knox", la forgiatura commerciale del titanio entrò a pieno ritmo negli anni '40 e '50. La prima applicazione fu negli aerei militari e nei sottomarini (sia americani che russi), e poi negli aerei commerciali negli anni '60.

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La corrosione è un processo elettrochimico che distrugge lentamente la maggior parte dei metalli nel tempo. Quando i metalli sono esposti all'ossigeno, nell'aria o sott'acqua, l'ossigeno cattura gli elettroni, creando quelli che chiamiamo "ossidi" metallici. Uno degli ossidi corrosivi più comuni è l'ossido di ferro, noto anche come ruggine.

Ma non tutti gli ossidi espongono il metallo sottostante alla corrosione. Quando il titanio entra in contatto con l'ossigeno, forma sulla sua superficie un sottile strato di biossido di titanio (TiO2). Questo strato di ossido protegge effettivamente il titanio sottostante dalla corrosione causata dalla maggior parte degli acidi, degli alcali, dell'inquinamento e dell'acqua salata.

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Le naturali proprietà anticorrosive del titanio lo rendono il materiale ideale non solo per gli aerei, ma anche per i componenti sottomarini esposti all'acqua salata altamente corrosiva. Le eliche delle navi sono quasi sempre realizzate in titanio, così come la zavorra interna, i sistemi di tubazioni e l'hardware di bordo esposto all'acqua di mare.

Lo stesso sottile strato di biossido di titanio che protegge il titanio dalla corrosione lo rende anche il materiale più sicuro da impiantare nel corpo umano. Il titanio è completamente "biocompatibile", il che significa che non è tossico, non è anallergico e può persino fondersi con i tessuti e le ossa umani.

Il titanio è il materiale chirurgico preferito per impianti ossei e articolari, placche craniche, radici di impianti dentali, perni per occhi e orecchie artificiali, valvole cardiache, fusioni spinali e persino sostegni uretrali. Gli studi hanno dimostrato che gli impianti in titanio stimolano il sistema immunitario del corpo a far crescere l'osso direttamente sulla superficie del titanio, un processo chiamato osteointegrazione.

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Un altro motivo per cui il titanio è la soluzione ideale per le protesi dell'anca e i perni per le ossa fratturate è che il titanio ha il famoso rapporto resistenza-peso elevato, che mantiene gli impianti leggeri, inoltre mostra la stessa esatta elasticità dell'osso umano.