Jaký je rozdíl mezi kovovým titanem a oxidem titaničitým?

Kovový titan a oxid titaničitý nejsou stejný materiál a nelze je vzájemně nahradit. Kovový titan (Ti) je čistý kovový prvek ceněn pro pevnost, nízkou hustotu a odolnost proti korozi, zatímco oxid titaničitý (TiO2) je sloučenina podobná keramice vzniká při vazbě titanu s kyslíkem, primárně se používá jako bílý pigment, povlak a polovodičový tenkovrstvý materiál. Jedním z nich je konstrukční a funkční kov; druhá je chemická sloučenina používaná většinou ve formě prášku nebo tenkého filmu.

Kovový titan vs oxid titaničitý: základní chemický rozdíl

Kovový titan existuje ve své elementární formě, s atomy spojenými dohromady v kovové mřížce. Vede elektrický proud, lze jej obrábět, kovat, válcovat nebo tavit a s kyslíkem reaguje pouze na svém povrchu a vytváří tenkou ochrannou vrstvu oxidu. Naproti tomu oxid titaničitý je sloučenina tvořená jedním atomem titanu vázaným na dva atomy kyslíku. Chová se jako keramika: nevede elektřinu, nelze ji kovat a obvykle se dodává jako jemný prášek, rozprašovací terč nebo prekurzor povlaku spíše než jako konstrukční část.

Mechanické a fyzické chování

Titanový kov je vybrán pro nosné a vysoce namáhané aplikace, protože kombinuje vysoký poměr pevnosti k hmotnosti s vynikající odolností proti únavě. Vysoce čistý titan v jakostech 5N (99,999 %), 6N (99,9999 %) a 7N (99,99999 %) dále zlepšuje tažnost a snižuje praskání způsobené nečistotami, které je důležité u leteckých konstrukcí a přesně obráběných dílů. Oxid titaničitý nemá srovnatelnou mechanickou roli; je křehký v hromadné formě a místo toho je navržen pro optický rozptyl, chemickou stabilitu při vystavení UV záření a dielektrické chování v tenkých vrstvách.

Jak se titanový kov vyrábí ve vysoké čistotě

Komerční titanový kov obecně začíná jako titanová houba, vyráběná procesem Kroll, pak dále rafinovaná pro polovodičové a letecké aplikace. Proces elektrolytického čištění roztavené soli nové generace v kombinaci s vakuovým tavením elektronovým paprskem umožňuje rozsáhlou výrobu titanu o ultra vysoké čistotě třídy 5N, což je schopnost, kterou má pouze malý počet výrobců na celém světě. Tento rafinovaný kov je poté zpracován do formy krystalu, ingotu, desky, trubky nebo rozprašovací terče v závislosti na konečné aplikaci. Oxid titaničitý se naproti tomu vyrábí chloridovými nebo sulfátovými procesy, které oxidují rudu obsahující titan přímo do sloučeniny, aniž by vyžadovaly redukci kovu.

Produktová řada titanu s vysokou čistotou

Jako dodavatel polovodičových kovů a výrobce odpařovacích materiálů naše produktová řada Ti s vysokou čistotou pokrývá každou fázi od surové houby až po hotové naprašovací terče a podporuje výrobu polovodičových, leteckých a superslitinových materiálů.

Titanová houba Surovina

Titanový krystal Vysoká čistota

Titanový prášek 3D tisk / MIM

Titanová deska Strukturální

Titanový terč Tryskající terč

Průmyslové aplikace titanového kovu

• Součásti leteckých motorů a konstrukce trupu, kde vysoká pevnost a nízká hustota zlepšují spotřebu paliva
• Umělé klouby a zubní implantáty, spoléhající na biokompatibilitu
• Reaktory a potrubí v chemickém zpracování, spoléhající se na odolnost proti korozi
• Polovodičové naprašovací terče a odpařovací materiály používané při výrobě čipů
• Vysoce legované materiály pro turbíny a vysokoteplotní komponenty

Průmyslové aplikace oxidu titaničitého

• Bílý pigment pro barvy, nátěry, plasty a papír
• Antireflexní a dielektrické tenké vrstvy v optice a elektronice
• Fotokatalytické nátěry pro samočistící a UV odolné povrchy
• Opalovací krémy a kosmetické přípravky, ceněné pro rozptyl UV záření

Třídy čistoty, které jsou důležité pro použití v polovodičích

U polovodičů a přesných tenkých vrstev čistota titanového kovu přímo ovlivňuje rovnoměrnost filmu a výkon zařízení. Jako dodavatel, který pracuje s vysoce čistými materiály třídy 5N, 6N a 7N, je úroveň čistoty obvykle přizpůsobena citlivosti aplikace spíše než jednotná aplikace na všechny produkty.

Výběr mezi kovovým titanem a oxidem titaničitým

Volba závisí zcela na požadované funkci. Pokud je cílem pevnost, snížení hmotnosti, odolnost proti korozi nebo elektricky vodivý tenký film, je správným materiálem kovový titan a úroveň čistoty by měla být zvolena na základě citlivosti konečné aplikace na stopové nečistoty. Pokud je cílem bílý pigment, ochranný povlak nebo optická vrstva, je vhodnou sloučeninou oxid titaničitý. Protože oba materiály sdílejí stejný základní prvek, ale chovají se zcela odlišně při výrobě a výkonu, potvrzením stupně čistoty, fyzické formy a zamýšleného procesu před získáním zdroje se vyhnete nákladným chybám při nahrazování, zejména u polovodičových kovů a superslitinových materiálů, kde jsou tolerance nečistot extrémně těsné.