سعرسبائك التيتانيوميتراوح سعره بين 200 و400 دولار للكيلوغرام الواحد، في حين أن سعر سبائك التيتانيوم العسكرية أغلى بمرتين. إذن ما هو التيتانيوم؟ لماذا هي مكلفة للغاية بعد صناعة السبائك؟
أولا، دعونا نفهم مصدر التيتانيوم. يأتي التيتانيوم أساسًا من الإلمنيت والروتيل والبيروفسكايت. وهو معدن أبيض فضي. ونظرًا للطبيعة النشطة للتيتانيوم والمتطلبات العالية لتكنولوجيا الصهر، لم يتمكن الناس من إنتاج كمية كبيرة من التيتانيوم لفترة طويلة، لذلك يُصنف أيضًا على أنه معدن "نادر".
وفي الواقع اكتشف الإنسان التيتانيوم عام 1791، ولكنه الأولالتيتانيوم النقيتم إنتاجه في عام 1910، والذي استغرق أكثر من مائة عام. السبب الرئيسي هو أن التيتانيوم نشط للغاية في درجات الحرارة المرتفعة ويسهل دمجه مع الأكسجين والنيتروجين والكربون وعناصر أخرى. يتطلب الأمر ظروفًا قاسية جدًا لاستخراج التيتانيوم النقي. ومع ذلك، ارتفع إنتاج الصين من التيتانيوم من 200 طن في القرن الماضي إلى 150 ألف طن الآن، ليحتل المركز الأول في العالم حاليًا. إذًا، أين يتم استخدام التيتانيوم بشكل أساسي عندما يكون باهظ الثمن؟
1. مصنوعات التيتانيوم.يتمتع التيتانيوم بكثافة عالية ومقاوم للتآكل، وخاصةً قابل للأكسدة والتلوين. له تأثير زخرفي ممتاز وأرخص بكثير من الذهب الحقيقي، لذلك يتم استخدامه ليحل محل الذهب الحقيقي في صناعة السيراميك والمباني العتيقة وإصلاح المباني القديمة ولوحات الأسماء الخارجية وما إلى ذلك.
2. مجوهرات التيتانيوم.لقد دخل التيتانيوم حياتنا بهدوء. بعض المجوهرات المصنوعة من التيتانيوم النقي والتي ترتديها الفتيات الآن. أكبر ميزة لهذا النوع الجديد من المجوهرات هي الصحة والسلامة وحماية البيئة. لن تنتج مواد ضارة لجلد وجسم الإنسان، وتسمى "المجوهرات الخضراء".
3. نظارات التيتانيوم. يتمتع التيتانيوم بقدرة أعلى على مقاومة التشوه من الفولاذ، لكن وزنه لا يتجاوز نصف نفس حجم الفولاذ. لا تختلف نظارات التيتانيوم عن النظارات المعدنية العادية، لكنها في الواقع خفيفة ومريحة، ذات ملمس دافئ وناعم، دون الشعور بالبرودة التي تشبه النظارات المعدنية الأخرى. إطارات التيتانيوم أخف بكثير من الإطارات المعدنية العادية، ولن تتشوه بعد الاستخدام طويل الأمد، والجودة مضمونة أكثر.
4. في مجال الطيران، تم استبدال العديد من الفولاذ الموجود في حاملات الطائرات والصواريخ والقذائف الحالية بسبائك التيتانيوم. وقد أجرى بعض الأشخاص تجارب قطع على ألواح الصلب وسبائك التيتانيوم، وذلك أيضًا بسبب مقاومتها للتشوه وخفة وزنها. أثناء عملية القطع، وجد أن الشرر الناتج عن التيتانيوم يبدو مختلفًا بعض الشيء. كانت اللوحة الفولاذية ذهبية اللون، بينما كان شرارة سبائك التيتانيوم بيضاء اللون. ويرجع ذلك أساسًا إلى الجزيئات الصغيرة التي تنتجها سبائك التيتانيوم أثناء عملية القطع. يمكن أن يشتعل تلقائيًا في الهواء وينبعث منه شرارات ساطعة، ودرجة حرارة هذه الشرارات أعلى بكثير من درجة حرارة شرارات الألواح الفولاذية، لذلك يستخدم مسحوق التيتانيوم أيضًا كوقود للصواريخ.
ووفقا للإحصاءات، يتم استخدام أكثر من 1000 طن من التيتانيوم للملاحة في العالم كل عام. بالإضافة إلى استخدامه كمواد فضائية، يستخدم التيتانيوم أيضًا في صناعة الغواصات. قام أحدهم ذات مرة بإغراق التيتانيوم في قاع البحر، ووجد أنه لم يصدأ على الإطلاق عندما تم إخراجه بعد خمس سنوات، لأن كثافة التيتانيوم تبلغ 4.5 جرام فقط، وقوة السنتيمتر المكعب هي الأعلى بين المعادن. ويمكنه تحمل 2500 ضغط جوي. ولذلك، يمكن للغواصات المصنوعة من التيتانيوم أن تبحر في أعماق البحار حتى 4500 متر، بينما يمكن للغواصات الفولاذية العادية أن تغوص لعمق يصل إلى 300 متر.
تطبيق التيتانيوم غني وملون، وسبائك التيتانيومكما أنها تستخدم على نطاق واسع في الطب، وتستخدم في طب الأسنان والجراحة التجميلية وصمامات القلب والمعدات الطبية وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن السعر الحالي لمنتجات التيتانيوم في السوق مرتفع بشكل عام، مما يجعل العديد من المستهلكين يبتعدون. إذًا، ما الذي يسبب هذه الحالة بالضبط؟
تعدين واستخدام موارد التيتانيوم أمر صعب للغاية. إن توزيع مناجم رمل الإلمنيت في بلدي متناثر، وتركيز موارد التيتانيوم منخفض. بعد سنوات من التعدين والاستخدام، تم استخراج موارد عالية الجودة وواسعة النطاق، ولكن نظرًا لأن التطوير يعتمد بشكل أساسي على التعدين المدني، فمن الصعب تشكيل تطوير واستخدام واسع النطاق.
الطلب على التيتانيوم قوي جدا. كنوع جديد من المواد المعدنية، تم استخدام التيتانيوم على نطاق واسع في الفضاء والبناء والمحيطات والطاقة النووية والكهرباء. ومع التحسين المستمر للقوة الوطنية الشاملة لبلادي، أظهر استهلاك التيتانيوم أيضًا اتجاهًا سريعًا للنمو.
عدم كفاية القدرة على إنتاج التيتانيوم. في الوقت الحاضر، لا يوجد سوى عدد قليل من الدول الصناعية في العالم التي يمكنها إنتاج التيتانيوم.
معالجة التيتانيوم صعبة.
من التيتانيوم الإسفنجي إلى سبائك التيتانيوم، ومن ثم إلى ألواح التيتانيوم، هناك حاجة إلى العشرات من العمليات. تختلف عملية صهر التيتانيوم عن عملية صهر الفولاذ. من الضروري التحكم في معدل الانصهار والجهد والتيار وضمان استقرار التركيبة. ونظرًا للعمليات العديدة والمعقدة، فمن الصعب أيضًا معالجتها.
التيتانيوم النقي ناعم وغير مناسب بشكل عام للاستخدام كمنتجات تيتانيوم. ولذلك، يجب إضافة عناصر أخرى لتحسين خصائص المعدن. على سبيل المثال، يحتاج التيتانيوم 64، الذي يستخدم عادة في صناعة الطيران، إلى إضافة كمية كبيرة من العناصر الأخرى لتحسين خصائصه المعدنية.
يتفاعل التيتانيوم بقوة مع الهالوجينات والأكسجين والكبريت والكربون والنيتروجين وعناصر أخرى عند درجات حرارة عالية. لذلك، يجب أن يتم صهر التيتانيوم في فراغ أو جو خامل لتجنب التلوث.
التيتانيوم معدن نشط، لكن موصليته الحرارية ضعيفة، مما يجعل من الصعب لحامه مع مواد أخرى.
باختصار، هناك العديد من العوامل التي تؤثر على سعر سبائك التيتانيوم، بما في ذلك القيمة الثقافية، والطلب، وصعوبة الإنتاج، وما إلى ذلك. ومع ذلك، مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، قد تنخفض صعوبة الإنتاج تدريجياً في المستقبل.
وقت النشر: 02 يناير 2025