F: Är det OK att bära en titanring när du duschar eller simmar? Rostar titan?
A: Titan är en otroligt användbar metall. Det är väldigt tufft, starkt, lätt och har en mycket hög smältpunkt i förhållande till andra metaller. Av dessa skäl används det ofta för att tillverka smycken och klockor, flyg- och marina delar, verktyg, knivar och medicinska implantat som tallrikar och ledbyten.
Det korta svaret är att rent titan inte rostar som metaller som innehåller järn. Om något tillverkat med titan rostar är det ett säkert tecken på att titan blandas med andra metaller och att det inte är rent titan. Det finns dock mer att tänka på. Fortsätt läsa för att lära dig mer om titan och dess rostbeständiga egenskaper.
Titan är en mycket reaktiv och elastisk metall.
Titan reagerar med syre på olika sätt. Om det till exempel värms upp till förbränningspunkten kan elden inte släckas med vatten. Om någon försöker använda vatten för att släcka en titanbrand kommer branden att brinna ännu mer intensivt när titan fortsätter att reagera med det nya syret i vattnet. Lyckligtvis är detta extremt sällsynt under typiska förhållanden, vilket du lär dig mer om lite.
Titan är också otroligt motståndskraftigt. I själva verket är rent titan lika starkt som stål samtidigt som det är 45 procent lättare. Det är detta förhållande mellan styrka och vikt som gör det så perfekt för användning i flygplanskomponenter, sportutrustning, verktyg och andra förhållanden där hög hållfasthet och låg vikt är viktiga.
Efter att ha utsatts för miljön skapar titan ett titanoxidskikt som skyddar det rena titanet under.
Kommer du ihåg titanets höga reaktivitet med syre? Tja, något riktigt intressant händer under den reaktionen. När rent titan exponeras för syre (vare sig genom luft eller vatten, och frånvaro för hög värme), uppstår oxidation. Men denna oxidation slutar inte i rost och korrosion.
Reaktionen som uppstår mellan titan och syre är ett annat djur. I stället för rost (järnoxid) skapar reaktionen med syre titanoxid. Denna typ av oxid ligger ovanpå det rena titan som en tunn, osynlig och skyddande film. Det är den här filmen som ger titan dess korrosionsskyddande egenskaper, eftersom den skyddar det rena titanet under att komma i kontakt med järnoxid, salt och andra förhållanden som kan orsaka rost.
Det rena titanmaterialet är korrosionsbeständigt, såvida det inte är i en miljö utan syre.
Titan är beroende av närvaron av syre för att bilda titanoxid. Det tunna lagret av titanoxid bildat runt utsidan av rent titan är nyckeln till dess korrosionsbeständighet. Utan den filmen kan titan korrodera precis som en typisk frätande metall.
Syre i atmosfären eller vatten kommer att göra - även saltvatten fungerar. Men om titan är i en miljö som saknar syre, som i ett konstgjordt vakuum eller till och med yttre rymden, kan reaktionen inte inträffa. Detta betyder att det rena titan skulle vara mottagligt för typisk oxidation, syror, kemikalier, korrosion och rost.
Titanlegering är, trots att den är mycket rostbeständig, mer mottaglig för korrosion än ren titan.
Rent titan i en typisk miljö är helt korrosions- och rostbeständigt, men det är något ovanligt att hitta rent titan i konsumtionsvaror. Det är mer troligt att du hittar titanlegeringar, som är en blandning av titan och andra metaller. Även om blandningarna kan vara rostbeständiga är de inte lika beständiga som rent titan.
Tillverkare kombinerar metaller för att göra tillverkningsprocesserna billigare och för att blanda de bästa egenskaperna hos olika metaller. Dessa legeringar innehåller vanligtvis aluminium, vanadin och krom, som alla är relativt rostbeständiga. Men de innehåller också ofta järn, som inte alls är rost- eller korrosionsbeständigt.
Medan titan hjälper till att öka järnets rostmotstånd minskar det resulterande förhållandet också titanets motstånd. Om en titanprodukt rostar är det ett säkert tecken på att den inte är ren.
Titan kan stanna i havsvatten i 100 år utan korrosion på grund av den mycket aktiva bindningen mellan titan och syre.
Rent titan behöver bara syre för att skydda sig själv. Och det spelar ingen roll hur det blir.
Även om vi kan tänka på havsvatten som mycket frätande på grund av dess höga salthalt, har det väldigt liten effekt på titan. Det beror på att det, trots havets bästa ansträngningar, är fullt av syre. Det syret reagerar ständigt med titanet för att skapa det skyddande kraftfältet som kallas titanoxid.
Många marina delar är tillverkade av titan, inklusive motordelar och propellrar (nästan uteslutande). När dykare inspekterar skeppsvrak i haven är det ofta dessa delar som visar minsta förändring från deras tillstånd innan fartyget sjönk.
