Mitä eroa on titaanimetallilla ja titaanidioksidilla?

Titaanimetalli ja titaanidioksidi eivät ole sama materiaali, eikä niitä voida korvata toisillaan. Titaanimetalli (Ti) on puhdas metallielementti arvostettu lujuuden, alhaisen tiheyden ja korroosionkestävyyden vuoksi titaanidioksidi (TiO2) on keraamisen kaltainen yhdiste muodostuu, kun titaani sitoutuu happeen, käytetään ensisijaisesti valkoisena pigmenttinä, pinnoitteena ja puolijohdeohutkalvomateriaalina. Yksi on rakenteellinen ja toiminnallinen metalli; toinen on kemiallinen yhdiste, jota käytetään enimmäkseen jauheena tai ohuena kalvona.

Titaanimetalli vs titaanidioksidi: keskeinen kemiallinen ero

Titaanimetalli esiintyy alkuainemuodossaan, jossa atomit ovat sitoutuneet toisiinsa metallihilassa. Se johtaa sähköä, voidaan työstää, takoa, valssata tai sulattaa, ja se reagoi hapen kanssa vain pinnallaan muodostaen ohuen suojaavan oksidikerroksen. Titaanidioksidi on sitä vastoin yhdiste, joka on valmistettu yhdestä titaaniatomista, joka on sitoutunut kahteen happiatomiin. Se käyttäytyy keramiikkana: se ei johda sähköä, ei ole taottu, ja se toimitetaan tyypillisesti hienojakoisena jauheena, sputterointikohteena tai pinnoitteen esiasteena rakenneosan sijaan.

Mekaaninen ja fyysinen käyttäytyminen

Titaanimetalli valitaan kantaviin ja korkean jännityksen sovelluksiin, koska siinä yhdistyy korkea lujuus-painosuhde ja erinomainen väsymiskestävyys. Erittäin puhdas titaani laatuluokissa 5N (99,999 %), 6N (99,9999 %) ja 7N (99,99999 %) parantaa entisestään sitkeyttä ja vähentää epäpuhtauksien aiheuttamaa halkeilua, jolla on merkitystä ilmailun rakenteissa ja tarkkuuskoneistetuissa osissa. Titaanidioksidilla ei ole vastaavaa mekaanista roolia; se on hauras bulkkimuodossa ja on sen sijaan suunniteltu optista sirontaa, kemiallista stabiilisuutta UV-altistuksen alaisena ja dielektristä käyttäytymistä varten ohuissa kalvoissa.

Kuinka titaanimetallia valmistetaan erittäin puhtaana

Kaupallinen titaanimetalli alkaa yleensä titaanisienestä, joka valmistetaan Kroll-prosessilla ja jalostetaan sitten edelleen puolijohde- ja ilmailusovelluksiin. Seuraavan sukupolven sulan suolan elektrolyyttinen puhdistusprosessi yhdistettynä tyhjiöelektronisuihkusulatukseen mahdollistaa 5N-luokan erittäin puhtaan titaanin laajamittaisen tuotannon. Tämä ominaisuus on vain harvoilla valmistajilla maailmanlaajuisesti. Tämä jalostettu metalli prosessoidaan sitten kiteen, harkon, levyn, putken tai sputterointikohteen muotoon loppusovelluksen mukaan. Titaanidioksidia sitä vastoin tuotetaan kloridi- tai sulfaattiprosesseilla, jotka hapettavat titaania sisältävän malmin suoraan yhdisteeksi ilman metallin pelkistämistä.

Erittäin puhdasta titaania sisältävä tuotevalikoima

Puolijohdelaatuisten metallien toimittajana ja haihdutusmateriaalien valmistajana korkean puhtauden Ti-tuotelinjamme kattaa kaikki vaiheet raakasienestä valmiisiin ruiskutuskohteisiin ja tukee puolijohde-, ilmailu- ja superseosmateriaalien tuotantoa.

Titaaninen sieni Raaka-aine

Titaani kristalli Korkea puhtaus

Titaani jauhe 3D-tulostus / MIM

Titaanilevy Rakenteellinen

Titanium Target Sputtering Target

Titaanimetallin teolliset sovellukset

• Lentokoneiden moottorikomponentit ja runkorakenteet, joissa korkea lujuus ja alhainen tiheys parantavat polttoainetehokkuutta
• Keinotekoiset nivelet ja hammasimplantit, jotka perustuvat biologiseen yhteensopivuuteen
• Reaktorit ja putkistot kemiallisessa käsittelyssä korroosionkestävyyteen luottaen
• Sirujen valmistuksessa käytettävät puolijohdesputterointikohteet ja haihdutusmateriaalit
• Superseosmateriaalit turbiinien ja korkeiden lämpötilojen komponenteille

Titaanidioksidin teolliset sovellukset

• Valkoinen pigmentti maaleille, pinnoitteille, muoville ja paperille
• Heijasta estävät ja dielektriset ohutkalvot optiikassa ja elektroniikassa
• Fotokatalyyttiset pinnoitteet itsepuhdistuville ja UV-säteilyn kestäville pinnoille
• Aurinkosuoja- ja kosmeettiset formulaatiot, jotka on arvioitu UV-sirontana

Puhtausasteet, joilla on merkitystä puolijohteiden käytössä

Puolijohde- ja tarkkuusohutkalvotöissä titaanimetallin puhtaus vaikuttaa suoraan kalvon tasaisuuteen ja laitteen suorituskykyyn. 5N-, 6N- ja 7N-luokan erittäin puhtaiden materiaalien toimittajana puhtaustaso sovitetaan yleensä sovelluksen herkkyyteen sen sijaan, että sitä sovellettaisiin tasaisesti kaikissa tuotteissa.

Valinta titaanimetallin ja titaanidioksidin välillä

Valinta riippuu täysin tarvittavasta toiminnosta. Jos tavoitteena on lujuus, painonpudotus, korroosionkestävyys tai sähköä johtava ohutkalvo, titaanimetalli on oikea materiaali, ja puhtausaste tulee valita sen mukaan, kuinka herkkä loppusovellus on epäpuhtauksien jäljittämiselle. Jos tavoitteena on valkoinen pigmentti, suojapinnoite tai optinen kerros, titaanidioksidi on sopiva yhdiste. Koska molemmilla materiaaleilla on sama peruselementti, mutta ne käyttäytyvät täysin eri tavalla tuotannossa ja suorituskyvyssä, puhtausasteen, fyysisen muodon ja tarkoitetun prosessin varmistaminen ennen hankintaa välttää kalliit korvausvirheet, erityisesti puolijohdelaatuisten metallien ja superseosmateriaalien tapauksessa, joissa epäpuhtauksien toleranssit ovat erittäin tiukat.