
Lehký, pevný, mimořádně odolný, energeticky úsporný, zdravotně
nezávadný - takový je titan, který si nachází ve stále vyšší míře cestu
nejen mezi příznivce outdoorového stylu života. Titanové nádoby,
příbory nebo hrnky vynikají extrémní odolností proti mechanickému
poškození, téměř neomezenou životností a co je hlavní, díky své
hmotnosti nepředstavují žádnou zbytečnou zátěž...
Ačkoliv je označení "titanové nádobí" všeobecně rozšířeno, je nutné poznamenat, že výrobky nesoucí toto označení nejsou zhotovené z čistého titanu. Titan jako čistý kov je velice drahý, zejména díky vysokým nákladům během procesu jeho získávání, proto se při výrobě používají slitiny titanu s jinými kovy, zejména hliníkem a vanadem nebo speciální antiadhezivní povrchy s příměsí titanu. Díky tomu je možné pokrmy připravovat bez použití tuku, titanový povrch je nepřilnavý, zahřívá se rovnoměrně a na rozdíl od teflonu snese používání kovového kuchyňského náčiní. Vynikající tepelná vodivost přispívá ke značné úspoře energie, nádobí se velmi rychle zahřeje a dlouho uchovává teplotu. Mezi další nesporné klady patří snadná údržba (výrobky z titanu je možné mýt v myčce), titan je navíc antialergenní a nekoroduje.
K pojmenování kovu přispěla řecká mytologie. Název titan evokuje sílu, velikost, kolosálnost - vlastnosti spojované s Titány, syny a dcerami matky země Gaie a boha Úrana, předchůdci řeckých olympských bohů. Také titan se může pyšnit unikátními vlastnostmi kombinujícími nízkou hmotnost s vysokou pevností a odolností proti vysokým teplotám, které jsou potřebné v mnoha odvětvích světového průmyslu - počínaje vesmírnými technologiemi až třeba po malířské nátěry. Ne nadarmo je nazýván kovem kosmického věku.
V současné době připravujeme rozšíření našeho sortimentu o výrobky z titanu, které jistě uspokojí ty nejnáročnější požadavky na kvalitu, nízkou hmotnost a trvanlivost. Již nyní Vám můžeme nabídnout čtyři cenově výhodné titanové příbory od známého švédského výrobce vařičů Optimus. Jsou vyrobeny z titanu CP (commercially pure) neboli komerčně čistého nelegovaného titanu bez příměsi jiných kovů.
Titan (TItanium - Ti) je stříbřitý, přirozeně se vyskytující kov, který patří svými 0,6% mezi devět nejrozšířenějších prvků v zemské kůře. Nevyskytuje se však v čisté podobě, je v malé míře obsažen v mnoha minerálech, nejčastěji v ilmenitu, rutilu, titanitu (sfén), brookitu nebo anatasu.
V malé koncentraci se vyskytuje v mořské vodě, ale také v popelu z uhlí, v rostlinách nebo lidském těle. Ve značné míře je zastoupen ve vesmíru, vysokou koncentraci titanu potvrdila mise Apollo 17 na povrchu Měsíce, titan je možné nalézt ve Slunci, spektrálních hvězdách typu M a v meteoritech.
Titan se těží nejčastěji z pobřežních písků, tzv. rozsypů, kde je možné nalézt až 50% koncentrace veškerých titanových rud. Mezi největší producenty titanu patří Austrálie, Čína, Japonsko, Ukrajina, Kanada, Skandinávie nebo Malajsie. Další ložiska lze nalézt např. ve Velké Británii, Vietnamu, USA, Indii, Brazílii či Jižní Africe.
Objevitelem titanu je anglický duchovní, amatérský chemik a mineralog William Gregor, který se narodil v roce 1761 v Trewathenicku v Cornwallu. Již při studiích na gymnáziu v Bristolu se živě zajímal o chemii, v roce 1784 absolvoval na St. John College v Cambridgi a získal titul MA. Do historie se zapsal roku 1791, kdy zkoumal magnetické ilmenitové písky v pohoří Menachan Valley v Cornwallu. Zde zjistil přítomnost oxidu neznámého kovu. Jeho výzkum a pokusy s tímto dosud neznámým prvkem se staly základem pozdějších výrobních procesů používaných při získávání titanu. Zemřel na tuberkulózu v roce 1817.
O čtyři roky později po Williamu Gregorovi, v roce 1795, izoloval podobný oxid z minerálu rutil německý chemik Martin Heinrich Klaproth a identifikoval ho jako nový prvek, v periodické soustavě prvků pod číslem 22. Ani jemu se však po mnoha nezdařených pokusech nepodařilo izolovat čistý kov. Martin Heinrich Klaproth, průkopník analytické chemie, je mimo jiné objevitelem dalších prvků - uranu, zirkonu, ceru a chromu. Chemii vyučoval od roku 1792, v roce 1810 působil jako profesor chemie na berlínské univerzitě. Významnou měrou se podílel na určování minerálů na základě jejich chemického složení. Uznal Williama Gregora za prvního objevitele titanu, sám se stal autorem pojmenování "titanium".
Trvalo 30 let, než se podařilo získat alespoň znečištěný titan. Jákob Jöns Berzelius, švédský chemik, zakladatel moderní chemie a autor pojmenování chemických symbolů pomocí iniciály jejich latinských jmen, použil metodu zahřívání směsi minerálů a draslíku, který použil také k získání dalších prvků - ceru a zirkonu.
95% čistoty dosáhli v roce 1887 švédští chemikové Lars Fredrik Nilson a Otto Pettersson redukcí tetrachloridu sodíkem ve vzduchotěsné ocelové lahvi. Ferdinand Frederick Henri Moissan, francouzský chemik, použil elektrickou tavnou pec pro dosažení 98% čistoty. Téměř čistý titan získal až v roce 1910 americký chemik Matthew Arnold Hunter na Rensselaer Polytechnic Institute v USA ve spolupráci s General Electric Company zahříváním směsi chloridu titaničitého s kovovým sodíkem v ocelové tlakové nádobě.
Průkopníkem moderní průmyslové výroby titanu se stal v roce 1932 lucemburský metalurg Dr. William Justin Kroll. Krollův proces se v převážné většině případů komerčně využívá až do současné doby. Zjednodušeně řečeno - působením chloru a uhlíku na rudy obsahující titan se získává chlorid titaničitý, bezbarvá kapalina, která se po přečištění redukuje roztaveným hořčíkem v argonové atmosféře na kov. Vzniká tak tuhá, pórovitá látka, tzv. "titanová houba", která se po odstranění hořčíku dále zpracovává přetavením na titanové odlitky, titanové tyče apod. s využitím helia a argonu bez přístupu vzduchu. První zařízení na výrobu titanové houby vzniklo v roce 1947 v USA.
Zajímavostí je, že v období studené války v 50. a 60. letech 20. století byla výroba tohoto strategického kovu soustředěna téměř výhradně v bývalém Sovětském svazu, odkud se rozšířila díky špionáži do Evropy a USA.
Složitý proces výroby je ovšem velmi finančně nákladný a výrobky z titanu se využívají zejména v aplikacích, kde není možné použít jiné alternativní kovy. Takovým příkladem je neustále se rozvíjející letecký a kosmický průmysl.
Ani technologie výroby titanových slitin není jednoduchá, titanové slitiny se připravují ve vakuových indukčních pecích. Titan patří mezi kovy s vyšší teplotou tavení než železo. Nejčastěji se používá v kombinaci s hliníkem nebo vanadem, který ale snižuje tvárnost slitiny. Stejně tak i molybden, chrom, mangan a uhlík, které naopak zvyšují pevnost titanové slitiny. Pro zlepšení mechanických vlastností se přidává do základního kovu také mangan, železo nebo molybden. Díky svým vynikajícím vlastnostem našly slitiny titanu neuvěřitelně rychle uplatnění v mnoha odvětvích, kde nahrazují nerezovou ocel, slitiny mědi nebo hliníku a jejich potřeba neustále roste.
Jednou z nejvýznamnějších sloučenin titanu je oxid titaničitý, tzv. "titanová běloba". Jedná se o zdravotně nezávadný bílý prášek, který se pro vysokou krycí schopnost a trvanlivost využívá při výrobě nátěrových a malířských barev, ve sklářském a keramickém průmyslu, při výrobě papíru, plastů i kosmetiky. Titanové nátěry velmi dobře odrážejí infračervené světlo a jsou běžně využívány ve slunečních observatořích. Dnes tvoří až 90% celosvětové spotřeby produktů z titanu.
Jak již bylo řečeno, výraznějšímu rozšíření využití titanu brání vysoké náklady při procesu jeho získávání. Titan je o 30% pevnější a o 45% lehčí než ocel, o 60% těžší a 200% odolnější než hliník, nemluvě o odolnosti proti atmosférické korozi a většině průmyslových a minerálních kyselin. Strategické uplatnění nachází v leteckém průmyslu, kde je základním materiálem při výrobě vnějších povrchů letadel, komponentů podvozku a motoru, hydraulických systémů a dalších namáhaných součástí letadla. Díky odolnosti proti vysokým teplotám se uplatňuje také při výrobě protipožárních přepážek nebo krytů proudových motorů.
Významnou měrou je titan využíván v kosmickém průmyslu. Výzkumy vesmíru si již bez titanových slitin těžko dokážeme představit - sondy, družice, raketoplány i mezinárodní vesmírná stanice jsou z větší části vyrobeny právě z titanových slitin.
Bez titanu se dnes neobejde ani armáda. Titan je nezbytnou součástí nadzvukových stíhaček, raket, řízených a dělostředeckých střel, tanků a dalšího vojenského technického vybavení. Díky schopnosti vzdorovat působení žiravin, zejména slané vody, se hojně používá pro praktické aplikace v námořnictví, zejména při výrobě ponorek, lodních šroubů, hřídelí a dalšího lodního vybavení, které při dlouhodobém styku s mořskou vodou rychle podléhá korozi. Neobejde se bez něho ani výroba odsolovacích zařízení.
Titan si našel své místo také ve šperkařství. První doložené dekorativní použití je u stříbrného přívěsku v kolekci Worshipful Company of Goldsmith, puncovaného v roce 1963 Malcolmem Greenem. Módní titanové šperky dnes nesmějí chybět v nabídce žádného prestižního klenotnictví.
Nemalou měrou je titan zastoupen v lékařství. Hypoalergenní vlastnosti, nízká hmotnost a pevnost jsou využity při výrobě zubních implantátů, umělých srdečních chlopní, stimulátorů nebo umělých kostí a kloubů. Stále častěji ho nalezneme jako nezbytnou součást materiálů, ze kterých se vyrábějí chrirugické nástroje a invalidní vozíky.
A jmenovat můžeme dál - sportovní vybavení, rámy cyklistických kol, obroučky brýlí, luxusní hodinky a kuchyňské spotřebiče, výroba chemických reaktorů či architektura. Titan můžeme bezesporu považovat za kov s velkým potenciálem a pokud nalezneme úspornější metody jeho výroby, mohl by se v budoucnu dočkat mnohem širšího uplatnění.
|