チタンと酸化チタンTiO2の特性と幅広い使用素材
2019年07月16日
チタンは最近注目を浴びてきた元素です。
原子番号22番目の金属で「スイヘーリーベー」の覚え方では、20番目のカルシウムまでですが、その2つ次の遷移元素です。
英語では「titanium」と表記し、ドイツ語では「Titan」で、ギリシア神話における地球最初の子、ティーターンにちなんでいます。
※Wikipedia参照
◎チタンの魅力的な性質
チタンはあらゆる金属の中でも、優秀な性質をバランスよく持っています。
軽くて、硬くて、強くて、綺麗☆ そして、酸化物には特殊な性能があります。
鉄よりも約40%ほど軽くて、さらに鋼鉄以上の強度があり、腐食性も貴金属レベルに高いのです。
そのため、チタンは「スーパー金属」と言われているほど重宝されています。
◎チタンの実用例
生体と親和性の高い金属として、人工関節や人工歯根として利用され始めています。
そして、チタンが有名になった一つの商品がゴルフクラブです。
ミズノが「チタンヘッド」でより遠くへ飛ばすクラブを発売したました。
遠くへ飛ばすためには、ボールに当たる時のヘッドスピードの速さが必要です。
そのためには軽く触れるように、金属の軽さが大切なんです。
そして、インパクト時の強さと硬さを兼ね備えたチタンが選ばれました。
また錆びないという点からも、アルミニウム合金や炭素繊維と並ぶくらい、航空宇宙産業を初め、工業用品としての利用が盛んです。
チタンは酸化して酸化チタンとなることで、酸や食塩水からの腐食からも免れることができます。
さらには、屋根瓦利用され、浅草寺の本堂ではチタンにすることで９３０トンから１８０トンと８０％減となりました。
これによって、軽くて錆びないため雨や腐食にも強く、東日本大震災でもびくともしませんでした。
また、酸化被膜の鮮やかな美しさとアレルギーの少なさからも、時計やメガネ、そして最近ではジュエリーとしての利用も増えてきています。
◎酸化チタンの魅力的な性質
そして、チタンの酸化物である酸化チタンは、現在、光触媒として有名です。
チタンをあえて酸化させておいて、光を吸収して反応を促進する触媒作用を利用します。
施設の屋根や壁の表面に塗布されており、雨風にさらされても自らセルフクリーニングして、汚れを落とすのです。
最近では水をあまり流さないトイレの便器にも使われています。
これからの季節に欠かせない「日焼け止め」としても酸化チタンは使われています。日焼け止めクリームに、「TiO2」と言う化学記号を見たことがあるでしょう。
これは「紫外線散乱剤」として、肌に紫外線が届くのを防ぐ役割を持っているためです。
このように、軽い、強い、耐腐食性として有効な金属ではありますが、チタンは地球上には様々な鉱物として多く存在し、価値としては安価ではあるが、その製錬、加工技術が高度で大量使用にはまだ向いていない金属ではあります。
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