Titan qotishmalarining noan'anaviy xususiyatlari aniqlandi

Metall deganda xayolingizga nima keladi? Og'ir, zanglagan va sovuqmi? Bugungi mavzu, titanium qotishmalari, sizning taxminlaringizga qarshi chiqadi. U suvda o'nlab yillar davomida zanglamasdan qolishi, plastikdek yengil, ammo po'latdan qattiqroq bo'lishi, inson suyaklari bilan bog'lanishi va hattoki kamalak kabi ranglarini o'zgartirishi mumkin. Bu qarama-qarshi xususiyatlar qanday ilmiy sirlarni yashiradi? Bugun biz javoblarni birma-bir ochib beramiz.

 

 

 

Zanglash metallar uchun odatiy hodisa, ammo titanium qotishmalari bundan mustasno. Titan qotishmalarini o'n yil davomida dengiz suviga botiring va ular hali ham porloq va yangi bo'lib chiqadi. O'nlab yillar davomida yer ostiga ko'milgan ularning yuzasi silliq va yangi bo'lib qolmoqda. Yana diqqatga sazovor tomoni shundaki, ular yadroviy chiqindilarni saqlash uchun ishlatilishi mumkin, chunki yadroviy chiqindilarning korrozivligi zanglamaydigan po'latni butunlay yo'q qilish uchun etarli.

 

Buning siri ko'rinmas oksidli plyonkada: titan qotishmasi havo bilan aloqa qilganda, uning yuzasida bir zumda bir necha nanometr qalinlikdagi (inson sochidan 10 000 marta yupqaroq) oksid plyonkasi paydo bo'ladi. Ushbu plyonka titanni tashqi suv, kislotalar va tuzlardan butunlay ajratib, o'tib bo'lmaydigan "zirh" kabi ishlaydi. Yana bir qiziq jihati shundaki, bu plyonka tirnalgandan so'ng, titan shikastlangan joyda yangi oksid plyonkasini tiklash uchun havodan darhol kislorodni "chaqiradi".

 

 

 

Titan qotishmasidan yasalgan ko'zoynak ramkasini oling va siz: "Bu haqiqatan ham metallmi?"-uning zichligi po'latning atigi 60 foizini tashkil qiladi (alyuminiyga o'xshash), lekin mustahkamligi po'lat bilan solishtirish mumkin. Ushbu "engil va kuchli" xususiyat titanium qotishmasini aerokosmik sohada sevimli qiladi: titanium qotishmasidan tayyorlangan samolyot fyuzelyajlari po'latdan 30% engilroq bo'lishi mumkin; titanium qotishmasidan yasalgan velosiped ramkalari engil va bardoshli bo'lib, haydashni "engil" kabi his qiladi.

 

 

Ortopedik jarrohlikda titanium qotishmasi suyakka "o'sishi" mumkin bo'lgan yagona metalldir. Shifokorlar titanium qotishma sun'iy bo'g'inlarni yoki tish implantlarini inson tanasiga joylashtirganda, bu zanglamaydigan po'lat kabi rad etishga olib kelmaydi. Buning o'rniga, suyak hujayralari asta-sekin titan yuzasini qoplaydi va "osseointegratsiya"-sodda qilib aytganda, suyak titanni o'zinikidek tutadi va uni mahkam "quchoqlaydi".

 

 

Oddiy metallar rangini faqat bo‘yoq purkash yoki elektrokaplama yo‘li bilan o‘zgartirishi mumkin, ammo titan qotishmalari elektr tokini qo‘llash (anodlash) orqali-yangi hiylani o‘ylab topdi, ular pushti, ko‘k, yashil va binafsha kabi kamalak ranglariga aylanishi mumkin va hech qanday bo‘yoqsiz.

Buning sababi, anodizatsiya titanium yuzasida oksid plyonkasi qalinligini o'zgartiradi. Turli qalinlikdagi plyonkalarda yorug'lik porlaganda, turli xil ko'zgu va shovqinlar paydo bo'ladi (sovun pufakchalarining rang printsipiga o'xshash). Masalan:

1. 10 nanometr qalinlikdagi oksid plyonkasi → oltin rangga o'xshaydi;

2. 30 nanometr qalin → ko‘k rangda ko‘rinadi;

Qalinligi 3. 50 nanometr → binafsha rangda ko‘rinadi

Rangni shunchaki qalinligiga qarab o‘zgartirish qobiliyati titan qotishmalarini zargarlik sanoatida yangi sevimli narsaga aylantirdi-titan marjonlarni burchakka qarab rangini o‘zgartirishi mumkin, bu ularni olmos bilan qoplangan-bo‘yinbog‘larga qaraganda ko‘proq-o‘ziga tortadi.

 

 

Aksariyat metallar haddan tashqari haroratda "jahlini yo'qotadi": temir -27 darajada mo'rt bo'ladi (bir marta bosish bilan shisha kabi sinadi), alyuminiy esa 100 darajada yumshay boshlaydi. Ammo titanium qotishmalari "Buddist amaliyotchilar"ga o'xshaydi - ular juda moslashuvchan bo'lib qoladilar.

1. Mutlaq nolga (-273 daraja) yaqin bo'lgan juda past haroratlarda uning qattiqligi haqiqatda oshib, suyultirilgan gazni saqlash uchun tank sifatida foydalanishga yaroqli bo'ladi;

2. 600 daraja yuqori haroratda ham o'z kuchini saqlab qoladi. Qiruvchi reaktiv dvigatellarning turbina pichoqlari yuqori harorat va yuqori bosimga bardosh berish uchun titanium qotishmalariga tayanadi.

 

 

O'n yildan sal ko'proq vaqt oldin titan qotishmalari "osmon{0}}yuqori baholi metallar"-bir tonna titanni qayta ishlash 3 tonna po'latni tozalash bilan bir xil xarajatga teng edi va u faqat raketalar va qiruvchi samolyotlar kabi yuqori-sohalarda qo'llanilishi mumkin edi. Ammo endi siz bir necha yuz yuanga titanium qotishma qovurilgan kostryulkalar va termos idishlarini sotib olishingiz mumkin.

 

 

 

Ko'pchilik "titan xotira funktsiyasiga ega" deb hisoblashadi, ammo bu noto'g'ri tushunish, bukilgandan keyin avtomatik ravishda asl shakliga qaytishi mumkin bo'lgan narsa "titan-nikel qotishmasi" (nikel{1}}titan qotishmasi), sof titanda esa bunday qobiliyat yo'q.

Ba'zi savdogarlar bir vaqtlar "titanium qotishma ko'zoynak ramkalari avtomatik ravishda orqaga qaytishi mumkin" deb e'lon qilishgan, ammo foydalanuvchilar ularni bukishga urinib ko'rganlaridan keyin "ular hech qachon orqaga burila olmasligini" aniqladilar.

 

Esingizda bo'lsin: Sof titanning kuchli tomonlari "engillik, mustahkamlik va korroziyaga chidamlilik"dir, ammo "shakl xotirasi" titanium{0}}nikel qotishmalarining o'ziga xos xususiyatidir.

Titan qotishmalarining bu ko'rinadigan qarama-qarshi xususiyatlari fizika qonunlarini buzmaydi, aksincha, odamlar uchun metallar dunyosini kashf qilishning yangi usulini ifodalaydi. Oksid plyonkasining-o'z-o'zini davolash qobiliyatidan tortib, yorug'lik shovqinining rang-o'zgaruvchan printsipi va uning ekstremal muhitdagi barqarorligigacha, har bir xususiyat metallar faqat "zanglash, og'ir bo'lish va sovuq bo'lish" bilan bog'liq emasligini aytadi.