6 faits difficiles sur le titane - Fleur de cerisier inc.

Nommé d'après les colossaux Titans de la mythologie grecque, le titane est, livre pour livre, le métal le plus solide sur Terre. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un métal rare, il est coûteux en raison du coût de son extraction et de sa production. Vous avez peut-être entendu parler de clubs de golf en titane ou de sous-marins en titane, mais saviez-vous aussi qu'il y a du titane dans le glaçage pour gâteau blanc ? Voici six faits intéressants sur le métal réputé pour sa résistance.

En 1791, un minéralogiste britannique amateur et pasteur d'église, William Gregor, a ramassé du sable noir curieux dans un ruisseau près de la ville de Cornwall. Une partie du sable était magnétique, ce qui, selon Gregor, était de l'oxyde de fer, mais l'autre matériau était un mystère. C'était un autre oxyde à coup sûr, mais pas un sur les livres de la Royal Geological Society.

Le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth a redécouvert l'étrange oxyde en 1795 et lui a donné son nom mythologique, l'oxyde de titane, d'après les divinités qui ont précédé les Olympiens dans la mythologie grecque.

Même s'il a été découvert à la fin du 18ème siècle, le titane pur n'a pas été isolé de son oxyde jusqu'en 1910, lorsque le chimiste américain Matthew Hunter, travaillant pour General Electric, a compris comment dépouiller le métal argenté de son oxyde sous une chaleur et une pression élevées dans une "bombe" scellée.

Les alliages de titane (mélanges de titane et d'autres métaux) présentent le rapport résistance/poids le plus élevé de tous les métaux de la planète. Le titane pur est aussi solide que l'acier, mais 45 % plus léger.

L'impressionnant rapport résistance/poids du titane a fait des alliages de titane les matériaux de choix pour les moteurs et corps d'avion, les fusées, les missiles - toute application où les composants métalliques doivent être aussi résistants et légers que possible.

L'Airbus A380, le plus gros avion de passagers au monde, comprend 77 tonnes (70 tonnes métriques) de titane, principalement dans ses moteurs massifs.

Grâce à une innovation métallurgique des années 1930 appelée « procédé Knox », le forgeage commercial du titane a pris son essor dans les années 1940 et 1950. La première application concernait les avions militaires et les sous-marins (américains et russes), puis les avions commerciaux dans les années 1960.

La corrosion est un processus électrochimique qui détruit lentement la plupart des métaux au fil du temps. Lorsque les métaux sont exposés à l'oxygène, que ce soit dans l'air ou sous l'eau, l'oxygène capte les électrons, créant ce que nous appelons des « oxydes » métalliques. L'oxyde de fer, ou rouille, est l'un des oxydes corrosifs les plus courants.

Mais tous les oxydes n'exposent pas le métal sous-jacent à la corrosion. Lorsque le titane entre en contact avec l'oxygène, il forme une fine couche de dioxyde de titane (TiO2) à sa surface. Cette couche d'oxyde protège en fait le titane sous-jacent de la corrosion causée par la plupart des acides, des alcalis, de la pollution et de l'eau salée.

Les propriétés anticorrosives naturelles du titane en font le matériau idéal non seulement pour les avions, mais également pour les composants sous-marins exposés à une eau salée hautement corrosive. Les hélices des navires sont presque toujours fabriquées en titane, tout comme les systèmes de ballast et de tuyauterie internes du navire, ainsi que le matériel de bord exposé à l'eau de mer.

Cette même fine couche de dioxyde de titane qui protège le titane de la corrosion en fait également le matériau le plus sûr à implanter dans le corps humain. Le titane est entièrement "biocompatible", ce qui signifie qu'il est non toxique, non allergène et peut même fusionner avec les tissus et les os humains.

Le titane est le matériau chirurgical de choix pour les implants osseux et articulaires, les plaques crâniennes, les racines des implants dentaires, les chevilles pour les yeux et les oreilles artificiels, les valves cardiaques, les fusions vertébrales et même les relais urétraux. Des études ont montré que les implants en titane incitent le système immunitaire du corps à faire croître l'os directement sur la surface en titane, un processus appelé ostéointégration.

D'autres raisons pour lesquelles le titane est la référence pour les arthroplasties de la hanche et les broches pour les os fracturés est que le titane a ce fameux rapport résistance/poids élevé, qui maintient les implants légers, et il présente exactement la même élasticité que l'os humain.

Lorsque le prix du titane pur a baissé à la fin du XXe siècle, les fabricants ont commencé à rechercher des applications plus commerciales pour ce métal merveilleux. La résistance légère du titane en fait un excellent choix pour les articles de sport.

Les tout premiers clubs de golf en titane sont arrivés dans les magasins au milieu des années 1990, y compris un driver géant de Callaway connu sous le nom de Great Big Bertha. Les clubs étaient chers par rapport aux drivers en acier ou en bois, mais leur succès a conduit d'autres fabricants de sports à se lancer dans le titane.

Vous pouvez désormais trouver du titane dans n'importe quel équipement sportif où le poids, la résistance et la durabilité sont essentiels : raquettes de tennis, bâtons de crosse, skis, cadres de vélo, battes de baseball, équipement de randonnée et d'alpinisme, équipement de camping et même des fers à cheval pour les chevaux de course professionnels.

Seuls 5% des 6,3 millions de tonnes (5,7 millions de tonnes métriques) de titane produites chaque année sont forgées en métal. La grande majorité est transformée en dioxyde de titane, le même matériau qui protège naturellement le titane de la corrosion. Le dioxyde de titane est utilisé dans le monde entier comme pigment blanchissant non toxique pour la peinture, les cosmétiques, les médicaments et les aliments, y compris le glaçage de gâteau blanc.

La peinture blanche était autrefois teinte avec un pigment à base de plomb, mais une fois que les effets du plomb sur la santé ont été connus, le dioxyde de titane a pris le relais. Il s'avère que les pigments à base de titane ont des propriétés intéressantes.

Les peintres en bâtiment choisissent les peintures blanches à base de titane car elles sont anticorrosives et durent plus longtemps. L'oxyde de titane est extrêmement réfringent, lui conférant une brillance naturelle supérieure à celle d'un diamant et produisant une nuance de blanc particulièrement brillante. L'oxyde de titane réfléchit également la lumière infrarouge, c'est pourquoi les peintures à base de titane sont toujours utilisées à l'extérieur des observatoires solaires pour disperser la lumière infrarouge qui brouille les images.

L'architecte Frank Gehry a choisi le titane pour envelopper l'extérieur du magnifique musée Guggenheim de Bilbao, qui est recouvert de 33 000 panneaux de titane qui changent de couleur et de brillance sous différentes conditions d'éclairage.

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