チタン金属について

はじめに

チタンは環境の影響を受けにくく、腐食に強い金属です。

そのため、他の金属と比較して長期間にわたり使用することが可能です。

チタンは特に排気ガスや海水、硫黄など様々な過酷な環境に対して耐性があります。

他の金属と組み合わせることにより、腐食の進行を遅らせることができます。

こうした理由からチタンは多くの製品に対して使用することができるのです。

航空機器

ジェットエンジンの登場以降、チタンは耐熱性、クリープ現象への耐性、強度などからより高度な基準に合致する金属として用いられております。

三段融解またはコールドハース式電子ビーム融解を用いることで、高純度のチタン合金を得ることができ、それらが航空機のエンジンやフレームなどに使用されています。

ジェットエンジン

チタンはジェットエンジンの回転部分に使われます。

最新の技術では、太いチタン線をジェットエンジンのファン部分に使うことで、騒音を抑えることに成功しています。

航空機体

航空機体市場において、着陸機器や客室機器に使われていた鋼やニッケルがチタン合金に置き換わっております。

この変化は、航空機の重量を減らし、運航効率の上昇につながっています。

航空機用のシートやプレートは鍛造スラブを熱間圧延して作られます。

プレートを均一に平らにするため、真空クリープフラットニングが使われます。

超塑性成形/拡散接合は、新しいチタン合金プレートを用いた航空機の開発を可能にしました。

純度の高いグレードおよび航空機用の合金ストリップは、水素含有量がとても少なく、連続真空焼鈍でコイル状に製造されます。

こうした開発から航空機の生産におけるチタンの使用量は増加しつづけています。

工業用機械

近年、工業においてチタンの使用量は増加傾向にあります。

機器の耐用年数を高め、それに伴うコストの削減など、機器、時間双方に大きなメリットが存在するためです。

鉄やニッケルの半分ほどに相当するチタンの密度は、重量単位ではなく、必要な面積単位でコストを計算することでそのコストを減少させることが可能です。

言い換えると、約半分のチタンで同じ強度、同重量で2倍の強度を持つ製品を作り出すことができるのです。

適切にチタンを使用すると腐食の影響を受けません。壁の厚さを決める基準は圧力や構成要件のみとなります。

チタン導入における高いコストは、高耐久力とメンテナンス頻度の低減により簡単に相殺することができます。

チタンは表面に高度の酸化被膜を形成するため、腐食体制に優れ、過酷な環境下においても、他の金属に比べ約５倍もの耐久力を発揮します。

高耐久性ということはメンテナンス頻度の低減、作業効率も上昇させることができ、結果的にはコスト削減につながります。

このような理由から、原発や化学薬品工場など様々な現場でチタンは活用されております。

発電施設

発電施設では、塩分やその他の要素で汚染された水が冷却に使われ、その壁面コンデンサーには、やはりチタンが使われています。

化学処理

化学処理において機器の耐久力を向上するためにチタンが利用されています。

チタンは、高ニッケル合金、タンタル、ジルコニウムなどの材料よりも初期コストを下げつつ、銅、ニッケルおよびステンレス鋼より高い耐久力を持っています。

油田

油田開発において、チタン製パイプの軽さと適応性は深海での生産に非常に適しています。

チタンの耐久性は海水による腐食を防ぎ、海上での管理システムの運営に大きな役割を持つことができます。

その他の産業

チタンは他にも、汚染防止のためのガソリン脱硫装置、ポリエステル精製プラント、圧力容器、熱交換器など様々な用途に活用されています。

それぞれ用途の異なる製品に使用するため、強度を高める、耐性を高める合金を混ぜるなど個々の条件に合うように調整し製造されています。

新興産業

チタンの新しい活用法を見出すことは優先される課題のひとつです。

そして、チタンの新しい活用法を見出す企業に対して、材料や技術の提供、場合によっては公的な援助によるサポートが必要となります。

コンピューター産業

チタンはハードディスクドライブに搭載する基盤として非常に有望です。

現在大部分で使用されているアルミニウムと比べると、チタンには多くの利点が存在します。

非磁性はデータ保存を阻害する要因となる磁力を遮断することができます。

耐熱性はコーティング時により高温での加工を可能にし、生産効率を高めることができます。

さらに、純度の高いチタンは、ディスク容量を増加させることができます。

自動車産業

自動車バイク産業、特に中古車や修理業、レース業界においてチタンの使用量は増加しています。

強さ、軽さおよび耐熱性からエンジンパーツのコネクティングロッド、リストピン、バルブ、バルブリテーナー、スプリング、ロックアーム、カムシャフトなどにチタンが使用されています。

これらの部品にチタンは高価に感じるかもしれません。しかしながら、チタンの持つ特性を利用した製品は耐久性に優れ、長期間の使用に耐えうるため、結果的にコストを抑えることにつながります。

また、すべてのパーツをチタン製にした排気システムも現在研究中でこれによりさらに軽量化と耐久力が増すことになります。

チタンを使用した車体はエンジンパーツの効率化やサスペンションスプリングの機能向上によって、車内空間を広く保つことができるようになります。

地熱発電

地熱発電にて高温の蒸気を得る際にもチタンは新たな需要を見出し、

高耐久でもあるチタンは、その他の金属に比べ莫大な予算の削減に貢献しています。

複合材料

チタンは、複合材料の金属として広く使われています。

高耐久かつ軽量なチタン複合材料は、今後コストの減少と共にさらに一般的に利用されるようになってまいります。

さらなる可能性

チタンの持つ性能を利用した革新的な利用方法は今後の様々な新しい製品の開発に大いに役立つと確信しています。

インプラント

チタンは人体に無害で体内に埋め込むインプラント医療に適した物質です。

チタンは成長した骨に付着することが可能な物質であり、そのため、他素材で作られたインプラントより長期利用が可能です。

骨折治療に使われる再生チタンプレート、チタンメッシュは近年では一般的な治療方法となりつつあります。

防具関連

高い防弾性能を誇るチタンは、鎧等の防具にも最適です。

防弾チョッキや戦車外装にも使用され、より軽く、より機動力を増すことが可能となります。

チタン製の警察官用防弾チョッキやヘルメットは他素材製のものに比べ、より軽く快適なものとなっております。

そのほか

チタンはアクセサリーや時計、メガネや自転車などの日用品にも頻繁に使用されるようになってまいりました。

ゴルフ業界においても、「スイートスポット」を広げ、より正確で遠くまで飛ばすことのできるチタン製ヘッドが好まれています。