티타늄 - 미래의 금속
적절성
20세기 후반은 전 세계적으로 티타늄 생산의 폭발적인 확대로 상징되었습니다. 이 금속은 여러 가지 장점을 지니고 있으며, 매장량이 곳곳에 발견되며, 독특한 소비자 특성 덕분에 미래의 금속으로 불리게 되었습니다. 이 재료는 알루미늄-마그네슘 합금만큼 가볍고 부식에 강하지만, 비교할 수 없이 튼튼하고 더 내열성이 있으며, 금속 피로를 모릅니다. 티타늄 부품은 강철과 달리 약 2-3배 더 가볍습니다. 조선 분야에서 티타늄 합금은 부식 저항성 덕분에 대체 불가능합니다. 19세기에는 이 금속이 해양 선박, 잠수함, 프로펠러, 어뢰의 외피 제작에 사용될 것이라고 예상되었습니다. 티타늄 합금에는 선박의 저항성을 증가시키는 조개가 붙지 않습니다.
높은 생산 비용
티타늄은 항공우주 산업에서 거의 대체 불가능한 소재로 가공이 상당히 어렵고, 복잡한 화학적 및 물리적 특성을 가지고 있습니다. 1940년 윌리엄 크롤은 TiCl4의 테트라클로라이드를 마그네슘으로 복원하는 방식으로 금속 티타늄을 스폰지 형태로 생산하는 방법을 제안했으나, 이 방법은 매우 비싸고 복잡했습니다. 이 금속에 대한 개발에는 막대한 투자가 이루어졌으나, 여전히 대안이 없는 상태입니다. 티타늄은 오늘날에도 여전히 매우 비싼 금속으로 남아 있습니다. 소련의 경우, 20세기 후반 무기 경쟁 시대에 연간 티타늄 생산의 거의 모든 양이 하나의 독특한 프로젝트에 사용되었습니다. 티타늄을 주요 구조 재료로 사용한 핵잠수함이 만들어졌으며, 이는 오늘날까지 유지되는 수중 속도 기록을 세웠으며, 비자성 및 독특한 잠수 깊이를 가지고 있습니다.
역사
오늘날 티타늄 스폰지 제조는 4개의 제조업체에서 이루어지고 있으며, 대규모 소비자는 약 10곳입니다. 소비자는 티타늄 가공품으로부터 티타늄 제품을 만듭니다. 티타늄 산업은 소련 시절에 설립되었으며, 연간 80,000톤의 생산 능력을 가진 대규모 산업 단지가 조성되었습니다. 이 측면에서는 당시 세계 1위였습니다. 업계는 자포리자(ZTMK), 우스트카멘노고르스크(UKTMK), 베르흐네살딘스크(VSMPO)(현재 AVISMA), 스베르들로프스크 지역 등 주요 기업들로 구성되었습니다. 현재 AVISMA는 전체 티타늄 스폰지의 1/3 및 티타늄 가공품의 1/4을 차지하고 있습니다. 티타늄 생산의 유지 및 발전은 쉬운 일이 아닙니다. 1991년, 소련이 붕괴되면서 주문 수량이 급감하고, 티타늄 산업은 위기를 겪었습니다. 이 시기에 주문량은 수십 배로 감소했습니다. 하지만 티타늄 산업은 다시 부활했습니다.
용도
산업 규모로 티타늄 합금은 처음으로 항공기 제트 엔진의 구조에 사용되어 무게를 10-25% 감소시킵니다. 티타늄 합금은 디스크 및 압축기 날개, 흡입구, 안내 장치 및 고정 장치 부품을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 합금은 초음속 비행기에 폭넓게 사용됩니다. 비행체의 속도 증가로 인해 외피 온도가 상승했고, 알루미늄 합금은 초음속 속도에서 항공기 외피가 246-316°C로 뜨거워질 때 요구 사항을 충족할 수 없었습니다. 이러한 조건에서 티타늄 사용이 최적의 선택이 되었습니다. 1970년대에는 민간 항공기의 동체에 티타늄 합금 사용 수준이 증가했습니다. 중단거리 항공기 TU-204의 전체 티타늄 부품 무게는 2570kg입니다. 또한, 티타늄은 비행선 및 헬리콥터의 회전 날개 구동 장치 및 제어 시스템 부품 제작에도 사용 범위가 확장되고 있습니다. 다른 행성을 향해 비행을 계획하는 현대 로켓 엔지니어들은 티타늄이 미래의 금속이라고 할 만한 충분한 근거가 있습니다.
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