타이타늄

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타이타늄 원자모형.svg
22Ti
타이타늄
Titanium
평균 원자량
Average mass
47.867 Da
모노이소토픽 원자량
Monoisotopic mass
47.947948 Da
밀도 (실온) 4.506 g/cm³
원자 반지름 176 pm
물리적 성질 상세 설명
상온에서의 상태 녹는점 끓는점 전기음성도 1.54
고체 1668 °C 3287 °C 전자친화도 7.6 kJ/mol
융해열 기화열 열용량 (25°C) 결정모양 육방정계
14.15 kJ/mol 425 kJ/mol 25.060 J/(mol·K) CAS 등록번호 7440-32-6

주기율표 4족 4주기 속하는 전이금속 원소로, 원소기호 Ti 원자번호는 22이다. 공업화에 성공한 것은 1950년대로 비교적 짧은 역사를 가지고 있으나 미스릴의 현신, 혹은 꿈의 신소재라고도 불리는 정도로 고성능 소재로 사용되고 있다.

타이타늄 원소 자체는 1790년 영국과 1795년 독일에서 따로따로 발견되었다가 이후 1797년에 두 지역에서 발견된 원소가 같은 원소라는 것이 밝혀지게 되었고, 지구를 떠받들고 있는 거인이라는 의미로 그리스 신화에 나오는 거인족 티탄의 이름을 따서 영어로는 타이타늄(Titanium), 독일어로는 티탄(Titan)이라는 이름으로 부르고 있다.

1 제조법[편집]

2 성질[편집]

타이타늄의 비중은 4.54g/㎤로 알루미늄(2.71g/㎤)에 비해서는 1.6배 무겁고 (7.874g/㎤)에 비해서는 60% 정도 가벼운 경금속에 속한다. 위에서 꿈의 신소재라고 부르는 이유 중 하나가 이 비중대비 강도가 거의 깡패수준이기 때문. 특히나 가벼운 경금속인 알루미늄과 가장 큰 차이가 나는 특성 중 하나로 꼽을 수 있는 것이 타이타늄은 피로파괴가 거의 되지 않는다는 것이다. 알루미늄 합금(알로이)의 경우 금속의 피로가 지속적으로 누적되다가 어느 순간 피로파괴 현상이 발생하면서 금속이 거의 깨져나가는 모양을 보여주는 경우가 있는데 타이타늄은 그런거 없다 수준. 거기에 내식성, 내열성, 내마모성도 상당히 우수한데다 어지간한 환경이 아닌 다음에는 산화되지도 않는다. 인체에 대한 유해성이 거의 없는 것도 특성 중 하나. 다만 얻어내는 방법이 정말로 괴랄할 수준으로 어렵고, 가공하기도 까다로운 편인지라 상당히 비싼 금속에 속한다.

3 용도[편집]

  • 항공 우주분야의 재료에 많이 사용된다. 주로 Ti-8Mn이나 Ti-6Al-4V 합금을 사용한다.
  • 생체 안정성이 좋아 인공 관절, 치아 임플란트 등의 재료로 사용된다. 표면처리 등의 방법을 통해 골유착성을 높이려는 연구도 진행 중[1]
  • 타이타늄을 산화시킨 이산화티타늄(TiO2)은 흰색 안료의 원료가 된다. EWG의 TiO2 설명
  • 고급 자전거의 프레임 재료로 많이 사용된다. 경우에 따라서는 구동계까지 죄다 이걸로 발라버리는 경우도 존재한다.

4 각주

  1. 원중희, 서중배, '표면변화에 따른 티타늄합금에의 골유착', 충북의대 학술지 Vol.6 No.2 (1996)