Was ist der Unterschied zwischen Titanmetall und Titandioxid?

Titanmetall und Titandioxid sind nicht dasselbe Material und können nicht gegeneinander ausgetauscht werden. Titanmetall (Ti) ist ein rein metallisches Element geschätzt für Festigkeit, geringe Dichte und Korrosionsbeständigkeit Titandioxid (TiO2) ist eine keramikähnliche Verbindung entsteht, wenn sich Titan mit Sauerstoff verbindet, und wird hauptsächlich als Weißpigment, Beschichtung und Halbleiter-Dünnschichtmaterial verwendet. Das eine ist ein Struktur- und Funktionsmetall; Bei der anderen handelt es sich um eine chemische Verbindung, die meist in Pulver- oder Dünnfilmform verwendet wird.

Titanmetall vs. Titandioxid: Der wesentliche chemische Unterschied

Titanmetall liegt in seiner elementaren Formular vor, wobei die Atome in einem Metallgitter miteinander verbunden sind. Es leitet Elektrizität, kann bearbeitet, geschmiedet, gewalzt oder geschmolzen werden und reagiert nur an seiner Oberfläche mit Sauerstoff und bildet eine dünne schützende Oxidschicht. Titandioxid hingegen ist eine Verbindung aus einem Titanatom, das an zwei Sauerstoffatome gebunden ist. Es verhält sich wie eine Keramik: Es leitet keinen Strom, kann nicht geschmiedet werden und wird typischerweise als feines Pulver, Sputtertarget oder Beschichtungsvorläufer und nicht als Strukturteil geliefert.

Mechanisches und physikalisches Verhalten

Titanmetall wird für lasttragende und hochbeanspruchte Anwendungen ausgewählt, da es ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht mit ausgezeichneter Ermüdungsbeständigkeit kombiniert. Hochreines Titan in den Qualitäten 5N (99,999 %), 6N (99,9999 %) und 7N (99,99999 %) verbessert die Duktilität weiter und reduziert verunreinigungsbedingte Risse, die bei Strukturen in der Luft- und Raumfahrt und präzisionsgefertigten Teilen von Bedeutung sind. Titandioxid hat keine vergleichbare mechanische Funktion; Es ist in Massenform spröde und wurde stattdessen für optische Streuung, chemische Stabilität unter UV-Einwirkung und dielektrisches Verhalten in dünnen Filmen entwickelt.

Wie hochreines Titanmetall hergestellt wird

Kommerzielles Titanmetall beginnt im Allgemeinen als Titanschwamm, der im Kroll-Verfahren hergestellt und dann für Halbleiter- und Luft- und Raumfahrtanwendungen weiter veredelt wird. Ein elektrolytischer Reinigungsprozess für geschmolzenes Salz der nächsten Generation in Kombination mit Vakuum-Elektronenstrahlschmelzen ermöglicht die großtechnische Produktion von ultrahochreinem Titan der Güteklasse 5N, eine Fähigkeit, über die nur wenige Hersteller weltweit verfügen. Dieses raffinierte Metall wird dann je nach Endanwendung in Kristall-, Barren-, Platten-, Röhren- oder Sputtertargetform verarbeitet. Im Gegensatz dazu wird Titandioxid durch Chlorid- oder Sulfatprozesse hergestellt, die titanhaltiges Erz direkt in die Verbindung oxidieren, ohne dass eine metallische Reduktion erforderlich ist.

Produktpalette aus hochreinem Titan

Als Lieferant von Metallen in Halbleiterqualität und Hersteller von Aufdampfmaterialien deckt unsere Produktlinie aus hochreinem Ti alle Phasen vom Rohschwamm bis zum fertigen Sputtertarget ab und unterstützt die Produktion von Halbleiter-, Luft- und Raumfahrtmaterialien sowie Superlegierungsmaterialien.

Titanschwamm Rohstoff

Titankristall Hohe Reinheit

Titanpulver 3D-Druck / MIM

Titanplatte Strukturell

Titanziel Sputtertarget

Industrielle Anwendungen von Titanmetall

• Flugzeugtriebwerkskomponenten und Rumpfstrukturen, bei denen hohe Festigkeit und geringe Dichte die Treibstoffeffizienz verbessern
• Künstliche Gelenke und Zahnimplantate setzen auf Biokompatibilität
• Reaktoren und Rohrleitungen in der chemischen Verarbeitung, die auf Korrosionsbeständigkeit angewiesen sind
• Halbleiter-Sputtertargets und Verdampfungsmaterialien für die Chipherstellung
• Superlegierungsmaterialien für Turbinen- und Hochtemperaturkomponenten

Industrielle Anwendungen von Titandioxid

• Weißes Pigment für Farben, Lacke, Kunststoffe und Papier
• Antireflexions- und dielektrische Dünnschichten in der Optik und Elektronik
• Photokatalytische Beschichtungen für selbstreinigende und UV-beständige Oberflächen
• Sonnenschutz- und Kosmetikformulierungen, die wegen ihrer UV-Streuung geschätzt werden

Reinheitsgrade, die für den Einsatz in Halbleitern von Bedeutung sind

Bei Halbleiter- und Präzisionsdünnschichtarbeiten wirkt sich die Reinheit des Titanmetalls direkt auf die Gleichmäßigkeit der Schicht und die Geräteleistung aus. Als Lieferant, der mit hochreinen Materialien der Qualität 5N, 6N und 7N arbeitet, wird der Reinheitsgrad in der Regel an die Empfindlichkeit der Anwendung angepasst und nicht einheitlich auf alle Produkte angewendet.

Wählen Sie zwischen Titanmetall und Titandioxid

Die Wahl hängt ganz von der gewünschten Funktion ab. Wenn das Ziel Festigkeit, Gewichtsreduzierung, Korrosionsbeständigkeit oder ein elektrisch leitfähiger dünner Film ist, ist Titanmetall das richtige Material und der Reinheitsgrad sollte danach ausgewählt werden, wie empfindlich die Endanwendung auf Spuren von Verunreinigungen reagiert. Wenn das Ziel ein weißes Pigment, eine Schutzschicht oder eine optische Schicht ist, ist Titandioxid die geeignete Verbindung. Da beide Materialien das gleiche Grundelement haben, sich aber in Produktion und Leistung völlig unterschiedlich verhalten, werden durch die Bestätigung des Reinheitsgrads, der physikalischen Form und des beabsichtigten Prozesses vor der Beschaffung kostspielige Substitutionsfehler vermieden, insbesondere bei Metallen in Halbleiterqualität und Superlegierungsmaterialien, bei denen die Toleranzen für Verunreinigungen extrem eng sind.