on titaani juhtiv

Juhtivuse osas mõtleme tavaliselt metallidele nagu vask, raud ja alumiinium, sest üldiselt on metallidel hea juhtivus. Kaasaegse tööstuse arenguga on titaanist järk-järgult saanud oluline materjal. Niisiis, kas titaan on juhtiv? See on küsimus titaanmaterjalide juhtivuse kohta. Arutame seda üksikasjalikult allpool.

I. Titaani põhiomadused

1. Tegelikult ei ole puhas titaan suurepärane juhtiv materjal, mistõttu titaan ei sobi traditsioonilistes vooluahelates ja elektriväljades. Samal ajal kasutatakse seda teatud juhtudel laialdaselt just seetõttu, et titaanil on madal juhtivus. Nende väljade juhtivus ei ole esimene valik, ja mis veelgi olulisem, selle korrosioonikindlus ja jõudlus. Näiteks: titaani saab meditsiinivaldkonnas kasutada implanteeritavate proteeside valmistamiseks ning titaani saab kasutada ka merevarustuse ja keemiaseadmete valmistamisel.

2. Titaan on siirdemetall. See on kuulus oma suurepärase jõudluse, suure tugevuse, korrosioonikindluse ja madala tiheduse poolest. Kuid võrreldes mõne traditsioonilise juhimaterjaliga ei ole titaani juhtivus kuigi hea. Võrreldes traditsiooniliste juhtivate materjalidega, nagu vask ja alumiinium, on titaanil halb juhtivus. See on peamiselt tingitud titaani elektroonilise struktuuri ja võre struktuuri eripärast. Enamasti ei ole titaan ideaalne juhtiv materjal.

II. Titaani juhtivad omadused
1. Titaani elektronstruktuuris on d-orbiidil 4 välist elektroni. Seevastu vase ja alumiiniumi välimiste elektronide arv on vastavalt 1 ja 3, mis asuvad orbiidil s ja p. Kuna d orbiidi elektronide liikumiskiirus on aeglane, on elektronide migratsioonivõime titaanis nõrk, mistõttu juhtivus on suhteliselt halb.

2. Kuigi titaani juhtivus ei ole väga tugev, saab seda parandada mõne spetsiaalse ravimeetodi abil. Näiteks võib titaani legeerida kõrge juhtivusega metallidega, nagu vask ja alumiinium, mis võib titaani juhtivust teatud määral parandada, täites sellega mõne konkreetse rakenduse nõuded.

III. Titaanisulamist materjalide juhtivus ja mõjutegurid

1. Titaanisulamist materjalide eritakistus on umbes 1.5-2.5μΩ·cm, mis on palju suurem kui vasel (takistus on umbes 1,7μΩ·cm) või alumiiniumil (takistus on umbes 2,7μΩ·cm) samadel tingimustel. Selle põhjuseks on titaanisulamist materjalide endi tugev sisetakistus ja kihiline struktuur.

2. Titaanisulamist materjalide mittejuhtivus on peamiselt põhjustatud sellistest defektidest nagu sisemised terad, terade piirid ja poorid. Kui vool läbib titaanisulamist materjale, hajuvad need vead laiali ja mõjutavad voolu voolu.

3. Puhast titaani (TA2/GR2) on üldiselt raske looduses ja igapäevaelus näha. Kuna titaan on suhteliselt aktiivne, on õhus oleva hapniku, lämmastiku, vesiniku jne abil lihtne moodustada oksiidkile. Pinna oksiidikihi olemasolu on juhtivuse languse tegelik põhjus. Kuigi titaanisulamist materjalide juhtivus ei ole nii hea kui traditsioonilistel metallidel, nagu vask ja alumiinium. Siiski kasutatakse seda laialdaselt pooljuhtseadmetes, juhtivates kattekihtides jne.

Üldiselt ei ole puhas titaan suurepärane juhtiv materjal. Selle juhtivus on suhteliselt madal ja selle juhtivus ei ole nii hea kui tavalistel metallidel, nagu vask, hõbe ja kuld. Kuid konkreetsetes rakendustes kasutatakse titaani laialdaselt selle suurepäraste jõudlusomaduste tõttu, näiteks lennunduses, meditsiinis ja katoodkaitses. Legeerimise ja eritöötluse kaudu saavad inimesed parandada ka titaanmaterjalide juhtivust, muutes need sobivamaks konkreetsete insenerivaldkondade jaoks.