Titaankäsna tootmine ja kasutamine
Titaanmetalli kõrge keemilise aktiivsuse tõttu esineb see looduses peamiselt titaandioksiidi ja titanaadi kujul ning esineb sageli koos selliste elementidega nagu raud, kaltsium, magneesium, räni, alumiinium, mangaan ja haruldased muldmetallid. Nendest keerulistest mineraalidest puhta titaani ekstraheerimiseks peame läbima rea keerukaid protsessivooge ja käsn-titaan on titaani töötlemise põhitooraine.
Titaani käsna valmistamise protsessis on magneesiumi redutseerimis-vaakumdestilleerimise meetodil domineeriv positsioon. See meetod nõuab esmalt titaanmineraalide rikastamist ja seejärel muundab need kloorimise teel titaantetrakloriidiks. Järgmisena redutseeritakse argooni kaitse all titaantetrakloriid magneesiumiga, et saada käsn-titaan. Vaakumdestilleerimisega saab magneesiumi ja magneesiumkloriidi täiendavalt eraldada ja eemaldada ning lõpuks saadakse puhas käsn-titaanprodukt.
Titaankäsn, mis on kõigi valmis titaanitoodete ja titaanipulbri põhimaterjal, on selle kvaliteet titaantoodete toimimise seisukohalt ülioluline. Minu riigis jagatakse käsn-titaan vastavalt keemilisele koostisele ja Brinelli kõvadusele seitsmeks klassiks, mis jäävad vahemikku 0A kuni 5. Nende hulgas on 0A- ja 0-klassi käsntitaanil kõrgeima puhtusastmega ja neid kasutatakse peamiselt kõrgetasemelistes tööstus- ja sõjalistes valdkondades. Nendel valdkondadel on materjalide jõudlusele ülikõrged nõuded, eriti kosmosetööstuses, kus täppisdetailid peavad oma ohutuse ja töökindluse tagamiseks kasutama kvaliteetset käsn-titaani. Meditsiinivaldkonnas mängib olulist rolli ka kvaliteetne käsn-titaan, näiteks inimese implantaadid ja kirurgiaseadmed. Nende titaantoodete biosobivus ja korrosioonikindlus peavad vastama ülikõrgetele standarditele.
1. klassi titaani käsna kasutatakse laialdaselt kosmose-, meditsiini- ning spordi- ja vabaaja valdkondades. Lennunduses kasutatakse seda põhiosade, näiteks lennukite ja rakettide mootorikomponentide ja kere konstruktsiooniosade valmistamiseks. Meditsiinivaldkonnas kasutatakse 1. klassi käsna titaani meditsiiniliste materjalide ja seadmete, näiteks kunstliigeste ja kirurgiliste instrumentide tootmiseks. Spordi- ja vabaajatööstuses kasutatakse seda suure jõudlusega spordivarustuse ja välivarustuse tootmiseks.
Madala puhtusastmega valdkondades, nagu keemiatööstus, soola tootmine ja metallurgia, kasutatakse peamiselt 2. ja 3. klassi käsna titaani. Kuigi need käsn-titaan on pisut madalama puhtusastmega, on need soodsamad ja suudavad rahuldada nende valdkondade põhivajadusi titaanmaterjalide järele. 4. klassi käsn-titaani hind on soodsam ja sobib suuremahuliseks kasutamiseks keemiatööstuses.
Kuigi 5. klassi käsna titaani puhtus on vaid 98,5%, ei tähenda see, et sellel pole kasutusväärtust. Mõnes valdkonnas, mis ei nõua kõrget puhtust, näiteks ehitusvaldkonnas, on 5. klassi titaankäsn muutunud heaks valikuks kulude vähendamiseks ja efektiivsuse suurendamiseks tänu oma suhteliselt madalale hinnale ja piisavale jõudlusele. 5. klassi titaankäsna ratsionaalsel kasutamisel saab ehituskulusid tõhusalt vähendada, ilma et see mõjutaks hoone kvaliteeti.
Kokkuvõttes mängib titaankäsn titaanmetallitööstuses üliolulist rolli. Alates tipptasemel tööstusvaldkondadest kuni igapäevaelu rakendusteni mängivad erinevat tüüpi titaankäsnad oma ainulaadseid rolle ja väärtusi.
