Kas titaan kaotab oma läike?
Metallmaterjalidest on ainulaadse hõbedase{0}}halli läike ja suurepäraste füüsikalis-keemiliste omadustega titaanist saanud tipptasemel tootmis-, meditsiini- ja tarbeelektroonika{1}}tähematerjal. Titaani leidub kõikjal, alates kosmoselaevade kõrge-temperatuuri vastupidavatest komponentidest kuni meditsiiniliste implantaatideni, alates kvaliteetsetest-kellakorpustest kuni igapäevaste kööginõudeni. Paljudel kasutajatel on aga titaantoodete kasutamisel küsimusi: kas see näiliselt "kunagi-kuhtuv" metall kaotab oma läike aja jooksul või keskkonnamuutuste tõttu, nagu hõbe ja vask? Sellele küsimusele vastamiseks peame analüüsima titaani keemilist stabiilsust, pinnatöötlusprotsesse ja tegelikke kasutusstsenaariume.
Titaani pleekimisvastane-omadus tuleneb peamiselt selle äärmiselt tugevast keemilisest stabiilsusest. Perioodilises tabelis paikneb titaan neljandas perioodis, rühmas IVB, äärepoolseima elektronkonfiguratsiooniga 3d²4s². See elektronkonfiguratsioon tähendab, et titaan ei reageeri toatemperatuuril peaaegu üldse tavaliste ainetega, nagu hapnik, vesi ja happed (välja arvatud vesinikfluoriidhape ja kuum kontsentreeritud väävelhape). Kui võtta näiteks puhas titaan, siis isegi pärast aastatepikkust õhuga kokkupuutumist tekib selle pinnale vaid tihe titaanoksiidi (TiO₂) kile, mille paksus on vaid 2–10 nanomeetrit. See kile pole mitte ainult läbipaistev ja värvitu, vaid toimib ka "kaitsekilbina", et takistada edasist hapniku läbitungimist, kaitstes seeläbi sisemist metalli oksüdatsiooni ja korrosiooni eest. Seevastu hõbe reageerib õhus olevate sulfiididega, moodustades musta hõbesulfiidi ning vask reageerib hapniku ja süsinikdioksiidiga, moodustades rohelise aluselise vaskkarbonaadi, samas kui titaani oksüdatsiooniprotsess on peaaegu "seisev", seega ei ilmne selget värvimuutust ega läike kadu.
Pinnatöötlusprotsesside uuendused on veelgi suurendanud titaani "kestvat sära". Kaasaegses tööstuses kasutatakse titaantoodete pinnatöötluses tavaliselt selliseid meetodeid nagu anodeerimine, füüsiline aurustamine-sadestamine (PVD) või elektrivaba katmine. Anodeerimine, reguleerides pinget ja elektrolüüdi koostist, moodustab titaanpinnale kümnete mikromeetrite paksuse värvilise oksiidkile. See kile ei ole mitte ainult väga kõva ja kulumiskindel-, vaid sellel on interferentsiefektide tõttu ka säravad värvid, nagu sinine, lilla ja kuldne, ning selle värvistabiilsus on suurepärane; see ei tuhmu isegi pärast pikaajalist-päikesevalgust või kokkupuudet higi ja õliga. PVD-tehnoloogia seevastu aurustab ja sadestab metalli või keraamilisi materjale vaakumkeskkonnas titaanpinnale, moodustades vaid 0,1-5 mikromeetri paksuse kõva katte. See kate mitte ainult ei paranda titaani kulumiskindlust, vaid annab selle pinnale ka peegelsile{10}}taolise läike ning selle korrosioonikindlus on palju parem kui töötlemata pindadel. Näiteks PVD-ga töödeldud tipptasemel titaankellad võivad säilitada oma läike aastaid isegi igapäevase kandmise korral.
Praktilistes rakendustes on titaani "läikimisvastane" -jõudlus sama võrratu. Merekeskkonnas puutuvad titaanlaevade komponendid ja sukeldumisvarustus pika aja jooksul kokku kõrge soolsusega mereveega, ilma et tekiks kloriidioonide korrosiooni tõttu täkkeid või roostetaolist roostet. Keemiatööstuses puutuvad titaanreaktorid ja torud kokku tugevate hapete ja leelistega; nende pinna oksiidkile takistab tõhusalt söövitava aine läbitungimist, säilitades metallilise värvi. Igapäevaelus vajavad titaanist prilliraamid, kööginõud ja ehted isegi sagedase kokkupuute korral higi, rasva või puhastusvahenditega nende sära taastamiseks ainult veega loputamist või pehme lapiga pühkimine, mis ei vaja erilist hooldust. Muidugi, kui titaantoodete pind kannatab tugevate kriimustuste all või puutub pikka aega kokku väga söövitava keskkonnaga, näiteks vesinikfluoriidhappega, võib oksiidkile kahjustuda, mis põhjustab lokaalse läike kadumise. See on aga äärmiselt haruldane ja seda saab parandada uuesti poleerimise või pinnatöötlusega.
Alates -kõrgtemperatuurikindlatest komponentidest kosmoselaevades kuni igapäevaste titaaneheteni – titaan oma loomupärase korrosioonikindluse ja tugevnemisvõimega paistab metallmaterjalide hulgas silma oma "kestva läike" poolest. Selle keemiline stabiilsus, täiustatud pinnatöötlusprotsessid ja ulatuslikud praktilised rakendused näitavad, et titaanist tooted ei kaota tavalistes kasutustingimustes peaaegu kunagi oma läiget. Titaani valimine ei tähenda ainult suure jõudlusega-materjali, vaid ka ajatu esteetilise kogemuse valimist-ükskõik kui aeg möödub, saab see alati tõlgendada kaasaegse tööstuse ja elu rafineeritust ja vastupidavust oma esialgse hõbedase-halli läikega.
