Wat is het verschil tussen titaniummetaal en titaniumdioxide?

Titaanmetaal en titaandioxide zijn niet hetzelfde materiaal en kunnen niet door elkaar worden vervangen. Titaanmetaal (Ti) is een puur metaalachtig element gewaardeerd om sterkte, lage dichtheid en corrosieweerstand, terwijl titaandioxide (TiO2) is een keramiekachtige verbinding gevormd wanneer titanium zich bindt met zuurstof, voornamelijk gebruikt als wit pigment, coating en halfgeleider dunnefilmmateriaal. Eén is een structureel en functioneel metaal; de andere is een chemische verbinding die meestal in poeder- of dunne-filmvorm wordt gebruikt.

Titaniummetaal versus titaniumdioxide: het belangrijkste chemische verschil

Titaanmetaal bestaat in zijn elementaire vorm, met atomen die aan elkaar zijn gebonden in een metalen rooster. Het geleidt elektriciteit, kan worden bewerkt, gesmeed, gewalst of gesmolten en reageert alleen met zuurstof op het oppervlak, waardoor een dunne beschermende oxidelaag ontstaat. Titaandioxide is daarentegen een verbinding gemaakt van één titaniumatoom gebonden aan twee zuurstofatomen. Het gedraagt ​​zich als keramiek: het geleidt geen elektriciteit, kan niet worden gesmeed en wordt doorgaans geleverd als fijn poeder, sputterdoel of coatingvoorloper in plaats van als structureel onderdeel.

Mechanisch en fysiek gedrag

Titaniummetaal wordt gekozen voor toepassingen met hoge belasting en hoge spanning, omdat het een hoge sterkte-gewichtsverhouding combineert met uitstekende weerstand tegen vermoeidheid. Hoogzuiver titanium in de kwaliteiten 5N (99,999%), 6N (99,9999%) en 7N (99,99999%) verbetert de ductiliteit verder en vermindert door onzuiverheden veroorzaakte scheuren, wat van belang is in lucht- en ruimtevaartconstructies en nauwkeurig bewerkte onderdelen. Titaandioxide heeft geen vergelijkbare mechanische rol; het is bros in bulkvorm en is in plaats daarvan ontworpen voor optische verstrooiing, chemische stabiliteit onder UV-blootstelling en diëlektrisch gedrag in dunne films.

Hoe titaniummetaal met hoge zuiverheid wordt geproduceerd

Commercieel titaniummetaal begint doorgaans als titaniumspons, geproduceerd via het Kroll-proces en vervolgens verder verfijnd voor halfgeleider- en ruimtevaarttoepassingen. Een elektrolytisch zuiveringsproces van gesmolten zout van de volgende generatie, gecombineerd met het smelten van vacuüm-elektronenstralen, maakt grootschalige productie van 5N-kwaliteit ultrahoogzuiver titanium mogelijk, een mogelijkheid die slechts een klein aantal fabrikanten wereldwijd bezit. Dit verfijnde metaal wordt vervolgens verwerkt tot kristal, staaf, plaat, buis of sputterdoelvorm, afhankelijk van de eindtoepassing. Titaandioxide daarentegen wordt geproduceerd via chloride- of sulfaatprocessen die titaniumhoudend erts rechtstreeks in de verbinding oxideren, zonder dat metallische reductie nodig is.

Productassortiment titanium met hoge zuiverheid

Als leverancier van halfgeleidermetalen en fabrikant van verdampingsmaterialen omvat onze Ti-productlijn met hoge zuiverheid elke fase, van ruwe spons tot afgewerkte sputterdoelen, en ondersteunt de productie van halfgeleider-, ruimtevaart- en superlegeringsmaterialen.

Titanium spons Grondstof

Titanium Kristal Hoge zuiverheid

Titanium Poeder 3D-printen / MIM

Titanium plaat Structureel

Titanium doelwit Sputterend doel

Industriële toepassingen van titaniummetaal

• Vliegtuigmotoronderdelen en rompconstructies, waarbij hoge sterkte en lage dichtheid de brandstofefficiëntie verbeteren
• Kunstgewrichten en tandheelkundige implantaten, afhankelijk van biocompatibiliteit
• Reactoren en leidingen in chemische processen, afhankelijk van corrosiebestendigheid
• Halfgeleidersputterdoelen en verdampingsmaterialen die worden gebruikt bij de productie van chips
• Superlegeringsmaterialen voor turbine- en hogetemperatuurcomponenten

Industriële toepassingen van titaniumdioxide

• Wit pigment voor verven, coatings, kunststoffen en papier
• Antireflecterende en diëlektrische dunne films in optica en elektronica
• Fotokatalytische coatings voor zelfreinigende en UV-bestendige oppervlakken
• Zonnebrandcrème en cosmetische formuleringen, gewaardeerd vanwege UV-verstrooiing

Zuiverheidsgraden die van belang zijn voor gebruik in halfgeleiders

Voor halfgeleider- en precisiewerk met dunne films heeft de zuiverheid van titaniummetaal rechtstreeks invloed op de filmuniformiteit en de prestaties van het apparaat. Als leverancier die werkt met hoogzuivere materialen van 5N-, 6N- en 7N-kwaliteit, wordt het zuiverheidsniveau doorgaans afgestemd op de gevoeligheid van de toepassing in plaats van dat het op uniforme wijze voor alle producten wordt toegepast.

Kiezen tussen titaniummetaal en titaniumdioxide

De keuze hangt geheel af van de gewenste functie. Als het doel sterkte, gewichtsvermindering, corrosieweerstand of een elektrisch geleidende dunne film is, is titaniummetaal het juiste materiaal en moet het zuiverheidsniveau worden gekozen op basis van hoe gevoelig de eindtoepassing is om onzuiverheden op te sporen. Als het doel een wit pigment, een beschermende coating of een optische laag is, is titaniumdioxide de geschikte verbinding. Omdat beide materialen hetzelfde basiselement delen, maar zich compleet anders gedragen in de productie en prestaties, kan het bevestigen van de zuiverheidsgraad, de fysieke vorm en het beoogde proces vóór de inkoop dure vervangingsfouten voorkomen, vooral voor halfgeleidermetalen en superlegeringen waar de onzuiverheidstoleranties extreem krap zijn.