チタンについて

チタンとは?チタンの特徴

チタンは銀色で硬く、他の金属よりも特別感のある、高価で高品質な金属というイメージがあります。チタンは、軽い・強い・錆びにくい、厳しい使用条件・環境にも対応、多彩なメリットを持つ魅力あふれる最先端の実用金属です。

チタンのメリット

 

・強度が高い

チタンはとても強度が高い金属です。おそらく多くの方のイメージ通りかと思われますが、チタンは丈夫で、その強度はおよそ鉄の2倍、アルミの3倍になります。強い衝撃を受けても壊れにくいため、高い強度が要求されるを航空機やロケットの部品に使われます。強度が高いだけではなく、しなりやすくもあり、少しぐらい曲げても元に戻る性質もあります。また、チタンは熱にも強く、鉄が約1530度、銅が約1080度、アルミが約660度なのに比べ、チタンが溶ける温度は約1660度と、熱に強い鉄よりもさらに強いところが特徴です。

・耐食性が強い

チタンは錆びにくい、というのもイメージ通りでしょうか。金属が錆びにくいことを、専門の用語では耐食性が高いという言葉で表されます。チタンは特に海水に強く、鉄や銅、錆びにくいとされているアルミニウムよりもさらに耐食性が強い金属です。この錆びにくい性質が、船の装甲板や橋の足など海洋建造物の素材として非常に重宝されています。

・軽い

チタンは鉄の3分の2、銅と比べると半分程度の重さしかありません。その軽さから、身近なもので言うとアクセサリーや眼鏡、ゴルフクラブなどに使われています。軽さに定評のあるアルミにはかないませんが、高い強度と耐食性を持ちながらこの軽さなので、他のメジャーな金属と比較しても抜群の性質を持っている金属です。

・安全性が高い

チタンは体に優しく安全な金属です。金属アレルギーを持つ人に対しても、アレルギーが起こりにくく、有毒性もないので、医療用の道具や体内に埋め込む器具にも使用されます。金属アレルギーは、金属と汗などの水が触れることによって、イオンが発生し、それが原因となって起こります。チタンは、このイオンがほとんど発生しないため、金属アレルギーを引き起こしにくいとされています。他にも、チタンには熱や電気を通しにくい特徴や環境にも優しいというメリットもあります。

チタンのデメリット

  • 高品質で幅広く使える分、コストがかかる。

一見当たり前のように思えるので、これをデメリットと言っていいかは分かりませんが、これがチタンを使う際の問題点の一つです。二つ目は加工が難しいことです。強度が高いので溶接もプレス成形も切削も難しく、そのため、チタンは難削材と言われており、加工するにはチタンの特徴に合わせた方法と高い技術が必要になります。

純チタンとチタン合金

純チタンは言葉通り純度の高いチタンです。正確にはわずかに他の成分も含まれていますが、それでも純チタンと言います。純チタンの方が国内で一般的に使われており、チタン合金よりも安価で加工がしやすくなっています。チタン合金はアルミニウムやニッケルなど他の素材を混ぜて作られたチタンです。混ぜる素材によって、純チタンよりも強度や耐食性などを向上させることができ、軽量のチタン合金でも高い性質の金属が作れます。しかし、純チタンよりも価格が高かったり、加工や合金チタンそのものの製法が難しかったりと扱うハードルが高くなってしまうのが難点です。ただでさえ扱いが難しいチタンですが、チタン合金はそのさらに玄人向けといった印象ですね。

チタンの用途

 

チタンの用途は本当に様々あります。純チタンの用途は主に国内向けで、化学工業や電力、建築・土木産業など、チタン合金は諸外国向けで、主に航空機産業に使われています。さらには医療器具宇宙開発設備などの直接命に関わりそうな分野までも幅広く活用され、日進月歩でチタンの用途が広がっています。

以下、具体的なチタンの用途の一覧です。

日用品:時計、アクセサリー、ピアス、眼鏡フレーム、タイピン、ハサミ、髭剃り、ライター、剣道面 、電池カメラ、水筒、中華なべ、フライパン、包丁、家具、筆記具、印鑑、名刺入れ、パソコンケース

自動車部品:バルブ、リテイナー、マフラー、バルブスプリング、ボルト、ナット、ホイール、タンクローリー

自転車部品:フレーム、ペダル、リム、スポーク

ゴルフ用品:シャフト、ゴルフクラブ

登山用品:アイゼン、コッフェル、ピッケル

通信・光学機器:露光装置、海底中継具、光通信

化学工業:電解層、熱交換器、電極、タンクローリー、滅菌装置、バルブ、ポンプ、遠心分離機

医療・健康:手術用器具、ペースメーカー、歯科材料、車椅子、ステッキ、アルカリイオン浄水器電極、ピンセット

建築・土木:屋根、外壁、標識、海上橋脚、ナット、モニュメント、配管、飾り金物、スタッドボルト

機体部品:スポイラー、エンジンナセル、フラッグ、バルクヘッド、ボルト、ナット

航空・宇宙:ジェットエンジン部品、ロケット部品、ケーシング、ファン用ブレード、ディスク、ベーン、圧縮機、スタブシャフト