今日のチタン用途：航空宇宙から日常製品まで

地球上で最も豊富な元素の一つであるチタンは、現代社会でますます使用されるようになっています。イルメナイト、スフェーン、ルチルなどの鉱物に含まれ、チタン酸塩や多数の鉄鉱石に見られます。鋼と同等の強さながら密度ははるかに低く、チタンは鉄、モリブデン、アルミニウムなど多くの金属との重要な合金添加元素です。

チタン合金の主要な特徴の一つは、極限環境に耐える能力です。この生存性により、チタンは航空宇宙、医療、電力、石油・ガス産業で広く利用され、強く結びついています。自動車、電気、淡水化産業など、あまり考えられていない産業でもチタンが調達されています。

航空宇宙産業

生産されるチタン金属の約3分の2は、航空機のフレームとエンジンに使用されます。例えばA380エアバスでは約70トンが使われています。UH-60ブラックホークヘリコプター、F-22、F/A-18、C-17、F-35などの軍用機も大量のチタンを使用します。

この金属は着陸装置、機体、ファスナー、エンジンに使用されます。チタン製エンジン部品には、シャフト、ブレード、ディスク、フロントファンからエンジン後部までのケーシングが含まれます。これらの部品が耐えなければならない極限条件の一例は、氷点下から600℃までの温度範囲です。

チタンは、高強度、耐食性、軽量性を必要とする宇宙機にも最適です。この材料はスペースシャトルと国際宇宙ステーションの建設に大量に使用されました。

自動車産業

自動車産業でのチタンの過去の用途は主にレーシングに焦点を当てていました。しかし、2000年代初頭にフォルクスワーゲンが量産車「ルポ」でチタン合金を初めて採用しました。具体的には、鋼製スプリングの代わりにチタン製スプリングを使用しました。今日、テスラはモデルSセダンのアンダーボディシールドにチタンシートを使用しています。これは、感度の高いフロントアンダーボディコンポーネントの損傷を防ぐことで、安全性を大幅に向上させるように設計されています。

自動車産業でのより広範な使用には、チタンの経済性を改善するさらなる開発が必要です。これらの開発は新しい製造方法で見つかるかもしれません。

電子産業

チタン回路基板ハイブリッドは、回路基板製造の新時代を約束します。従来のプリント基板（PCB）より多くのことが可能で、過酷な環境でも丈夫で良好に動作します。

チタン電子回路基板は、導体、誘電体、抵抗体をチタン金属上に精密スクリーン印刷・焼成し、その他の電子・非電子部品を追加して「ボルトオン」可能な電子回路を生成します。

チタンハイブリッドは、はんだ接続が少ないため信頼性がはるかに高く、非常に正確なアクティブ回路キャリブレーションを実現します。動作温度範囲が広く、最も複雑なPCBの半分のサイズで非常にコンパクト、完全に密閉されており、環境から完全に保護されます。

チタン回路は、発熱体、計量、ロードセル、力測定、流量測定、流体圧力・温度測定、歪みゲージ用途にも使用できます。

生体医工学

チタンは最も生体適合性の高い金属の一つです。人体に有害な影響なく受け入れられます。摩耗耐性の向上、高弾性、優れた熱間・冷間成形性といった機械的特性により、人工股関節頭、関節置換、心臓ステント、歯科インプラントなどの手術用インプラントに最適です。