https://en.wikipedia.org/wiki/Titanium{0}}gredzens

Titāna gredzeni ir rotaslietu gredzeni vai lentes, kas galvenokārt ir izgatavotas no titāna. Faktiskais titāna sastāvs var atšķirties, piemēram, "komerciāli tīrs" (99,2% titāna) vai "lidmašīnu kvalitāte" (galvenokārt 90% titāna, 6% alumīnija, 4% vanādija), un titāna gredzeni bieži tiek izgatavoti kombinācijā ar citiem. materiāli, piemēram, dārgakmeņi un tradicionālie juvelierizstrādājumu metāli.

Vēsture

Titānu Kornvolā, Anglijā, 1791. gadā atklāja Viljams Gregors. Aptuveni tajā pašā laikā to atklāja arī ungāru mineralogs Francs Jozefs Millers fon Reihenšteins un vēlāk 1795. gadā vācu ķīmiķis Martins Heinrihs Klaprots, kurš deva titāna nosaukumu, atsaucoties uz grieķu mitoloģijas titāniem.[2]

Tomēr Viljama Džastina Krola iedibināto metožu dēļ titāna komerciāla izmantošana kļuva iespējama tikai pēc 1932. gada. Krolls izstrādāja veidus, kā titāna tetrahlorīdu (TiCl4) reducēt tā metāla formā.[3] Viņa process joprojām tiek izmantots komerciāli ražotam titānam.[4]

Titāna gredzenu izmaksas var būt ļoti augstas. Šķietami tas ir tāpēc, ka titāna ieguves process no tā dažādajām rūdām ir darbietilpīgs un dārgs.[2] Lai gan tas patiešām ir dārgs kā inženiertehniskais materiāls, tas ir daudz lētāks nekā juveliera parastie dārgmetāli, pat sudrabs. 2014. gada sākumā neviena tīra titāna vai tā parasto komerciālo sakausējumu cenas nepārsniedza 10 ASV dolārus par mārciņu. Titāna gredzenu apstrādes process ir dārgs un nepieciešams, jo metālu gandrīz nav iespējams apstrādāt, velmējot vai lodējot, veidojot sudrabu, zeltu un pat platīnu.

Nav zināms, kurš pirmais titānu izgatavoja gredzenā vai citā rotaslietā. Titāna laulības gredzens ir izmantots kā mazsvarīgs sižeta punkts 1989. gada zinātniskās fantastikas filmā un romānā Bezdibenis. Titāns sāka parādīties atklātajā tirgū aptuveni deviņdesmitajos gados. Kopš 2000. gada titāna gredzenu pieejamība ir kļuvusi plaša, un lielākā daļa tiešsaistes un ķieģeļu un javas juvelierizstrādājumu veikalu, visticamāk, piedāvās titāna gredzenus. Daudzas tirdzniecības vietas tagad specializējas tikai titāna gredzenu projektēšanā un pārdošanā.[5]

Būvniecība

Titāna gredzeni tiek konstruēti, izmantojot cietus titāna stieņus, caurules vai loksnes, kuras sagriež vēlamajā gredzena formā un izmērā. Metālu var apstrādāt, izmantojot to pašu aprīkojumu un tos pašus inženiertehniskos procesus kā nerūsējošo tēraudu.[6] Parastās juvelierizstrādājumu izgatavošanas metodes velmēšana un lodēšana titānam nav praktiska, lai gan tās var izgatavot, metinot inertā atmosfērā, izmantojot, piemēram, lāzermetinātāju.

Īpašības

Titāns ir kļuvis populārs kā rotaslietu materiāls, pateicoties tā dažādajām unikālajām īpašībām. Titāns ir bioloģiski saderīgs (bieži saukts par hipoalerģisku) vai nav toksisks cilvēka ķermenim. Tāpat titāna gredzeni nereaģēs ar valkātājiem, kuriem ir alerģija pret citiem juvelierizstrādājumu materiāliem.[2]

Tas ir ļoti izturīgs pret lielāko daļu korozijas izraisītāju, tostarp jūras ūdeni, akvatoriju, hloru (ūdenī) un dažām skābēm. Tomēr tas šķīst koncentrētās skābēs.[7] Tāpēc titāna gredzeni ir praktiskas rotaslietas tiem, kas regulāri peldas okeānā vai hlorētajos baseinos. Tas ir pretstatā dažiem tradicionālajiem juvelierizstrādājumu materiāliem, piemēram, sudrabam, misiņam un bronzai, kuriem ir tendence aptraipīt vai citādi sabojāties.

Titāna gredzeniem parasti ir augstāka noguruma izturība un stiprības un svara attiecība nekā lielākajai daļai citu metālu.[1]

Titāna gredzeni ir grūti, taču to izmērus ir iespējams mainīt. Samazinājuma un palielinājuma apjoms ir ierobežots.

Tos ir tikai nedaudz grūtāk nogriezt avārijas gadījumā nekā zelta gredzenus; titāns pēc izturības pret zāģēšanu ir salīdzināms ar tēraudu.[8]

Anodēšana

Titāna gredzenu anodēšana ir process, kurā uz titāna virsmas elektrolītiskā procesā veidojas oksīda plēve, lai radītu krāsu. Titāna gredzenu gadījumā šis process tiek veikts pēc tam, kad tie ir apstrādāti formā.[9] Oksidēšana maina parasto titāna krāsu (parasti sudraba, atkarībā no sastāva un apstrādes) un palielina izturību pret koroziju. Anodēšanas process ir ārkārtīgi vienkāršs: gabals tiek iegremdēts elektrolītā, tiek plaši izmantota kola un tiek pielikts līdzstrāvas spriegums, aptuveni 100 volti. Spriegums kontrolē anodēšanas biezumu un līdz ar to arī krāsu.[10]

Krāsas, kas iegūstamas, anodējot titānu.

Krāsvielas nav nepieciešamas anodēta titāna krāsošanai. Titāna gredzena krāsa ir atkarīga no oksīda pārklājuma biezuma, ko nosaka anodēšanas spriegums. Attēlā pa kreisi parādīts krāsu spektra diapazons, ko var sasniegt ar anodēšanu. Krāsas, kas ir vienkārši dažādi gaismas viļņu garumi, rodas no konstruktīviem traucējumiem starp gaismu, kas atstaro no oksīda slāņa virsmas, un gaismu, kas atstaro no zemāk esošās metāla virsmas.

Titāna kompozīcijas

Titānu var leģēt ar daudziem citiem metāliem, lai uzlabotu vai mainītu titāna īpašības. Visbiežāk sastopamie titāna sakausējuma partneri ir alumīnijs, vanādijs, dzelzs, molibdēns un varš.[11] Katrs maina titāna īpašības dažādiem mērķiem – piemēram, varu var izmantot titāna sacietēšanai.

Ielaidumi

Ielaidumi ir divu vai vairāku metālu apvienošanas rezultāts vienā gredzenā. To nedrīkst jaukt ar leģēšanu. Ieklāšanas process ietver metālu sasmalcināšanu kanālos, kas pēc tam tiek iesprostoti zem spiediena. Parasti uz gredzena virsmas blakus atrodas metāli, piemēram, zelta sloksne, kas iet caur titāna gredzena vidu.

Ielaidumu mērķis ir nodrošināt dažādus metālus titāna gredzenā skaidri atšķirīgus.