가격티타늄 합금가격은 킬로그램당 200달러에서 400달러 사이인 반면, 군용 티타늄 합금의 가격은 두 배나 비쌉니다. 그렇다면 티타늄이란 무엇인가? 합금 후 가격이 왜 이렇게 비싼가요?
먼저, 티타늄의 근원을 이해해 봅시다. 티타늄은 주로 일메나이트(ilmenite), 금홍석(rutile), 페로브스카이트(perovskite)에서 나옵니다. 은백색의 금속입니다. 티타늄의 활성 특성과 제련 기술에 대한 높은 요구 사항으로 인해 사람들은 오랫동안 티타늄을 대량으로 생산할 수 없었기 때문에 티타늄도 "희귀"금속으로 분류됩니다.
사실 인류는 1791년에 티타늄을 발견했습니다.순수 티타늄1910년에 제작됐으니 100년 이상이 걸렸다. 주된 이유는 티타늄이 고온에서 매우 활성적이며 산소, 질소, 탄소 및 기타 원소와 결합하기 쉽기 때문입니다. 순수한 티타늄을 추출하려면 매우 가혹한 조건이 필요합니다. 그러나 중국의 티타늄 생산량은 지난 세기 200톤에서 현재 15만톤으로 증가해 현재 세계 1위를 차지하고 있다. 그렇다면 티타늄이 이렇게 비싸면 주로 어디에 쓰일까요?
1. 티타늄 공예품.티타늄은 밀도가 높고 부식에 강하며 특히 산화 및 착색이 가능합니다. 장식 효과가 뛰어나고 실제 금보다 훨씬 저렴하기 때문에 공예 도자기, 고풍스러운 건물 및 고대 건물 수리, 옥외 명판 등에 진짜 금을 대체하는 데 사용됩니다.
2. 티타늄 쥬얼리.티타늄은 실제로 조용히 우리 삶에 들어왔습니다. 요즘 여자아이들이 착용하는 순수 티타늄으로 만든 일부 장신구. 이 새로운 유형의 주얼리의 가장 큰 특징은 건강, 안전 및 환경 보호입니다. 인체의 피부와 신체에 유해한 물질을 생성하지 않아 "그린 주얼리"라고 불립니다.
3. 티타늄 안경. 티타늄은 강철보다 변형에 대한 저항력이 더 높지만 무게는 강철의 절반에 불과합니다. 티타늄 안경은 일반 금속 안경과 별반 차이가 없어 보이지만 실제로는 가볍고 편안하며, 따뜻하고 부드러운 촉감으로 다른 금속 안경의 차가운 느낌이 없습니다. 티타늄 프레임은 일반 금속 프레임보다 훨씬 가볍고 장기간 사용해도 변형되지 않으며 품질이 더 보장됩니다.
4. 항공우주 분야현재 항공모함, 로켓, 미사일의 많은 강철이 티타늄 합금으로 대체되었습니다. 어떤 사람들은 변형에 대한 저항성과 가벼운 무게 때문에 강판과 티타늄 합금으로 절단 실험을 해왔습니다. 절단 과정에서 티타늄에서 발생하는 불꽃이 조금씩 다른 것으로 나타났습니다. 철판은 금색이었고 티타늄 합금의 불꽃은 흰색이었습니다. 이는 주로 절단 과정에서 티타늄 합금에 의해 생성된 작은 입자 때문입니다. 공기 중에서 자연발화하여 밝은 불꽃을 낼 수 있으며, 이러한 불꽃의 온도는 철판 불꽃보다 훨씬 높기 때문에 티타늄 분말은 로켓 연료로도 사용됩니다.
통계에 따르면 매년 전 세계적으로 1,000톤 이상의 티타늄이 항해용으로 사용됩니다. 티타늄은 우주재료로 사용되는 것 외에도 잠수함을 만드는데도 사용됩니다. 어떤 사람이 티타늄을 바다 밑바닥에 가라앉힌 적이 있는데, 5년 후 꺼내보니 전혀 녹슬지 않는 것을 발견했습니다. 티타늄의 밀도는 4.5그램에 불과하고 입방센티미터당 강도는 금속 중에서 가장 높기 때문입니다. 2,500기압의 압력을 견딜 수 있습니다. 따라서 티타늄 잠수함은 4,500m의 심해까지 항해할 수 있는 반면, 일반 강철 잠수함은 최대 300m까지 잠수할 수 있다.
티타늄의 적용은 풍부하고 다채로우며,티타늄 합금또한 의학 분야에서도 널리 사용되며 치과, 성형 수술, 심장 판막, 의료 장비 등에 사용됩니다. 그러나 현재 시장에서 티타늄 제품의 가격이 일반적으로 높기 때문에 많은 소비자가 멀리 떨어져 있습니다. 그렇다면 이러한 상황의 원인은 정확히 무엇입니까?
티타늄 자원의 채굴과 활용은 매우 어렵습니다. 우리나라에는 일메나이트 사광의 분포가 분산되어 있고 티타늄 자원의 농도가 낮습니다. 수년간의 채굴과 이용을 거쳐 고품질의 대규모 자원이 채굴되었으나, 개발이 주로 민간 채굴을 기반으로 하기 때문에 대규모 개발과 활용 형태가 어렵다.
티타늄에 대한 수요는 매우 강력합니다. 티타늄은 새로운 유형의 금속 재료로서 항공 우주, 건설, 해양, 원자력 및 전기 분야에서 널리 사용되었습니다. 우리나라의 종합적인 국력이 지속적으로 향상됨에 따라 티타늄 소비량도 빠른 성장 추세를 보이고 있습니다.
티타늄 생산능력이 부족합니다. 현재 전 세계적으로 티타늄을 생산할 수 있는 산업화된 국가는 소수에 불과합니다.
티타늄 가공은 어렵습니다.
스펀지 티타늄부터 티타늄 잉곳, 티타늄 플레이트까지 수십 가지 공정이 필요합니다. 티타늄의 제련 과정은 강철의 제련 과정과 다릅니다. 용융속도, 전압, 전류 등을 조절하고, 조성의 안정성을 확보하는 것이 필요하다. 절차가 많고 복잡하기 때문에 처리하기도 어렵습니다.
순수 티타늄은 부드럽고 일반적으로 티타늄 제품으로 사용하기에 적합하지 않습니다. 따라서 금속 특성을 향상시키기 위해서는 다른 원소를 첨가해야 합니다. 예를 들어, 항공 산업에서 흔히 사용되는 티타늄-64는 금속 특성을 향상시키기 위해 많은 양의 다른 원소를 첨가해야 합니다.
티타늄은 고온에서 할로겐, 산소, 황, 탄소, 질소 및 기타 원소와 강하게 반응합니다. 따라서 티타늄 제련은 오염을 방지하기 위해 진공 또는 불활성 분위기에서 수행되어야 합니다.
티타늄은 활성 금속이지만 열전도율이 낮아 다른 재료와의 용접이 어렵습니다.
요약하면 문화적 가치, 수요, 생산 난이도 등 티타늄 합금의 가격에 영향을 미치는 많은 요소가 있습니다. 그러나 과학 기술의 지속적인 발전으로 인해 향후 생산 난이도가 점차 낮아질 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 1월 2일