Kimyada periyodik cetvelin 4B grubunda bulunan ve bir geçiş metali olan titanyum “Ti” sembolü ile gösterilir. Özgül ağırlığı (yoğunluğu) 4.506 g/cm3, atom ağırlığı (atom kütlesi) ise 47.867 g/mol olan titanyumun doğada 5 ayrı izotopu bulunmaktadır. 1791 yılında Reverend William Gregor’un İngiltere’ de keşfettiği, atom numarası 22 olan titanyum son derece dayanıklı ve hafif olup geniş bir kullanım alanına ( tıp, diş hekimliği, takı, mutfak, boya, plastik sanayi, gemi, uzay aracı, füze kaplaması) sahiptir. Oda sıcaklığında katı halde bulunan, alüminyumdan ve çelikten çok daha güçlü olan titanyumu Matthew Arnold Hunter 1910 yılında ilk kez saf halde üretmiştir.
Titanyumun İsimlendirilmesi
Alüminyum, demir, molibden, vanadyum gibi bazı elementlerle alaşım yapabilen bu elementin ismini Martin Heinrich Klaproth Yunan mitolojisindeki Titan adlı tanrılardan esinlenerek vermiştir. Satürn adlı gezegenin bir uydusunun ve Ay’da yer alan bir kraterin de ismi Titan’dır.
Titanyumun Özellikleri
Titanyumun ısıya ve elektriğe karşı iletkenliği demirden daha düşüktür. Anti manyetik özellikte olan titanyum birçok fiziksel ve kimyasal özellik bakımından zirkonyuma benzer. Kimyasal birçok maddeye, çeşitli asitlere, deniz suyuna ve çeşitli tuz çözeltilerine, klor gazına, korozyona ve yüksek gerilmeye karşı dayanıklıdır. Bu dayanıklılık nedeniyle denizaltı gövdelerini, kuvvetli aşındırıcı kimyevi maddelerin üretimini yapan fabrikaların ilgili bölümlerinde titanyum kullanılmaktadır. Titanyum 1668 santigrat derecede erir, 3287 santigrat derecede ise kaynar. Saf halde elde edilmesi zor olan bu geçiş elementi düşük bir yoğunluğa sahiptir. Çok sert olan metal haliyle kuvarsı bile çizebilen titanyumun dokusu parlak ve beyaza yakın gümüş rengindedir. Doğada titanyumun 5 ayrı izotopu bulunmaktadır. Titanyumun ilginç bir özelliği de nikelle oluşturduğu nitinol adlı alaşımın bellek yeteneğine sahip olmasıdır. Bu alaşımla yapılan herhangi bir nesne şekli bozulup ısıtılsa da yeniden eski haline kavuşur. Şekil hafızası olan nitinol uzay sanayisinde ve tıpta kullanılmaktadır.
Titanyumun Bulunduğu Yerler
Tabiatta saf element halinde bulunmayan titanyuma yer kabuğunda tortul tabakaların ve volkanik kayaların arasında bileşikler halinde bulunur. Dünyada en çok bulunan elementler arasında 9. sıradadır. Dünyada Avustralya, ABD, Çin, Hindistan, Kanada, Norveç, Güney Afrika, Ukrayna, Sri Lanka, Mozambik ve Vietnam gibi birçok ülkede zengin titanyum cevherleri mevcuttur. Rezervler uzun süre gereksinimi karşılayacak düzeydedir. Buna rağmen karmaşık teknolojilerle işlenmekte olduğundan fiyatı yüksektir. Bu durum kullanımı sınırlamaktadır. Rutil, ilmenit ve anataz şu an için ekonomik önemi yüksek titanyum mineralleridir. Diğer titanyum içerikli mineraller sfen (sphene veya titanit), brokit, titanomanyetit ve provskittir.
Güneşte, bazı yıldızlarda, uydumuz olan ayda, bitkilerde, kömür küllerinde, insan vücudunda da az miktarda titanyum bulunduğu saptanmıştır. Maden cevherlerindeki titanyum Kroll ve Hunter işlemleriyle çıkarılmaktadır. Ülkemizin titanyum ihtiyacı ithalatla karşılanmakta olup bu element daha çok boya ve plastik sanayinde kullanılmaktadır.
Titanyum Nerelerde Kullanılır?
Alüminyum, magnezyum, demir, vanadyum, bakır, molibden gibi metallerle alaşım haline getirilen titanyumdan havacılıkta, askeriyede, silah ve uçak endüstrisinde ( % 65 oranında), boya, kâğıt ve otomotiv sanayinde, tıpta, mutfak gereçleri yapımında ve daha pek çok farklı alanda yararlanılır. Saflaştırılmış olan titanyumun % 95 kadarı titanyum dioksit (TiO2) halinde kullanılır. Beyaz renkli bir pigment olan titanyum dioksit kozmetik ürünler, güneş kremi, boya, diş macunu, kâğıt gibi maddelerin yapısına katılır. En önemli özelliği insan vücudu ile uyumlu olmasıdır. Bu nedenle diş implantlarında, ortopedi alanında rahatlıkla kullanılır ve vücut tarafından reddedilmez. Dayanıklılığı, hafifliği ve biyo uyumluluğu nedeniyle tıbbi kullanımda tercih sebebidir. Aynı sebeplerle özellikle de terleyen cilt bölgeleriyle temas eden saat, gözlük ve yüzük gibi takılarda da titanyum tercih edilmektedir.
Titanyumun İnsan Vücudunda Kullanımı
Üstün nitelikleri olan titanyum sağlamlığı, korozyona dayanıklılığı ve insan vücudundaki kemik ve diğer dokularla uyum sorununun olmaması, reaksiyona girmemesi sebebiyle diş hekimliğinde (diş implantlarında, diş telleri ve benzeri damak protezlerinde) ve tıpta (eklem protezlerinde, kırık kemikleri sabitleyen vida ve plaklarda, damar stentlerinde) kullanım alanı bulmaktadır. Doku dostu olan titanyum implantlar (Sağlık Bakanlığı’nca denetimli ve ruhsatlı ürünler kullanıldığı sürece) kemik erimesine ya da kansere neden olmamaktadır. Mikroorganizmalarla reaksiyona girmediği için toksik olmayan titanyum insan vücudunda alerji de yapmaz.
Kaynakça:
http://www.mta.gov.tr<br /
https://malzemebilimi.net
https://www.enerjiportali.com
Yazar: Müşerref Özdaş