Bagaimanakah titanium ditemui?
Dalam sejarah panjang penerokaan bahan manusia, penemuan titanium boleh digambarkan sebagai perlumbaan lari berganti-ganti yang menjangkau berabad-abad lamanya. Pada 6 Januari 1791, William Gregor, seorang paderi dan ahli mineralogi Inggeris, menemui serbuk-merah perang yang tidak boleh ditarik oleh magnet semasa menapis pasir magnet hitam dengan magnet di tebing Sungai Minahan di Cornwall. Serbuk ini menjadi kuning apabila dilarutkan dalam asid sulfurik, dan menghasilkan bahan ungu apabila dikurangkan dengan zink, timah, atau besi; pengurangan dengan arang meninggalkan sanga ungu. Gregor menyedari ini mungkin elemen baru, tetapi disebabkan oleh batasan teknologi, dia tidak dapat menentukan sifatnya dan hanya boleh menamakannya buat sementara waktu selepas tempat penemuan, "Minahan." Percikan penerokaan saintifik ini telah dinyalakan.
Empat tahun kemudian, pada tahun 1795, ahli kimia Jerman Martin Klaprot secara bebas menemui unsur yang sama dalam rutil (titanium dioksida) di Bujnik, Hungary. Meminjam inspirasi daripada penamaan uranium dan gergasi mitologi Yunani (anak-anak bumi), dia menamakannya "Titanium." Nama ini bukan sahaja menyemai titanium dengan romantisme mitos tetapi juga membayangkan hubungannya yang mendalam dengan bumi. Walaupun kedua-dua saintis menemui serbuk titanium dioksida, penyelidikan mereka membuka jalan untuk pengenalan rasmi titanium. Sehingga tahun 1910, ahli kimia Amerika Hunt, dengan mengurangkan titanium tetraklorida dengan natrium pada 700-800 darjah, mula-mula menghasilkan 99.9% titanium logam tulen, menandakan kejayaan penting dalam perjalanan 119 tahun penemuan ini.
Perindustrian titanium adalah sama mencabar. Oleh kerana titanium bertindak balas dengan kuat dengan unsur-unsur seperti oksigen, nitrogen, dan karbon pada suhu tinggi, kaedah peleburan tradisional tidak berkesan. Pada tahun 1932, saintis Luxembourg Kroll berjaya mengurangkan titanium tetraklorida dengan magnesium, seterusnya memperbaikinya menjadi kaedah pengurangan magnesium yang lebih selamat (proses Kroll), yang menjadi asas industri titanium moden. Pada tahun 1948, DuPont di Amerika Syarikat mencapai-pengeluaran besar-besaran menggunakan proses Kroll, menandakan kemasukan rasmi titanium ke zaman perindustrian. Industri titanium China bermula dengan penubuhan Loji Titanium Zunyi dan Loji Pemprosesan Logam Bukan Ferus Baoji pada tahun 1958. Selepas beberapa dekad pembangunan, kapasiti pengeluarannya kini berada di antara yang teratas di dunia, dan rizab ilmenitnya menyumbang 28% daripada jumlah global, menjadikannya "juara tersembunyi" dalam sektor sumber titanium.
Kekuatan Titanium berpunca daripada struktur kristalnya yang unik dan reka bentuk pengaloian. Titanium tulen wujud sebagai-fasa heksagon padat rapat di bawah 882 darjah, berubah menjadi fasa padu-berpusat badan pada suhu tinggi. Penambahan unsur seperti aluminium dan vanadium menghasilkan struktur + dwi-, memberikan aloi titanium dengan sifat komprehensif yang sangat baik. Mengambil TC4 (Ti-6Al-4V), digunakan secara meluas dalam medan aeroangkasa, sebagai contoh, kekuatan tegangannya melebihi 1100MPa, kekuatan hasilnya melebihi 1000MPa, namun ketumpatannya hanya 60% daripada keluli. Pengoptimuman melampau "nisbah ketumpatan-kekuatan" ini membolehkan aloi titanium unggul dalam persekitaran ekstrem seperti{19}}badan tekanan dasar laut dalam dan bilah enjin aero. Kapal selam nuklear kelas Borei Rusia menggunakan badan tekanan aloi titanium, mampu menahan tekanan air laut pada kedalaman 600 meter; Kapal selam kendalian Jiaolong China, bergantung pada badan aloi titaniumnya, mencapai selam hingga kedalaman 7,000 meter, mempamerkan kekuatan luar biasa titanium dalam senario sedemikian.
Daripada mitos "anak bumi" kepada "logam masa depan" dalam industri moden, penemuan dan penggunaan titanium mewakili gabungan sempurna kebijaksanaan manusia dan kurniaan alam semula jadi. Ia bukan sahaja membentuk semula landskap-bidang pembuatan mewah seperti aeroangkasa dan-penerokaan laut dalam, tetapi juga telah memasuki kehidupan seharian melalui aplikasi awam seperti implan perubatan dan elektronik 3C. Apabila kita merasakan tekstur licin bingkai aloi titanium pada telefon kita, atau melihat imej yang dihantar daripada kuar laut-dalam dalam berita, kita mungkin menyentuh nadi barisan hadapan sains bahan-suatu penghabluran kebijaksanaan yang mengimbangi kekuatan dan ringan dengan sempurna, dan bukti abadi kepada penerokaan berterusan manusia terhadap misteri alam semula jadi.
