Mało kto zdaje sobie sprawę z tego, że współczesna wersja Tablicy Mendelejewa, czyli Okresowy Układ Pierwiastków, zawiera niemal 80 metali występujących w przyrodzie (nie licząc ich pierwiastków wytwarzanych sztucznie). Występują one na ogół w postaci tlenków , ale także chlorków, fluorków, azotanów, siarczanów etc. w  kopalinach(złożach rud), a zatem są to tzw. metale naturalne. A ile z nich mógłby wymienić przeciętny zjadacz chleba nie korzystając z WiKi?? Rzadko więcej niż 10-15 procent całości. Tym bardziej, iż nazwy wielu są na tyle egzotyczne, że jeśli nie miało się okazji wcześniej z nimi spotkać, to nie wiadomo byłoby nawet czy odnoszą się one do metali, niemetali lub gazów. Dla przykładu podam kilka takich nazw. Oto np.: cez, cer, bar, bor, ind, terb, tor, tal, tul, erb, ren, samar, dysproz. Wszystkie wymienione pierwiastki są metalami, składnikami skorupy ziemskiej, choć nie wymieniłem wszystkich o „dziwnych nazwach”. Bez kłopotu  można znaleźć nazwy jeszcze dziwniejsze, choć może nie każde z takich dziwadeł zasługuje na odrębną opowieść. Dlaczego więc  jako temat notki wybrałem akurat tytan? Coś należało wybrać i wypadało, aby był to pierwiastek nie z tych najbardziej egzotycznych. A skoro rozpowszechnienie tytanu w przyrodzie (czytaj: w skorupie ziemskiej) wynosi około dziesięciu procent takiego wskaźnika dla żelaza, a nie zaś np. w absurdalnej proporcji  jak dla dysprozu, który to metal ziem rzadkich jest rozpowszechniony ponad tysiąc razy rzadziej od tytanu, co  oznacza, że ponad 10 tysięcy razy rzadziej od żelaza, więc tytan nadawał się bardziej od innych.

Z czym nazwa tego pierwiastka może kojarzyć się, dajmy na to, współczesnym  ofiarom doszczętnie zreformowanej edukacji? Zapewne najczęściej z dziełem filmowym obsypanym jedenastoma „Oscarami” o podobnie brzmiącym tytule, bo o wątkach z mitologii greckiej nie warto nawet wspominać. Niemal każdy jakoś kojarzy i potrafi wyobrazić sobie zastosowanie takich metali jak złoto, srebro, miedź, żelazo, chrom czy aluminium, a nawet rozmaite stopy wymienionych. Właściwie nie istnieje sposób, aby nie zetknąć się z nimi w codziennym życiu.  Ale co począć z  takim tytanem, bo wszak nie mam na myśli kleju o takiej nazwie? Zapewne niektórzy skojarzą go z zaawansowaną technologią awioniki i lotów kosmicznych. Jak tez także z chirurgią w postaci np. implantów, gwoździ do łączenia złamanych kości czy produkcji wysoce specjalistycznych narzędzi. Być może jeszcze jakiś koneser, lub prędzej koneserka, natknęli się na  ten metal przy okazji wybierania precjozów jubilerskich. A nieliczni, parający się malarstwem, znają  zapewne biel tytanową, rodzaj farby, której składnikiem jest tlenek tytanu. I w zasadzie to wszystko. Ponadto tytan znalazł zastosowanie w oprzyrządowaniu niektóre dyscyplin sportu wyczynowego (wyścigi rowerowe i samochodowe, tyczki do skoków, okucia do łuków wyczynowych, etc., etc.) i zapewne kojarzy się również nielicznej społeczności wyrafinowanych w swoich  gustach  audiofilów. 

Po tych wstępnych  impresjach przyszła pora aby przedstawić CV głównego bohatera. Tytan, symbol Ti, to metal o srebrzystobiałym błysku, o liczbie atomowej 22 i liczbie masowej (masa atomowa) 47,88. Jego temperatura topnienia wynosi 1660 C, zaś wrzenia 3287 C, zaś gęstość względna to 4,5 g/cm3. A too oznacza żew  warunkach normalnych, czyli temperaturze pokojowej 20 C i atmosferycznym ciśnieniu o wielkości jednej atmosfery ziemskiej, 1 decymetr sześcienny tytanu (litr) waży 4.5 kg (woda - 1 kg). Dla porównania ta waga dla niektórych innych metali: lit – 0,53 kg (najlżejszy), aluminium – 2,7 kg, żelazo – 7,9 kg, ołów – 11,4 kg, platyna – 21,5 kg, iryd – 22,7 kg (najcięższy).

Do najważniejszych właściwości tytanu należy odporność na korozję, a ponadto wyróżnia ten pierwiastek to, iż spośród wszystkich znanych metali posiada najwyższy stosunek wytrzymałości do masy. Ale jak na metal nie jest dobrym przewodnikiem elektryczności, słabo reaguje na pole magnetyczne (ma właściwości paramagnetyczne). Tytan wchodzi w skład kilku minerałów, z których gospodarczo najważniejsze znaczenia posiada rutyl (TiO2 – tlenek tytanu).

Tytan tworzy związki z chlorem, tlenem i azotem. Natomiast promieniotwórcze izotopy tytanu nie znajdują praktycznego zastosowania, gdyż tylko dla jednego z nich okres połowicznego rozpadu wynosi ok. 47 lat, a dla pozostałych czas ten mierzony jest w godzinach, minutach, sekundach i milisekundach.

Tytuł odkrywcy tytanu przysługuje Williamowi Gregorowi (1761 – 1817), mieszkańcowi Kornwalii, który z funkcji był anglikańskim pastorem (parafia Creed), a z wykształcenia i zamiłowania chemikiem oraz mineralogiem. W 1771 r. odnalazł w okolicach młyna w miejscowości Manaccan (płw. Lizard) minerał w postaci zbitych ziaren czarnego piasku. Po obróbce termicznej okazało się, że niemal połowę składu tego piasku stanowił magnetyt, a niemal drugą połowę czerwonobrunatny proszek zawierający nieznany dotychczas składnik, z którego jednak nie udało mu się wyizolować nowego pierwiastka. Od miejsca znalezienia minerału wielebny Gregor nazwał nowy minerał menachanitem.
https://www.transceltic.com/cornish/william-gregor-scientist-mineralogist-clergyman-discoverer-of-titanium
https://www.opc-cornwall.org/Par_new/l_m/manaccan.php
Kilka lat później, w 1775 r. naukowiec-chemik z Królestwa Prus, Martin Heinrich Klaproth (1743 - 1817), profesor chemii na uniwersytecie w Berlinie wyodrębnił z ww. minerału tenże metal i nazwał go tytanem. Wielebny William Gregor został dopisany jako współodkrywca, natomiast nazwa tytan przetrwała, stając się jedynym „urzędowo” uznanym mianem dla tego pierwiastka.
https://www-britannica-com.translate.goog/biography/Martin-Heinrich-Klaproth

Minęło ponad półtora wieku, kiedy pojawiły się możliwości przemysłowego wykorzystania tego trudnego do obróbki metalu, który nie dawał się zespolić normalnym spawaniem, czyli poprzez lutowanie. Do wynalezienia spawarek laserowych elementy z blach tytanu łączono nitami, co rzecz jasna mogło mieć miejsce tylko w wąskim spektrum zastosowań. Tak więc dopiero po II wojnie światowej tytan wszedł w fazę przemysłowego zastosowania, głównie jako skutek wyścigu militarnego, który wymusił przyspieszony rozwój lotnictwa i broni rakietowej. To raptem niespełna trzy czwarte stulecia temu, a zatem upłynął zbyt krótki czas, aby metal ten zdążył dorobić się konotacji kulturowych, tak rozbudowanych przy metalach znanych od dziejów pradawnych. I nawet nie jest pewne, czy takowe w ogóle będą mogły być z nim związane. Wszak sfera technologii lotniczych i kosmicznych, w której tytan znalazł szerokie zastosowanie (nie licząc profesjonalnego sprzętu sportowego typu rowery wyścigowe czy górskie) stanowi obszar ściśle strzeżony przed profanami. A jej zasadnicze elementy objęte zostały tajemnicą przemysłową i wojskową. Trudno tu zatem o przeskok do prozaicznej codzienności łączącej się ściśle z żelazem, miedzią czy aluminium, już nie wspominając o złocie i srebrze. Ponadto przemysłowa obróbka tego metalu stanowi spore wyzwanie technologiczne i finansowe, na które stać z reguły tylko bogate międzynarodowe konsorcja. Jest to kolejna bariera trudna do pokonania przez ewentualnych naśladowców.

Oto bowiem w wytwórni Airbus Group, a ściślej w zakładach w których produkuje się pasażerskie odrzutowce tej marki, czyli w dzielnicy Tuluzy o nazwie Blagnac, usytuowanej opodal lotniska Toulouse-Blagnac, spawanie kadłuba samolotu z blach tytanu odbywa się w hangarze, który zostaje napełniony neutralnym gazem argonem, po czym dopiero wkraczają tam ekipy spawaczy w maskach tlenowych ze sterowanymi numerycznie spawarkami laserowymi o przemysłowej mocy. Technologia takiej obróbki spawalniczej stanowi ściśle pilnowaną tajemnicę, którą przekazuje się wyłącznie w ramach cechu spawaczy, podobnie jak tajniki obróbki diamentów, które udostępnia się jedynie adeptom dokooptowanym do ich gildii. Z powyższego wynika, iż tytan ma z natury rzeczy niewiele szans, aby móc spoufalić się z człowiekiem w jego codziennym otoczeniu, nie wspominając o nawiązaniu więzów uczuciowych bądź kulturowych.
https://www.aerocontact.com/en/aerospace-company/company-airbus-group-818/locations

Kanadyjski architekt Frank Owen Gehry (właściwie Efraim Goldberg) dokonał interesującej wersji tych ostatnich, projektując budynek Muzeum Guggenheima w baskijskim Bilbao, gdzie wykorzystał jako wykładziny ścian 33 tysiące tytanowych płyt ledwo półmilimetrowej grubości.
https://plndesign.pl/design/frank-gehry-sylwetka-i-projekty-wybitnego-architekta/
Futurystyczne i fantazyjne kształty budynku muzealnego możliwe były do realizacji dzięki wykorzystaniu współczesnej techniki obliczeniowej, która pozwoliła w konstrukcji tej budowli określić dozwolone obciążenia i naprężenia. Architekt przy realizacji zamówienia wykorzystał koniunkturę na rynku metali akurat w momencie, gdy cena tytanu czasowo mocno spadła, w wyniku czego koszt materiału okazał się niższy niż analogiczna jego ilość wykonana ze stalowej blachy nierdzewnej. Budynek muzeum w Bilbao został ukończony w samej końcówce XX stulecia, tj. w 1997 r. Stanowi on świadectwo nowatorstwa architektonicznego minionego stulecia, obok gmachu opery w Sydney czy również nowojorskiego Muzeum Guggenheima.
https://www.guggenheim-bilbao.eus/en/the-building
https://www.budowle.pl/budowla/opera-w-sydney
https://www.bryla.pl/muzeum-guggenheima-w-nowym-jorku-budynek-jak-wstega-ikony-architektury

Ciekawa ironia losu była związana z kolejną realizacją architektoniczną Franka Gehry’ego, ukończoną w 2003 r., czyli gmachem Walt Disney Concert Hall w Los Angeles. Tym razem fasada budynku została pokryta blachami ze stali nierdzewnej (tytan bowiem znacząco podrożał), choć początkowy projekt zakładał wyłożenie jej kamiennymi płytami. Ale to jest już dokonanie obecnego wieku.
https://losangeles.pl/waltdisney/
Tak czy owak wciąż daleko tytanowi do poufałości na co dzień z człowiekiem.. Inną formę konotacji kulturotwórczej dla tytanu proponuje Ann Marie Shilito z Edinburgh College of Art, która wytwarza biżuterię z wykorzystaniem tego metalu, choć z dodaniem dwu innych, bardziej plastycznych (mniej sztywnych), czyli łatwiejszych w obróbce metali. Są to niob i tantal, metale zdecydowanie cięższe od tytanu (tytan – 4,5 g/cm3, niob 8,57 g/cm3, tantal 16,69 g/cm3 ). Ważnym powodem przeprowadzenia wspomnianych fuzji było to, iż lekki tytan był mylony przez klientów z pospolitym i tanim, ale o podobnym kolorze aluminium. Dodatki wspomnianych cięższych metali znacząco poprawiły reputację wytwarzanej przez nią biżuterii.
https://en.wikipedia.org/wiki/Edinburgh_College_of_Art
https://anarkikcreations.co.uk/product-category/jewellery-by-ann-marie-shillito/?v=7885444af42e

Jak z tego wynika nie wygląda na prostą droga dla tytanu prowadząca do wejścia w ściślejsze relacje mentalno-kulturowe z człowiekiem.

*************************

Więcej  o tytanie pod linkiem:
https://www.richconn-cnc.com/pl/what-is-titanium-definition-and-guide.html

*****

Wykaz moich wszystkich notek na portalu "Szkoła Nawigatorów" pod linkiem:

http://stanislaw-orda.szkolanawigatorow.pl/troche-prywaty

 

---

tagi: tytan 

	stanislaw-orda
	21 lutego 2025 03:30

60     1321    9 zaloguj sie by polubić