高い比強度を誇るチタン

チタンは様々な特徴を持っていますが、金属としてまず注目されるのがその軽さ。比重は銅の約半分、鉄と比較しても約60パーセントしかありません。

また強さも併せ持っています。重さを同一とした場合の強さ(比強度)は炭素鋼と同等、鉄の2倍、アルミニウムの6倍。「軽くて強い」金属チタンは、軽量さと強度を同時に必要とする航空・宇宙産業に広く利用され、車やオートバイレースの世界でも活躍しています。

 

酸や高温にも強い耐久性

チタンは錆にくいという点も他の金属に比べ大変優れています。チタンは空気中で酸素と反応し、酸化皮膜を金属の表面に形成します。この酸化皮膜は大変強固で、なにかではがれてしまうことがあっても、すぐに新しい皮膜を作るため、ちょうど金属がガラスでつつまれているように酸などに対し高い耐蝕性を持ち、錆にくいことで知られるステンレスをも凌ぎます。

熱に対しても強く、高い温度でも機能を維持します。耐食性の高さと併せ、化学プラントや発電所などにも広く利用されています。もちろんこうした特徴は、歯科の分野でもチタンが他の金属と比較し優れた金属である理由となっています。

様々な長所を持つチタンですが、現在のように広く利用されるまでには長い年月がかかりました。また現在においても、チタン製品の製造にはいくつもの課題があります。

 

加工が難しいチタン

チタンは酸素と非常に反応しやすくなるという性質を持っています。チタンの生体親和性の高さは、前述のように酸素との反応により得られる優れた性質の一つですが、加工を行うときにはこの性質が大きな問題となります

金属床はまず原型となる床の形をロウ(ワックス)で製作し、それを鋳型に埋めて焼却、そこにチタンを流して形を作るという「ロストワックス鋳造法」が用いられます。チタンは1,600度を超える温度で溶解されますが、この際チタンは非常に酸素と結合しやすく、そのままではできた金属床が簡単に折れてしまったり、巣という気泡がたくさん入り弱くなってしまうといった問題が。

チタンが多くの優れた性質を持っていながら、アルミやステンレスのように広く用いられない理由には、加工が非常に難しい材料であるという点があるのです。

 

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