Il Titanio (Ti - Titanum)

Il titanio (scoperto nel 1791) è un metallo ad elevatissimo valore tecnologico che nell'ultimo decennio ha sucitato un enorme interesse nei settori tecnologici più avanzati quali:

• industria chimica
• industria aerospaziale
• biomediacale
• automotive

Le sue principali caratteristiche:

• alta resistenza meccanica
• eccellente resistenza alla corrosione
• leggerezza

Il titanio in natura si trova sotto froma di ossido di titanio, principalmente rutilo, ossido di titanio e ferro, ilmenite. 

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Anodizzazione (vedi»)

Le sorprendenti proprietà fotocatalitiche (vedi»)

Il trattamento TiHardT (vedi»)

Trattamenti sul Titanio (vedi») 

› Anodizzazione

La resistenza alla corrosione di questo metallo è dovuta ad un sottile strato di ossido che naturalmente lo riveste se esposto all'aria.
Questo strato (di pochi nanometri di spessore), è fragile e facilmente abradibile. Mediante tecniche chimiche ed elettrochimiche, l'ossido di titanio può essere però modificato. La tecnica è quella dell'ossidazione anodica (generalmente chiamata anodizzazione).

Come funziona

Si utilizza un alimentatore a corrente continua. Il titanio da anodizzare viene collegato al polo positivo, ove avviene un processo di ossidazione, mentre al polo negativo avviene un processo di riduzione di una specie presente nell'elettrolita.

Cosa accade

Per effetto della polarizzazione anodica, il film di ossido si accresce e l'effetto risultante è un ispessimento e una colorazione del titanio. La colorazione avviene in quanto l'ossido (trasparente alla radiazione luminosa), per effetto di fenomeni di interferenza, favorisce l'intensificazione di lunghezze d'onda e l'annullamento di altre dello spettro visibile. Quando l'ispessimento dello strato di ossido raggiunge determinati valori, il dielettrico formatosi isola il circuito anodo/catodo. Per effetto della forte caduta si verificano rotture casualmente distribuite sulla superficie ossidata attraverso le quali si verifica il passaggio di corrente ad elevata intensità. Queste scariche elettriche provocano micro-fusioni con rimescolamento di materiale substrato, ossido e elementi della soluzione. La morfologia dello strato di ossido così formato appare micro porosa e la composizione dell'ossido superficiale si arrichisce di elementi presenti nell'elettrolito (tecnica nota come Anodic Spark Depositin).

› Le sorprendenti proprietà fotocatalitiche

L'ossido di titanio modificato con il procedimento di anodizzazione ad elevati voltaggi, ha proprietà ancora più sorprendenti poiché, per effetto della radiazione ultravioletta, promuove fenomeni di riduzione di agenti inquinanti. Eccitato da luce solare o artificiale (UV), nella forma di anatasio, si comporta come un semiconduttore tipo-n (con eccesso di elettroni) e le cariche esposte superficialmente catalizzano reazioni di riduzione ed in minore percentuale di ossidazione.

› Il trattamento TiHardT

Resistenza all'usura, riduzione del coefficiente di attrito, resistenza alla corrosione per sfregamento e non improntabilità

Applicando certe finiture meccaniche standard, quali lucidatura, sabbiatura, pallinatura, vibrofinitura, è possibile rimuovere lo strato di ossido sovrastante e esporre un film sottile di ossido tenace, duro, difficilmente abradibile e decisamente idrofobico. Queste tecniche hanno portato allo sviluppo del trattamento TiHardT applicabile a tutte le leghe di titanio. Con questo trattamento il titanio acquisisce un aspetto lucido, quasi ceramico, idrorepellente, difficilmente abradibile e non improntabile. Questa elevata durezza e resistenza all'usura lo rendono ottimale per accoppiamenti meccanici in ambienti aggressivi (enormemente ridotti i problemi di suscettibilità alla corrosione per sfregamento) o per utilizzo in campo protesico (chiodi endomidollari, placche e viti per traumatologia e chirurgia spinale).

› Trattamenti sul Titanio

I trattamenti descritti sono stati sviluppati presso il Politecnico di Milano, industrializzati dalla società Nanosurfaces S.r.L. (spin-off del Politecnico di Milano e di S.A.M.O. S.p.A.)

I vantaggi del titanio (vedi»)

Cos'é il processo fotocatalitico? (vedi»)

I colori del titanio (vedi»)

L'ingegno e il titanio vincono l'inquinamento. Ancora una volta gli italiani primi. (vedi»)

Pannelli in Titanio prodotti con tecnologia Giapponese e trattamento anodico, per produzioni al confine tra arte e ricerca scientifica. (vedi»)