티타늄(Ti), 티타늄 슬래브(Ti Slab), 티타늄 잉곳(Ti Ingot), 티타늄 스펀지(Ti Sponge)

티타늄(Ti), 티타늄 슬래브(Ti Slab), 티타늄 잉곳(Ti Ingot), 티타늄 스펀지(Ti Sponge)

오늘은 티타늄(Ti), 티타늄 슬래브(Ti Slab), 티타늄 잉곳(Ti Ingot), 티타늄 스펀지(Ti Sponge)에 대해서 간단히 알아보겠습니다.

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티타늄(Ti)

티타늄은 화학식 Ti로 표시되는 화학 원소로, 원자 번호는 22입니다. 지각에서 9번째로 풍부한 원소이며, 공기 중에는 0.0008%의 미량으로 존재합니다. 티타늄은 강철보다 가볍고 강하며 부식에 강하기 때문에 다양한 산업에서 사용됩니다.

티타늄은 주로 두 가지 형태로 사용됩니다. 하나는 순수한 티타늄이고, 다른 하나는 티타늄 합금입니다. 순수한 티타늄은 항공우주, 의료, 화학 산업 등에서 사용됩니다. 티타늄 합금은 강철보다 강도가 높고 부식에 강하기 때문에 조선, 자동차, 건설 산업 등에서 사용됩니다.

티타늄은 다양한 방법으로 생산됩니다. 가장 일반적인 방법은 티타늄 원석을 로열 셀룰로이드 공정에 의해 용융시키는 것입니다. 이 공정은 티타늄을 순수한 상태로 생산할 수 있지만, 에너지 집약적이고 비용이 많이 듭니다.

티타늄은 다양한 특성을 가지고 있어 다양한 산업에서 사용됩니다. 주요 특성은 다음과 같습니다.

- 강도: 티타늄은 강철보다 가볍지만 강도가 높습니다.
- 부식 저항성: 티타늄은 공기와 물에 매우 부식에 강합니다.
- 경량: 티타늄은 강철보다 가볍습니다.
- 열전도율: 티타늄은 열전도율이 높습니다.
- 자기 저항성: 티타늄은 자기 저항성이 있습니다.

티타늄은 다양한 산업에서 사용되는 중요한 재료입니다. 앞으로도 티타늄의 사용은 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

티타늄의 주요 용도
- 항공우주: 티타늄은 항공기, 로켓, 우주선의 구조 재료로 사용됩니다.
- 의료: 티타늄은 의료용 임플란트, 수술 도구, 치과 재료로 사용됩니다.
- 화학: 티타늄은 화학 공장, 석유화학 공장의 장비로 사용됩니다.
- 조선: 티타늄은 선박의 구조 재료, 선박용 엔진 부품으로 사용됩니다.
- 자동차: 티타늄은 자동차의 배기 시스템, 차체 부품으로 사용됩니다.
- 건설: 티타늄은 건물의 구조 재료, 건축용 부품으로 사용됩니다.

티타늄의 생산량
2022년 기준 전 세계 티타늄 생산량은 약 100만 톤입니다. 주요 생산국은 중국, 러시아, 일본, 미국입니다.

티타늄의 가격
티타늄의 가격은 품질, 크기, 형태에 따라 다릅니다. 일반적으로 순수한 티타늄의 가격은 kg당 약 100~200달러입니다. 티타늄 합금의 가격은 순수한 티타늄의 가격보다 높습니다.

티타늄 슬래브(Ti Slab)는 티타늄으로 만든 블록으로, 다양한 크기와 모양으로 생산할 수 있습니다. 일반적으로 100~1,000kg이며, 모양은 정육면체, 원통형, 구형 등이 있습니다.

티타늄 슬래브는 다양한 산업에서 사용됩니다. 항공우주, 의료, 화학, 조선, 자동차, 건설 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

티타늄 슬래브는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

강도: 티타늄은 강철보다 가볍지만 강도가 높습니다.
부식 저항성: 티타늄은 공기와 물에 매우 부식에 강합니다.
경량: 티타늄은 강철보다 가볍습니다.
열전도율: 티타늄은 열전도율이 높습니다.
자기 저항성: 티타늄은 자기 저항성이 있습니다.

티타늄 슬래브의 주요 용도는 다음과 같습니다.

항공우주: 티타늄 슬래브는 항공기, 로켓, 우주선의 구조 재료로 사용됩니다.
의료: 티타늄 슬래브는 의료용 임플란트, 수술 도구, 치과 재료로 사용됩니다.
화학: 티타늄 슬래브는 화학 공장, 석유화학 공장의 장비로 사용됩니다.
조선: 티타늄 슬래브는 선박의 구조 재료, 선박용 엔진 부품으로 사용됩니다.
자동차: 티타늄 슬래브는 자동차의 배기 시스템, 차체 부품으로 사용됩니다.
건설: 티타늄 슬래브는 건물의 구조 재료, 건축용 부품으로 사용됩니다.

 

티타늄 잉곳(Ti Ingot)

티타늄 잉곳(Ti Ingot)은 티타늄을 주성분으로 하는 금속 블록으로, 다양한 산업에서 사용됩니다. 티타늄은 강철보다 가볍고 강하며 부식에 강하기 때문에 항공우주, 의료, 화학, 조선, 자동차, 건설 등 다양한 산업에서 사용됩니다.

티타늄 잉곳은 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

순수 티타늄 잉곳: 순수한 티타늄으로 만든 잉곳으로, 항공우주, 의료, 화학 등 고성능이 요구되는 분야에서 사용됩니다.
티타늄 합금 잉곳: 티타늄에 다른 원소를 첨가하여 만든 잉곳으로, 강도, 내식성, 내열성 등을 향상시킬 수 있습니다.

티타늄 잉곳은 다양한 방법으로 생산할 수 있습니다. 가장 일반적인 방법은 진공 아크 용해(VAR) 방법입니다. 이 방법은 높은 순도의 티타늄 잉곳을 생산할 수 있지만, 비용이 많이 듭니다.

또 다른 방법은 전자빔 용해(EB) 방법입니다. 이 방법은 VAR 방법보다 생산 속도가 빠르고 비용이 적게 들지만, 순도가 VAR 방법보다 약간 떨어집니다.

티타늄 잉곳은 다양한 크기와 모양으로 생산할 수 있습니다. 일반적인 크기는 100~1,000kg이며, 모양은 정육면체, 원통형, 구형 등이 있습니다.

티타늄 잉곳은 생산 후 다양한 방법으로 가공됩니다. 일반적으로 단조, 압연, 용접, 절삭 등의 공정을 거쳐 최종 제품으로 만들어집니다.

티타늄 잉곳은 다양한 산업에서 중요한 역할을 하는 재료입니다. 앞으로도 티타늄의 수요가 증가함에 따라 티타늄 잉곳의 생산량도 증가할 것으로 예상됩니다.

티타늄 잉곳의 주요 특성
- 강도: 티타늄은 강철보다 가볍지만 강도가 높습니다.
- 부식 저항성: 티타늄은 공기와 물에 매우 부식에 강합니다.
- 경량: 티타늄은 강철보다 가볍습니다.
- 열전도율: 티타늄은 열전도율이 높습니다.
- 자기 저항성: 티타늄은 자기 저항성이 있습니다.

티타늄 잉곳의 주요 용도
- 항공우주: 티타늄 잉곳은 항공기, 로켓, 우주선의 구조 재료로 사용됩니다.
- 의료: 티타늄 잉곳은 의료용 임플란트, 수술 도구, 치과 재료로 사용됩니다.
- 화학: 티타늄 잉곳은 화학 공장, 석유화학 공장의 장비로 사용됩니다.
- 조선: 티타늄 잉곳은 선박의 구조 재료, 선박용 엔진 부품으로 사용됩니다.
- 자동차: 티타늄 잉곳은 자동차의 배기 시스템, 차체 부품으로 사용됩니다.
- 건설: 티타늄 잉곳은 건물의 구조 재료, 건축용 부품으로 사용됩니다.

티타늄 스펀지(Ti Sponge)

티타늄 스펀지(Ti Sponge)는 티타늄의 중간 형태로, 티타늄 원소가 90% 이상 함유된 다공성 물질입니다. 티타늄 스펀지는 티타늄의 주요 생산 공정인 코롤 공정에서 부산물로 얻어집니다.

티타늄 스펀지는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
- 다공성: 티타늄 스펀지의 기공률은 70% 이상으로, 매우 높습니다.
- 고순도: 티타늄 스펀지의 순도는 일반적으로 99.5% 이상입니다.
- 반응성: 티타늄 스펀지는 표면적이 넓기 때문에 공기 중의 산소와 질소와 쉽게 반응합니다.
- 취약성: 티타늄 스펀지는 기공이 많기 때문에 취약합니다.

티타늄 스펀지는 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
- 티타늄 잉곳 생산: 티타늄 스펀지는 전해 정련을 통해 순수한 티타늄으로 정제된 후, 진공 아크 용해(VAR) 공정이나 전자빔 용해(EB) 공정을 통해 티타늄 잉곳으로 가공됩니다.
- 티타늄 분말 생산: 티타늄 스펀지는 분쇄하여 티타늄 분말로 가공됩니다. 티타늄 분말은 3D 프린팅, 금속 분말 야금 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
- 화학 산업: 티타늄 스펀지는 화학 공장, 석유화학 공장의 장비로 사용됩니다.
- 기타: 티타늄 스펀지는 의료, 항공우주, 건설 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

티타늄 스펀지는 티타늄 생산의 주요 원료로, 티타늄의 수요가 증가함에 따라 티타늄 스펀지의 수요도 증가할 것으로 예상됩니다.

 

티타늄 스크랩(Ti Scrap)

티타늄 스크랩은 티타늄 제품의 가공, 사용, 폐기 과정에서 발생하는 부산물입니다. 티타늄 스크랩은 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다.

생산 스크랩: 티타늄 생산 과정에서 발생하는 스크랩으로, 티타늄 원광석, 티타늄 슬래그, 티타늄 빌렛 등이 포함됩니다.
사용 스크랩: 티타늄 제품의 가공, 사용 과정에서 발생하는 스크랩으로, 티타늄 플레이트, 티타늄 튜브, 티타늄 부품 등이 포함됩니다.

티타늄 스크랩은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
고순도: 티타늄 스크랩은 일반적으로 99% 이상의 고순도를 가지고 있습니다.
다양한 형태: 티타늄 스크랩은 다양한 형태로 발생할 수 있습니다. 플레이트, 튜브, 바, 칩, 분말 등 다양한 형태의 스크랩이 존재합니다.
다양한 종류: 티타늄 스크랩은 다양한 종류의 티타늄 합금으로 구성될 수 있습니다. Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-3Al-2.5V 등이 일반적으로 사용되는 티타늄 합금입니다.

티타늄 스크랩은 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
티타늄 재활용: 티타늄 스크랩은 티타늄 재활용의 주요 원료로 사용됩니다. 티타늄 스크랩을 재활용하여 티타늄 잉곳, 티타늄 플레이트, 티타늄 튜브 등을 제조할 수 있습니다.
티타늄 분말 제조: 티타늄 스크랩은 티타늄 분말 제조의 주요 원료로 사용됩니다. 티타늄 스크랩을 분쇄하여 티타늄 분말을 제조할 수 있습니다. 티타늄 분말은 3D 프린팅, 금속 분말 야금 등에 사용됩니다.
기타: 티타늄 스크랩은 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 화학 산업, 조선 산업, 자동차 산업 등에서 사용됩니다.

티타늄 스크랩은 티타늄의 수요가 증가함에 따라 그 수요도 증가할 것으로 예상됩니다. 티타늄은 다양한 산업 분야에서 사용되는 중요한 금속으로, 티타늄 스크랩의 재활용은 티타늄의 자원 순환을 촉진하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

티타늄 스크랩의 재활용
티타늄 스크랩은 티타늄 재활용의 주요 원료로 사용됩니다. 티타늄 스크랩을 재활용하여 티타늄 잉곳, 티타늄 플레이트, 티타늄 튜브 등을 제조할 수 있습니다.

티타늄 스크랩의 재활용은 크게 두 가지 방법으로 이루어집니다.
전해 정련: 티타늄 스크랩을 녹인 용액에 전기장을 걸어 티타늄을 정제하는 방법입니다.
진공 용해: 티타늄 스크랩을 진공 상태에서 녹여 티타늄을 정제하는 방법입니다.

티타늄 스크랩의 재활용은 티타늄의 수요 증가에 따라 그 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 티타늄 스크랩의 재활용은 티타늄의 자원 순환을 촉진하고, 티타늄의 생산 비용을 절감하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

 

페로티타늄(Fe-Ti)

페로티타늄(Ferrotitanium)은 티타늄(Ti)과 철(Fe)의 합금으로, 티타늄 함량이 50% 이상인 것을 말합니다. 은백색의 금속으로, 철의 40% 정도의 무게로 매우 가볍지만, 강도는 철보다 훨씬 높습니다. 또한, 내열성, 내식성, 내마모성이 뛰어나 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

페로티타늄의 주된 용도는 다음과 같습니다.

제강 원료: 페로티타늄은 제강 과정에서 탈산제, 성분 개선제, 합금 원료 등으로 사용됩니다. 티타늄은 철의 산화물(FeO)을 제거하는 효과가 있어, 강의 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한, 티타늄은 강의 강도를 높이고, 내열성, 내식성을 향상시킵니다.
합금강: 페로티타늄은 다양한 합금강의 제조에 사용됩니다. 대표적인 예로, 내열성이 뛰어난 티타늄강, 내식성이 뛰어난 스테인리스강, 강도가 뛰어난 고장력강 등이 있습니다.
기타: 페로티타늄은 절삭 공구, 항공기 부품, 우주선 부품, 화학 장치, 광학 기기 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

페로티타늄은 주로 중국, 일본, 인도 등에서 생산됩니다. 한국에서는 포스코, 현대제철 등에서 생산하고 있습니다.

페로티타늄의 주요 특성은 다음과 같습니다.
밀도: 4.51 g/cm3
융점: 1,668 °C
끓는점: 3,260 °C
전기 전도도: 17.6 m/Ω·cm
열 전도도: 21.4 W/m·K
내열성: 1,200 °C 이상
내식성: 산, 알칼리 등에 강함
내마모성: 우수

페로티타늄은 다양한 산업 분야에서 사용되는 중요한 재료입니다. 앞으로도 티타늄 수요가 증가함에 따라 페로티타늄의 수요도 증가할 것으로 예상됩니다.

 

참고적으로 기공은 고체 내부에 존재하는 비고체 부분으로, 공극, 구멍, 공기층, 공동 등으로도 불립니다. 기공은 고체의 제조, 가공, 사용 과정에서 다양한 원인으로 생성될 수 있습니다.

기공은 고체의 물리적, 화학적, 기계적 특성을 크게 변화시킬 수 있습니다. 기공은 고체의 밀도를 감소시키고, 강도, 인성, 연성, 경도 등을 저하시킬 수 있습니다. 또한, 기공은 고체의 부식성, 내열성, 전기 전도성 등을 변화시킬 수 있습니다.

기공은 고체의 제조 과정에서 생성될 수 있습니다. 예를 들어, 용융 금속을 주형에 주입할 때, 주형과 금속 사이에 공기가 유입되어 기공이 생성될 수 있습니다. 또한, 금속을 압연하거나 단조하는 등의 가공 과정에서도 기공이 생성될 수 있습니다.

기공은 고체의 사용 과정에서도 생성될 수 있습니다. 예를 들어, 금속이 부식될 때, 부식된 부분에 기공이 생성될 수 있습니다. 또한, 금속이 열에 노출될 때, 열팽창으로 인해 기공이 생성될 수 있습니다.

기공은 고체의 특성을 개선하기 위해 제거하거나 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, 용융 금속을 주입하기 전에 주형을 진공 처리하여 공기를 제거할 수 있습니다. 또한, 금속을 가공하기 전에 탈기 처리하여 기공을 제거할 수 있습니다.

기공은 고체의 특성을 변화시킬 수 있는 중요한 요소입니다. 기공의 형성 원인을 이해하고, 기공을 제거하거나 감소시키는 방법을 이해하면, 고체의 특성을 원하는 방향으로 개선할 수 있습니다.

기공의 종류
기공은 크기, 모양, 형성 원인 등에 따라 다양한 종류로 분류할 수 있습니다.

크기에 따른 분류:
미세 기공: 지름이 100 μm 이하인 기공
중간 기공: 지름이 100 μm 이상 1 mm 이하인 기공
대기공: 지름이 1 mm 이상인 기공
모양에 따른 분류:
구형 기공: 구형을 닮은 기공
타원형 기공: 타원형을 닮은 기공
불규칙 기공: 불규칙한 모양의 기공
형성 원인에 따른 분류:
주조 기공: 용융 금속을 주형에 주입할 때 생성되는 기공
가공 기공: 금속을 가공하는 과정에서 생성되는 기공
부식 기공: 금속이 부식되는 과정에서 생성되는 기공
열 기공: 금속이 열에 노출될 때 생성되는 기공

 

기공의 특성
기공은 고체의 물리적, 화학적, 기계적 특성을 크게 변화시킬 수 있습니다. 기공의 영향은 기공의 크기, 모양, 형성 원인 등에 따라 달라집니다.
기공은 고체의 밀도를 감소시킵니다. 기공의 크기가 클수록 밀도는 더 감소합니다.
기공은 고체의 강도, 인성, 연성, 경도 등을 저하시킵니다. 기공의 크기가 클수록 강도, 인성, 연성, 경도는 더 저하됩니다.

기공은 고체의 부식성, 내열성, 전기 전도성 등을 변화시킬 수 있습니다. 기공의 크기, 모양, 형성 원인 등에 따라 부식성, 내열성, 전기 전도성은 달라질 수 있습니다.

 

지금까지 티타늄(Ti), 티타늄 슬래브(Ti Slab), 티타늄 잉곳(Ti Ingot), 티타늄 스펀지(Ti Sponge)에 대해서 간단히 알아보았습니다. 읽어주셔서 감사합니다.