(Grafik von Visual Capitalist veröffentlicht am 25. Oktober 2022)
Titan ist ein besonderes Metall, das oft unter dem Radar bleibt.
Titan ist stärker als Aluminium und leichter als Stahl und verfügt über einzigartige Eigenschaften, die seinen Einsatz in einer Reihe verschiedener Branchen wie Verteidigung und Medizin ermöglicht haben.
Die Infografik will Wissenswertes über Titan veranschaulichen, von seinen einzigartigen Eigenschaften bis hin zu den Verwendungsmöglichkeiten des Metalls in der modernen Wirtschaft.
Die Eigenschaften von Titan
Was macht Titan so besonders? Hier sind einige der Eigenschaften, die Titan gegenüber gängigeren Ersatzstoffen wie Edelstahl und Aluminium von Natur aus überlegen machen:
Das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht – Titan ist doppelt so fest wie Aluminium und 45 % leichter als Stahl mit vergleichbarer Festigkeit. Seine natürliche Korrosionsbeständigkeit ermöglicht den Einsatz in rauen Umgebungen, einschließlich unter Meerwasser. Zudem ist Titan das neunthäufigste Element in der Erdkruste und kommt in fast allen Gesteinen und Sedimenten vor.
Die Trägheit von Titan im menschlichen Körper macht es biokompatibel und für medizinische und zahnmedizinische Implantate beim Menschen geeignet. Schließlich seine Temperaturbeständigkeit – Titan hat einen Schmelzpunkt von 1.670° C und hält höheren und niedrigeren Temperaturen stand als Edelstahl und Aluminium.
Mehrere Branchen nutzen die einzigartigen Eigenschaften von Titan auf unterschiedliche Weise. Während einige auf seine natürliche Korrosionsbeständigkeit vertrauen, machen sich andere seine hohe Festigkeit und sein geringes Gewicht zunutze.
Die Verwendung von Titan
Nachdem Titan aus dem Boden abgebaut und raffiniert wurde, wird es hauptsächlich in zwei Formen verbraucht. Der Großteil davon, etwa 95 % in den Vereinigten Staaten, wird in Form von Titandioxid (TiO2) verbraucht. TiO2 ist ein strahlend weißes Pigment, das in allen möglichen Materialien verwendet wird, von Farben über Lebensmittelfarbstoffe bis hin zu Kosmetikprodukten.
Die restlichen 5 % des Titans werden in seiner Metallform für hochspezialisierte Zwecke verbraucht, die es auch zu einem wichtigen Mineral für die nationale Sicherheit machen.
In der Luft- und Raumfahrt eignet sich Titan aufgrund seiner
hohen Festigkeit und seines relativ geringen Gewichts in Kombination mit Aluminium für Flugzeugrumpfrahmen (Flugzeugzellen). Aufgrund seiner Temperaturbeständigkeit wird es auch in Fantriebwerken (Zweistrom-Turbinen-Luftstrahltriebwerken) verwendet.
Was Verteidigungszwecke angeht, nutzen Marineschiffe und U-Boote die unübertroffene Korrosionsbeständigkeit von Titan unter Wasser, und Bodenfahrzeuge wie Panzer sind häufig teilweise mit Titanteilen beschichtet. Darüber hinaus bestehen viele Flugzeuge des US-Militärs aus erheblichen Mengen an Titanlegierungen.
Medizinische Implantate und Prothetik profitiern von der Biokompatibilität von Titan. Das Metall eignet sich besonders für Prothesenteile wie künstliche Gelenke, Wirbelsäulenbefestigungen und Zahnimplantate.
Titan wird aufgrund seiner natürlichen Korrosionsbeständigkeit in Rohrleitungen, Schläuchen und Ventilen in Meerwasserentsalzungsanlagen verwendet.
Titan kann auch in den Dienst sauberer Energie gestellt werden.
Lithium-Titanat-Batterien, die in einigen Elektrofahrzeugen zu finden sind, verwenden Titan in der Anode, um ein schnelleres Aufladen zu ermöglichen. Darüber hinaus wird Titan auch in Geothermiekraftwerken eingesetzt, um der hohen Hitze und dem hohen Druck bei der Stromerzeugung standzuhalten.
Das Titanzeitalter
Trotz seiner überlegenen Eigenschaften und natürlichen Vorteile gegenüber anderen Metallen ist Titan nicht so weit verbreitet wie Edelstahl und Aluminium, was vor allem auf die hohen Produktionskosten zurückzuführen ist.
Die Herstellung von Titan ist derzeit schwierig und teuer, da es nach dem 80 Jahre alten Kroll-Verfahren veredelt wird, das sowohl energie- als auch kohlenstoffintensiv ist.
Mit niedrigeren wirtschaftlichen und ökologischen Produktionskosten könnten die Anwendungen von Titan weit über seine derzeitigen Hochleistungsanwendungen hinausgehen und Unternehmen könnten mit dem Potenzial des hochwertigen Metalls die riesigen Märkte für Edelstahl und Aluminium herausfordern.
☞ Titan – das Metall der Zukunft
☞ Visualisierung der Dominanz Asiens in der Titan-Lieferkette