티타늄 심리스 튜브

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티타늄 은 기호 Ti와 원자 번호 22를 가진 화학 원소입니다. "우주 시대 금속"이라고도 불리는 이 원소는 밀도가 낮고 강하고 광택이 있습니다, 부식 방지 (포함 바닷물, 아쿠아 레지아 및 염소) 전이 금속으로 은색을 띠고 있습니다.

티타늄은 1791년 영국에서 윌리엄 그레고어가 발견하고 마틴 하인리히 클라프로스가 그리스 신화의 타이탄의 이름을 따서 명명했습니다. 이 원소는 주로 지각과 암석권에 널리 분포하는 루틸과 일메나이트 등 여러 광물 매장지에서 발생하며 거의 모든 생물, 암석, 수역, 토양에서 발견됩니다. 이 금속은 주요 광물 광석에서 크롤 공정 또는 헌터 공정을 통해 추출됩니다. 가장 흔한 화합물인 이산화티타늄은 광촉매로 널리 사용되며 백색 안료 제조에 사용됩니다. 다른 화합물로는 연막 및 촉매의 성분인 사염화티타늄(TiCl4)과 폴리프로필렌 생산의 촉매로 사용되는 삼염화티타늄(TiCl3)이 있습니다.)

티타늄은 철과 합금할 수 있습니다, 알루미늄, 바나듐, 몰리브덴 등의 원소를 사용하여 항공우주(제트 엔진, 미사일, 우주선), 군사, 산업 공정(화학 및 석유화학, 담수화 플랜트, 펄프, 제지), 자동차, 농식품, 의료 보철, 정형외과 임플란트, 치과 및 신경치료 기구 및 파일, 치과 임플란트, 스포츠용품, 보석, 휴대폰 및 기타 응용 분야를 위한 강력한 경량 합금 생산에 사용됩니다.

금속 형태의 가장 유용한 두 가지 특성은 내식성과 모든 금속 중 가장 높은 중량 대비 강도 비율입니다. 티타늄은 합금되지 않은 상태에서는 일부 강철만큼 강하지만 45% 더 가볍습니다. 티타늄에는 두 가지 동소체 형태와 46Ti~50Ti의 5가지 자연 발생 동위 원소가 있으며, 그중 가장 풍부한 것은 48Ti(73.8%)입니다. 티타늄의 특성은 화학적, 물리적으로 지르코늄과 유사하며, 두 원소 모두 원자가 전자 수가 같고 주기율표에서 같은 그룹에 속하기 때문입니다.

파이프 튜브 플레이트 바 사각 튜브 무게 계산 계산기
배관 작동 압력 계산
환산 계산기 계산 - 압력|무게|온도|부피|길이
변환표-압력|응력|질량|길이|온도|SI 프렐류스
금속 무게 계산기–알루미늄|황동|브론즈|구리|마그네슘|플라스틱|니켈|스테인리스 스틸|Steel|티타늄|아연
3.7235 | 3.7035 | 3.7025

특성

물리적 속성

금속 원소인 티타늄은 무게 대비 강도가 높은 것으로 알려져 있습니다. 티타늄은 밀도가 낮고 연성이 뛰어나며(특히 산소가 없는 환경에서) 광택이 있고 금속성 흰색을 띠는 강한 금속입니다. 비교적 높은 융점(1,650°C 또는 3,000°F 이상)으로 내화성 금속으로 유용합니다. 상자성이며 전기 및 열전도율이 상당히 낮습니다. 상업용(순도 99.2%) 등급의 티타늄은 궁극적으로 인장 강도 약 63,000psi(434MPa)로 일반적인 저급 강철 합금과 같지만 45% 더 가볍습니다.티타늄은 알루미늄보다 밀도가 60% 높지만 가장 일반적으로 사용되는 6061-T6 알루미늄 합금보다 두 배 이상 강합니다. 특정 티타늄 합금(예: 베타 C)은 인장 강도가 200,000psi(1,400MPa) 이상에 달합니다. 하지만 티타늄은 430°C(806°F) 이상으로 가열하면 강도가 떨어집니다.

열처리된 일부 등급의 강철만큼 단단하지는 않지만 상당히 단단하며, 자성이 없고 열과 전기가 잘 통하지 않습니다. 날카로운 도구와 적절한 냉각 방법을 사용하지 않으면 재료가 부드러워지고 담즙이 생길 수 있으므로 가공 시 주의가 필요합니다. 강철로 만든 구조물과 마찬가지로 티타늄 구조물은 일부 용도에서 수명을 보장하는 피로 한계가 있습니다.[10] 티타늄 합금의 특정 강성은 일반적으로 알루미늄 합금 및 탄소 섬유와 같은 다른 재료보다 좋지 않으므로 높은 강성이 필요한 구조물에는 덜 사용됩니다.

이 금속은 882°C(1,620°F)에서 육각형 알파 형태가 몸체 중심의 입방체(격자) β 형태로 변하는 이형 동소체입니다. 알파 형태의 비열은 이 전이 온도까지 가열되면 급격히 증가하지만 그 이후에는 떨어지고 β 형태의 경우 온도에 관계없이 상당히 일정하게 유지됩니다. 지르코늄 및 하프늄과 유사하게, 고압에서는 열역학적으로 안정하지만 주변 압력에서는 준안정적인 오메가 상이 추가로 존재합니다. 이 위상은 일반적으로 육각형(이상적) 또는 삼각형(왜곡된)이며 β 위상의 부드러운 종방향 음향 포논이 원자의 (111) 평면을 붕괴시키기 때문이라고 볼 수 있습니다.

화학 성분

티타늄의 가장 주목할 만한 화학적 특성은 부식에 대한 저항성이 뛰어나 백금과 거의 비슷하며 묽은 황산과 염산은 물론 염소 가스, 염화물 용액 및 대부분의 유기산에 의한 공격에도 견딜 수 있다는 점입니다. 그러나 농축된 산에는 용해됩니다. 다음 푸르베 다이어그램은 티타늄이 실제로 열역학적으로 매우 반응성이 강한 금속임을 보여줍니다.

순수한 물, 과염소산 또는 수산화나트륨에서 티타늄의 푸르베 다이어그램 그러나 티타늄은 추가 반응으로부터 보호하는 수동적이고 보호적인 산화물 코팅을 형성하기 때문에 물 및 공기와 반응하는 속도가 느리며, 처음 이 보호층이 형성될 때 두께는 1~2nm에 불과하지만 계속 천천히 성장하여 4년 안에 25nm의 두께에 도달하게 됩니다. 그러나 공기 중의 높은 온도에 노출되면 산소와 쉽게 반응합니다.

이는 공기 중에서는 1,200°C(2,190°F), 순수 산소에서는 610°C(1,130°F)에서 발생하여 이산화티타늄을 형성합니다. 결과적으로 티타늄은 녹는점에 도달하기 전에 연소하기 때문에 야외에서 녹일 수 없습니다. 불활성 대기 또는 진공 상태에서만 녹을 수 있습니다. 550°C(1,022°F)에서 염소와 결합합니다. 또한 다른 할로겐과 반응하여 수소를 흡수합니다.

티타늄은 순수한 질소 가스에서 연소하는 몇 안 되는 원소 중 하나로, 800°C(1,470°F)에서 반응하여 취성을 유발하는 질화티타늄을 형성합니다. 실험에 따르면 천연 티타늄은 중수소에 충격을 받으면 방사능이 되어 주로 양전자 및 단단한 감마선을 방출하는 것으로 나타났습니다.

화합물

TiN 코팅 드릴 비트 +4 산화 상태가 티타늄 화학을 지배하지만 +3 산화 상태의 화합물도 일반적이며, 이러한 높은 산화 상태로 인해 많은 티타늄 화합물은 높은 수준의 공유 결합을 가지고 있습니다. 스타 사파이어와 루비는 그 안에 존재하는 이산화티타늄 불순물에서 별자리를 얻습니다. 티타네이트는 이산화티타늄으로 만든 화합물입니다. 티탄산바륨은 압전 특성을 가지고 있어 소리와 전기의 상호 변환에 변환기로 사용할 수 있습니다. 티타늄 에스테르는 알코올과 사염화티타늄의 반응에 의해 형성되며 직물을 방수 처리하는 데 사용됩니다.

질화 티타늄(TiN)은 경도 사파이어와 카보룬듐(모스 척도 9.0)에 해당하는 이 금속은 드릴 비트와 같은 절삭 공구를 코팅하는 데 자주 사용됩니다. 또한 금색 장식 마감재와 반도체 제조의 차단 금속으로도 사용됩니다.

사염화티타늄(사염화티타늄(IV) 염화물, TiCl4, "간지럼"이라고도 함)은 페인트용 이산화티타늄 제조의 중간체로 사용되는 무색 액체입니다. 예를 들어 무카이야마 알돌 응축과 같은 유기 화학에서 루이스 산으로 널리 사용되며 티타늄은 또한 환원제로 사용되는 저염화물인 염화티타늄(III) 염화물(TiCl3)을 형성합니다. 티타노센 이염화물은 탄소-탄소 결합 형성을 위한 중요한 촉매입니다. 티타늄 이소프로폭사이드는 샤프리스 에폭시화에 사용됩니다. 다른 화합물로는 티타늄 브롬화물(야금, 초합금, 고온 전기 배선 및 코팅에 사용)과 티타늄 카바이드(고온 절삭 공구 및 코팅에서 발견됨)가 있습니다.

발생|

2003년 이산화티타늄 생산량, 수천 톤.생산자 생산량
총 %
호주 1291.0 30.6
남아프리카 850.0 20.1
캐나다 767.0 18.2
노르웨이 382.9 9.1
우크라이나 357.0 8.5
기타 국가 573.1 13.6
총 세계 4221.0 100.0

반올림으로 인해 값은 100%로 합산되지 않습니다.티타늄은 항상 자연에서 다른 원소와 결합되어 있습니다. 티타늄은 지각에서 9번째로 풍부한 원소(질량 기준 0.63%)이며 7번째로 풍부한 금속입니다. 대부분의 화성암과 화성암에서 파생된 퇴적물(생물체와 자연 수역에도 존재)에 존재합니다. 미국 지질조사국에서 분석한 801종의 화성암 중 784종에 티타늄이 함유되어 있으며, 토양에서 티타늄의 비율은 약 0.5 ~ 1.5%입니다.

티타늄은 널리 분포하며 주로 아나타제, 브루카이트, 일메나이트, 페로브스카이트, 루틸, 티타늄(스페인) 광물뿐만 아니라 많은 철광석에서 발생하며, 이 광물 중 루틸과 일메나이트만이 경제적 중요성을 가지고 있지만 고농도로 발견하기는 어렵습니다. 호주 서부, 캐나다, 중국, 인도, 뉴질랜드, 노르웨이, 우크라이나에 상당한 양의 티타늄 함유 일메나이트 매장지가 존재합니다. 북미와 남아프리카에서도 대량의 루틸이 채굴되어 연간 9만 톤의 금속과 430만 톤의 이산화티타늄 생산에 기여하고 있습니다. 티타늄의 총 매장량은 6억 톤을 초과하는 것으로 추정됩니다.

티타늄은 운석에 포함되어 있으며 태양과 표면 온도가 3,200°C(5,790°F)인 가장 차가운 별인 M형 별에서 발견되었습니다. 아폴로 17호 임무 중 달에서 가져온 암석은 12.1% TiO2로 구성되어 있습니다. 이 성분은 석탄재, 식물, 심지어 인체에서도 발견됩니다.

동위원소

주요 기사: 티타늄의 동위원소
자연적으로 발생하는 티타늄은 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti, 50Ti의 5가지 안정 동위원소로 구성되며, 48Ti가 가장 풍부합니다(자연 풍부도 73.8%). 11개의 방사성 동위원소의 특성이 밝혀졌으며, 가장 안정적인 것은 반감기가 63년인 44Ti, 반감기가 184.8분인 45Ti, 반감기가 5.76분인 51Ti, 반감기가 1.7분인 52Ti입니다. 나머지 방사성 동위원소는 모두 반감기가 33초 미만이며, 이 중 대부분은 반감기가 0.1초 미만인 방사성 동위원소입니다.
티타늄의 동위원소는 원자량이 39.99 u(40Ti)에서 57.966 u(58Ti)까지 다양합니다. 가장 풍부한 안정 동위원소인 48Ti 이전의 1차 붕괴 모드는 전자 포획이고 그 이후의 1차 붕괴 모드는 베타 방출입니다. 48Ti 이전의 주요 붕괴 생성물은 원소 21(스칸듐) 동위원소이고 이후의 주요 생성물은 원소 23(바나듐) 동위원소입니다.
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역사

마틴 하인리히 클라프로스는 그리스 신화의 타이탄의 이름을 티타늄으로 명명했으며, 1791년 영국 콘월에서 아마추어 지질학자이자 당시 크리드 교구의 부목사였던 윌리엄 그레고어 목사가 광물에 포함된 티타늄을 발견했습니다.[30] 그는 인근 마나칸 교구의 개울가에서 검은 모래를 발견하고 모래가 자석에 끌리는 것을 보고 일메 나이트에 새로운 요소가 있음을 알아차렸죠. 모래를 분석한 결과 두 가지 금속 산화물, 즉 철 산화물(자석의 인력을 설명하는)과 45.25%의 정체불명의 흰색 금속 산화물이 존재한다는 것을 확인했습니다. 그레고르는 미확인 산화물에 알려진 원소의 특성과 일치하지 않는 금속이 포함되어 있다는 사실을 깨닫고 콘월 왕립 지질학회와 독일 과학 저널인 크렐의 연보에 자신의 연구 결과를 보고했습니다. 비슷한 시기에 프란츠 요제프 뮐러 폰 라이헨슈타인도 비슷한 물질을 생산했지만, 그 물질을 확인할 수 없었습니다. 이 산화물은 1795년 독일의 화학자 마틴 하인리히 클라프로스가 헝가리의 루틸에서 독립적으로 재발견했습니다. 클라프로스는 새로운 원소가 포함되어 있다는 사실을 발견하고 그리스 신화의 타이탄의 이름을 따서 명명했습니다. 그레고르의 초기 발견에 대해 들은 후, 그는 마나카나이트 샘플을 입수하여 티타늄이 포함되어 있음을 확인했습니다.

다양한 광석에서 티타늄을 추출하는 데 필요한 공정은 힘들고 비용이 많이 들며, 탄소가 있는 상태에서 가열하면 티타늄 카바이드를 생성하기 때문에 일반적인 방법으로 환원하는 것은 불가능합니다. 순수 금속 티타늄(99.9%)은 1910년 렌셀러 폴리테크닉 연구소의 Matthew A. Hunter가 700~800°C에서 나트륨으로 TiCl4를 가열하는 Hunter 공정을 통해 처음 제조했습니다. 티타늄 금속은 1932년 윌리엄 저스틴 크롤이 사염화티타늄(TiCl4)을 칼슘으로 환원하여 제조할 수 있음을 증명할 때까지 실험실 밖에서는 사용되지 않았으며, 8년 후 크롤은 마그네슘과 나트륨까지 사용하여 이 공정을 개선하여 크롤 공정으로 알려지게 되었습니다. 더 효율적이고 저렴한 공정(예: FFC 캠브리지)에 대한 연구가 계속되고 있지만, 크롤 공정은 여전히 상업적 생산에 사용되고 있습니다.
크롤 공정으로 만든 티타늄 스펀지1925년 안톤 에두아르트 반 아켈과 얀 헨드릭 드 보어가 요오드와 반응하여 형성된 증기를 뜨거운 필라멘트로 분해하여 순수한 금속으로 만드는 요오드화 또는 크리스탈 바 공정을 발견하면서 순도가 매우 높은 티타늄이 소량으로 만들어지기 시작했습니다.

1950년대와 1960년대에 소련은 냉전 관련 프로그램의 일환으로 군용 및 잠수함(알파급 및 마이크급)에 티타늄을 사용하는 선구자적 역할을 했습니다. 1950년대 초부터 티타늄은 군용 항공, 특히 F100 슈퍼 세이버와 록히드 A-12와 같은 고성능 제트기를 시작으로 광범위하게 사용되기 시작했습니다.

미국에서는 국방부가 티타늄의 전략적 중요성을 깨닫고 초기 상용화 노력을 지원했습니다. 냉전 기간 내내 티타늄은 미국 정부에 의해 전략 물자 취급을 받았으며, 국방부 국가 비축 센터에서 대량의 티타늄 스펀지 비축을 유지하다가 2005년에 마침내 고갈되었습니다. 현재 세계 최대 생산업체인 러시아 소재 VSMPO-Avisma가 세계 시장 점유율의 약 29%를 차지하고 있는 것으로 추정됩니다.

2006년 미국 방위성은 티타늄 금속 분말을 만드는 새로운 공정을 개발하기 위해 2개 회사로 구성된 컨소시엄에 $570만 달러를 지원했습니다. 열과 압력을 가하면 이 분말을 사용하여 갑옷 도금부터 항공우주, 운송 및 화학 처리 산업용 부품에 이르기까지 강하고 가벼운 제품을 만들 수 있습니다. 생산 및 제작.

티타늄(광물 정광)티타늄 금속의 가공은 크게 4가지 단계로 이루어집니다: 티타늄 광석을 다공성 형태인 '스펀지'로 환원, 스펀지 또는 스펀지와 마스터 합금을 녹여 잉곳을 만드는 1차 가공, 잉곳을 빌릿, 바, 플레이트, 시트, 스트립, 튜브와 같은 일반 밀 제품으로 전환하는 2차 가공, 밀 제품에서 완성형상을 만드는 3차 가공입니다.

금속은 고온에서 산소와 반응하기 때문에 이산화탄소를 환원하여 생산할 수 없습니다. 따라서 티타늄 금속은 복잡하고 값비싼 배치 공정인 크롤 공정을 통해 상업적으로 생산됩니다. (티타늄의 상대적으로 높은 시장 가치는 주로 또 다른 고가의 금속인 마그네슘을 희생하는 공정 때문입니다.) 크롤 공정에서는 먼저 탄화염소화를 통해 산화물을 염화물로 전환한 다음, 탄소가 있는 상태에서 염소 가스를 고온의 루틸 또는 일메나이트 위에 통과시켜 TiCl4를 만듭니다. 이것은 분별 증류로 응축 및 정제된 다음 아르곤 분위기에서 800°C 용융 마그네슘으로 환원됩니다.

최근에 개발된 방법인 FFC 캠브리지 공정이 궁극적으로 크롤 공정을 대체할 수 있습니다. 이 방법은 이산화티타늄 분말(루틸의 정제된 형태)을 공급 원료로 사용하여 분말 또는 스펀지 형태의 최종 제품을 만듭니다. 혼합 산화물 분말을 사용하면 기존의 다단계 용융 공정보다 훨씬 저렴한 비용으로 합금을 제조할 수 있습니다. FFC 캠브리지 공정은 티타늄을 항공우주 산업과 명품 시장에서 덜 희귀하고 값비싼 소재로 만들 수 있으며, 현재 알루미늄과 특수 등급의 강철을 사용하여 제조되는 많은 제품에서 볼 수 있습니다.

일반적인 티타늄 합금은 환원을 통해 만들어집니다. 예를 들어 큐프로티타늄(구리가 첨가된 루틸을 환원), 페로카본 티타늄(전기로에서 코크스로 환원된 일메나이트), 망가노티타늄(망간 또는 망간 산화물을 첨가한 루틸)이 환원됩니다.

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO (900 °C)
TiCl4 + 2 Mg → 2 MgCl2 + Ti(1100°C)

약 50개의 티타늄 및 티타늄 합금이 지정되어 현재 사용되고 있지만, 상업적으로 쉽게 구할 수 있는 티타늄은 수십 개에 불과합니다. ASTM International은 31개의 티타늄 금속 및 합금 등급을 인정하며, 이 중 1~4등급은 상업적으로 순수한(비합금) 티타늄입니다. 이 네 가지 등급은 산소 함량에 따라 인장 강도의 정도가 달라지며, 1등급이 가장 연성이 높고(산소 함량 0.18%의 가장 낮은 인장 강도), 4등급이 가장 낮습니다(산소 함량 0.40%의 가장 높은 인장 강도). 나머지 등급은 연성, 강도, 경도, 전기 저항, 크리프 저항, 특정 매체의 부식에 대한 저항 또는 이들의 조합 등 특정 목적을 위해 설계된 합금으로, 각 등급은 연성, 강도, 경도, 전기 저항, 크리프 저항, 특정 매체의 부식에 대한 저항 등 다양한 특성을 가지고 있습니다.

ASTM 및 기타 합금에 적용되는 등급은 항공우주, 군사, 의료 및 산업용 애플리케이션을 위한 독점적인 최종 사용자 사양뿐만 아니라 항공우주 및 군사 사양(SAE-AMS, MIL-T), ISO 표준 및 국가별 사양도 충족하도록 생산됩니다.

제조 측면에서 티타늄의 모든 용접은 산소, 질소 또는 수소와 같은 대기 가스의 오염을 방지하기 위해 아르곤 또는 헬륨의 불활성 분위기에서 이루어져야 하며, 오염은 취성과 같은 다양한 조건을 유발하여 조립 용접의 무결성을 떨어뜨리고 조인트 고장으로 이어질 수 있습니다. 상업적으로 순수한 평면 제품(시트, 플레이트)은 쉽게 형성할 수 있지만 금속에 '메모리'가 있고 다시 튀어나오는 경향이 있다는 사실을 가공 시 고려해야 합니다. 이는 특정 고강도 합금의 경우 특히 그렇습니다. 금속은 스테인리스 스틸과 동일한 장비를 사용하여 동일한 공정을 통해 가공할 수 있습니다.

애플리케이션

티타늄 실린더, "2등급" 품질인 티타늄은 강철에서 입자 크기를 줄이기 위한 합금 원소(페로티타늄)와 탈산제로 사용되며 스테인리스 스틸 튜브에서는 탄소 함량을 줄이기 위해 사용됩니다.티타늄은 종종 알루미늄(입자 크기 개선), 바나듐, 구리(경화), 철, 망간, 몰리브덴 및 기타 금속과 합금됩니다.[49] 티타늄 밀 제품(시트, 플레이트, 바, 와이어, 단조, 주조)은 산업, 항공우주, 레저 및 신흥 시장에서 응용 분야를 찾을 수 있습니다. 분말 티타늄은 불꽃놀이에 밝은 연소 입자의 공급원으로 사용됩니다.

안료, 첨가제 및 코팅제

이산화티타늄은 가장 일반적으로 사용되는 티타늄 화합물지구에서 추출되는 약 95%의 티타늄 광석은 페인트, 종이, 치약, 플라스틱에 사용되는 강렬한 흰색의 영구 안료인 이산화티타늄(TiO2)으로 정제되는 데 사용됩니다. 또한 시멘트, 보석, 종이의 광학 불투명제, 흑연 복합 낚싯대 및 골프채의 강화제로도 사용됩니다.

이산화티타늄 분말은 화학적으로 불활성이고 햇빛에 변색되지 않으며 매우 불투명하여 대부분의 가정용 플라스틱을 구성하는 갈색 또는 회색 화학 물질에 순수하고 선명한 흰색을 부여할 수 있으며, 자연에서 이 화합물은 광물인 아나타제, 브로카이트 및 루틸에서 발견됩니다. 이산화티타늄으로 만든 페인트는 혹독한 온도에서도 잘 견디고 어느 정도 자정 작용을 하며 해양 환경에서도 견딜 수 있습니다. 순수 이산화티타늄은 굴절률이 매우 높고 광학 분산도가 다이아몬드보다 높습니다. 이산화티타늄은 매우 중요한 색소일 뿐만 아니라 자체적으로 피부를 보호하는 능력으로 인해 자외선 차단제에도 사용됩니다.

최근에는 공기청정기(필터 코팅)나 건물의 창문을 코팅하는 데 사용되는 필름에 사용되어 자외선(태양 또는 인공)과 공기 중 습기에 노출되면 하이드록실 라디칼과 같은 반응성 산화 환원종을 생성하여 공기를 정화하거나 창문 표면을 깨끗하게 유지할 수 있습니다.

항공우주 및 해양
높은 인장 강도 대 밀도 비율, 높은 내식성, 피로 저항성, 높은 균열 저항성, 크리핑 없이 적당한 고온을 견디는 능력으로 인해 티타늄 합금은 항공기, 갑옷 도금, 해군 함정, 우주선 및 미사일에 사용됩니다. 이러한 응용 분야에서 알루미늄, 바나듐 및 기타 원소와 합금된 티타늄은 중요한 구조 부품, 방화벽, 랜딩 기어, 배기 덕트(헬리콥터) 및 유압 시스템을 포함한 다양한 구성 요소에 사용됩니다. 실제로 생산되는 티타늄 금속의 약 3분의 2가 항공기 엔진과 프레임에 사용됩니다. SR-71 "블랙버드"는 구조에 티타늄을 광범위하게 사용한 최초의 항공기 중 하나로, 현대 군용 및 상업용 항공기에 티타늄이 사용되는 길을 열었습니다. 보잉 777에는 약 59톤(13만 파운드)이, 보잉 747에는 45톤, 보잉 737에는 18톤, 에어버스 A340에는 32톤, 에어버스 A330에는 18톤, 에어버스 A320에는 12톤의 티타늄이 사용됩니다. 에어버스 A380은 엔진에 약 26톤을 포함하여 146톤을 사용할 수 있습니다.[55] 엔진 애플리케이션에서 티타늄은 로터, 압축기 블레이드, 유압 시스템 구성품 및 나셀에 사용됩니다. 티타늄 6AL-4V 합금은 항공기 애플리케이션에 사용되는 모든 합금 중 거의 50%를 차지합니다.

티타늄은 바닷물에 대한 높은 내식성으로 인해 프로펠러 샤프트와 장비, 담수화 플랜트의 열교환기, 해수 수족관용 히터 냉각기, 낚시 줄과 리더, 다이버용 칼을 만드는 데 사용됩니다. 티타늄은 과학 및 군사용으로 해양에 배치된 감시 및 모니터링 장치의 하우징과 기타 구성품을 제조하는 데 사용됩니다. 구소련은 주로 티타늄으로 잠수함을 만드는 기술을 개발했습니다.

산업
용접 티타늄 파이프 및 공정 장비(열교환기, 탱크, 공정 용기, 밸브)는 주로 화학 및 석유화학 산업에서 내식성을 위해 사용됩니다. 특정 합금은 고강도 티타늄 베타 C, 내식성 또는 이 두 가지의 조합으로 인해 다운홀 및 니켈 습식 야금 응용 분야에 사용됩니다. 펄프 및 제지 산업에서는 차아염소산나트륨이나 습식 염소 가스(표백제)와 같은 부식성 매체에 노출되는 공정 장비에 티타늄을 사용합니다. 기타 응용 분야는 다음과 같습니다: 초음파 용접, 웨이브 솔더링 및 스퍼터링 타겟.
무색 액체인 사염화티타늄(TiCl4)은 이산화티타늄을 만드는 과정에서 중간체로 중요하며 지글러-나타 촉매를 만드는 데도 사용되며, 유리를 홍채화하는 데 사용되며 습한 공기에서 강한 연기를 내기 때문에 연막을 만드는 데도 사용됩니다.

소비자 및 건축
티타늄 금속은 자동차, 특히 높은 강도와 강성을 유지하면서 무게를 줄이는 것이 중요한 자동차 또는 오토바이 경주에 사용됩니다. 티타늄 금속은 일반적으로 너무 비싸서 고급 제품, 특히 레이싱/퍼포먼스 시장을 제외한 일반 소비자 시장에서는 판매하기 어렵습니다. 최신 모델 콜벳에는 티타늄 배기 장치가 장착되어 있습니다.
빌바오 구겐하임 미술관은 티타늄 패널로 덮여 있습니다.티타늄은 테니스 라켓, 골프 클럽, 라크로스 스틱 샤프트, 크리켓, 하키, 라크로스, 축구 헬멧 그릴, 자전거 프레임 및 부품 등 다양한 스포츠 용품에 사용됩니다. 자전거 생산의 주류 소재는 아니지만, 티타늄 자전거는 레이스 팀과 어드벤처 사이클리스트들이 사용하고 있습니다. 티타늄 합금은 안경테에도 사용되며, 티타늄 프레임은 다소 비싸지만 내구성이 높고 오래 지속되며 무게가 가볍고 피부 알레르기를 일으키지 않습니다. 많은 백패커들이 취사도구, 식기, 랜턴, 텐트 스테이크 등 티타늄 장비를 사용하는데, 티타늄 제품은 기존의 강철이나 알루미늄 제품보다 약간 비싸지만 강도는 떨어지지 않으면서 훨씬 가벼울 수 있습니다. 티타늄은 말굽으로 만들 때 강철보다 가볍고 내구성이 뛰어나기 때문에 마필 관리사들이 선호하는 소재이기도 합니다.
티타늄은 내구성으로 인해 디자이너 주얼리(특히 티타늄 반지)에 더 많이 사용되고 있으며, 불활성이기 때문에 알레르기가 있거나 수영장과 같은 환경에서 주얼리를 착용하는 사람들에게 좋은 선택이 될 수 있습니다. 티타늄의 내구성, 가벼운 무게, 흠집 및 부식 방지 기능은 시계 케이스 제작에 유용합니다.[64] 일부 아티스트는 티타늄으로 조각품, 장식물, 가구 등의 예술 작품을 제작하기도 합니다.
티타늄은 때때로 건축용으로도 사용되었는데, 모스크바에 있는 최초의 우주 여행자인 유리 가가린 기념관은 금속의 매력적인 색상과 로켓과의 연관성 때문에 티타늄으로 만들어진 40m(120피트) 규모의 기념비입니다. 구겐하임 미술관 빌바오와 세리토스 밀레니엄 도서관은 각각 유럽과 북미에서 최초로 티타늄 패널로 외장된 건물이며, 콜로라도주 덴버의 프레데릭 C. 해밀턴 빌딩과 모스크바의 107m(350피트) 높이의 우주 정복자 기념비 등 건축용으로 티타늄 외장재가 사용된 다른 건물도 있습니다.
티타늄은 전통적으로 총기에 사용되는 다른 금속(강철, 스테인리스강, 알루미늄)에 비해 강도와 무게가 우수하고 금속 가공 기술의 발전으로 인해 총기 제조에 널리 사용되고 있습니다. 주요 용도로는 권총 프레임과 리볼버 실린더가 있습니다. 같은 이유로 노트북 컴퓨터의 본체(예: Apple의 PowerBook 라인)에도 티타늄이 사용됩니다.
삽이나 손전등과 같이 가볍고 부식에 강하도록 만들어진 일부 고급 도구는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 만들어지기도 합니다.

의료
정형외과 임플란트
안와 골절은 작은 티타늄 판과 나사로 골절된 뼈를 안정화하여 치료하며, 티타늄은 생체 적합성(무독성이며 신체에서 거부되지 않음)이 있기 때문에 최대 20년간 제자리를 유지할 수 있는 고관절 및 소켓(관절 교체)과 같은 수술 기구 및 임플란트를 포함한 다양한 의료 응용 분야에서 사용되며 티타늄은 종종 약 4% 알루미늄 또는 6% Al과 4% 바나듐과 합금되어 있습니다.
티타늄은 골유착이 가능한 고유한 특성을 가지고 있어 30년 이상 유지되는 치과용 임플란트에 사용할 수 있습니다. 이러한 특성은 정형외과 임플란트에도 유용하며, 티타늄의 낮은 탄성 계수(영 계수)는 이러한 장치가 치료하고자 하는 뼈의 탄성 계수와 더 가깝게 일치한다는 이점이 있습니다. 그 결과 골격 하중이 뼈와 임플란트 간에 더 고르게 분산되어 정형외과 임플란트 경계에서 발생하는 스트레스 차폐 및 보철물 주위 골절로 인한 뼈의 열화 발생률이 낮아집니다. 그러나 티타늄 합금의 강성은 여전히 뼈의 2배 이상이기 때문에 인접한 뼈는 하중을 크게 받아 열화될 수 있습니다. 티타늄은 강자성이 아니므로 티타늄 임플란트 환자는 자기 공명 영상으로 안전하게 검사할 수 있습니다(장기 임플란트에 편리함). 티타늄을 체내에 이식하기 위해 티타늄을 준비하려면 표면 원자를 제거하는 고온 플라즈마 아크에 노출시켜 즉시 산화되는 신선한 티타늄을 노출시켜야 합니다.
피어싱
티타늄은 불활성이고 매력적인 색을 낼 수 있어 바디 피어싱에 많이 사용되는 금속으로, 표면 산화막의 두께를 변화시키고 간섭 프린지를 일으키는 다양한 색상을 만들기 위해 양극 산화 처리할 수 있습니다. 그 밖에도 티타늄은 영상 유도 수술에 사용되는 수술 기구와 휠체어, 목발 및 고강도 및 경량화가 필요한 기타 제품에도 사용됩니다.
주의 사항
쐐기풀에는 최대 80ppm의 티타늄이 함유되어 있으며, 티타늄은 다량 섭취해도 무독성이며 인체 내에서 자연적인 역할을 하지 않습니다. 사람은 매일 약 0.8밀리그램의 티타늄을 섭취하지만 대부분 흡수되지 않고 배출됩니다.[29] 그러나 실리카를 함유한 조직에 생체 축적되는 경향이 있습니다. 식물의 알려지지 않은 메커니즘은 탄수화물 생산을 촉진하고 성장을 촉진하기 위해 티타늄을 사용할 수 있습니다. 이것이 대부분의 식물에 약 1ppm의 티타늄이 함유되어 있고, 식용 식물에는 약 2ppm, 말꼬리와 쐐기풀에는 최대 80ppm의 티타늄이 함유되어 있는 이유를 설명할 수 있습니다.
분말 또는 금속 부스러기 형태의 티타늄 금속은 심각한 화재 위험을 초래하며, 공기 중에 가열될 경우 폭발 위험이 있습니다. 물과 이산화탄소를 이용한 화재 진압 방법은 티타늄 연소에는 효과적이지 않으며, 대신 클래스 D 건조 분말 소화약제를 사용해야 합니다.
염소 생산 또는 취급에 티타늄을 사용할 때는 티타늄/염소 화재를 일으킬 수 있는 건조한 염소 가스에 노출되지 않는 장소에서만 티타늄을 사용하도록 주의해야 합니다. 티타늄을 습식 염소에서 사용하는 경우에도 극한의 기상 조건으로 인해 예기치 않게 건조될 수 있으므로 화재 위험이 존재합니다.
티타늄은 산화되지 않은 신선한 표면이 액체 산소와 접촉하면 불이 붙을 수 있습니다. 이러한 표면은 산화된 표면이 딱딱한 물체에 부딪히거나 기계적 변형으로 인해 균열이 생길 때 나타날 수 있습니다. 이로 인해 항공우주 산업과 같은 액체 산소 시스템에서 사용하는 데 제한이 있을 수 있습니다.