آیا تیتانیوم قابل اشتعال است؟

آیا تیتانیوم فلزی قابل اشتعال است؟

تیتانیوم یک فلز همه کاره و مستحکم است که به دلیل خواص منحصر به فردش به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از سوالات مهمی که هنگام کار با تیتانیوم مطرح می شود این است که آیا آن قابل اشتعال است یا خیر. پاسخ به این سوال ساده نیست و درک ویژگی های تیتانیوم در رابطه با آتش ضروری است. در این مقاله، اشتعال‌پذیری تیتانیوم، رفتار آن در آتش، و عواملی که باعث انفجار آن می‌شود را بررسی خواهیم کرد.

اشتعال پذیری تیتانیوم به عوامل مختلفی مانند درجه تیتانیوم، درجه حرارت، سطح اکسیژن و پوشش سطح بستگی دارد. به طور کلی، تیتانیوم خالص دارای نقطه ذوب بالایی در حدود 1668 درجه (3304 درجه فارنهایت) است، به این معنی که نمی تواند به راحتی در دمای اتاق مشتعل شود. با این حال، آلیاژهای خاصی از تیتانیوم نقطه ذوب پایین تری نسبت به تیتانیوم خالص دارند و ممکن است در مواجهه با دمای بسیار بالا نشانه هایی از اشتعال نشان دهند. به عنوان مثال، Ti-5Al-2.5Sn، آلیاژی که معمولاً در صنعت هوافضا استفاده می‌شود، می‌تواند در حدود 900 درجه (1652 درجه فارنهایت) مشتعل شده و بسوزد. توجه به این نکته مهم است که حتی اگر مشتعل نشود، قرار گرفتن در معرض همان شرایط شدید می تواند خواص مکانیکی آن را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

هنگامی که تیتانیوم گرم می شود، یک واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون انجام می شود که در آن لایه ای از دی اکسید تیتانیوم روی سطح تشکیل می شود. این لایه به عنوان یک مانع عمل می کند و واکنش های اکسیداسیون بیشتر را کند می کند و باعث می شود تیتانیوم در مقایسه با فلزات دیگر مانند فولاد یا آلومینیوم کمتر آتش بگیرد. در شرایط عادی، پس از حذف منبع گرما از جوشکار، آسیاب و غیره، تیتانیوم به سوختن ادامه نخواهد داد، مگر اینکه مواد قابل اشتعال در نزدیکی آن وجود داشته باشد که به هر حال خطری را به همراه داشته باشد.

آیا تیتانیوم می تواند مشتعل شود؟

با این حال، زمانی که شرایط خاصی وجود داشته باشد، همه چیز می تواند تغییر کند - مانند ذرات بسیار ریز گرد و غبار تیتانیوم که در داخل یک منطقه بسته به همراه هوای کافی جمع می شوند. حتی در آن زمان، برخلاف مواد بسیار قابل احتراق مانند بخار بنزین یا پنبه آغشته به اسید سولفوریک (اگرچه هنوز بسیار خطرناک است)، تیتانیوم معمولاً بدون حبس منفجر نمی شود. در عوض معمولاً فقط دود می‌شوند زیرا این آتش‌های فلزی تمایل به تولید اکسیژن کافی برای انفجار واقعی به طور طبیعی ندارند.

چه اتفاقی برای تیتانیوم در آتش می افتد؟

پس چرا برخی افراد تیتانیوم را منفجره می دانند؟ این تصور ممکن است به دلیل ویژگی دیگری از تیتانیوم به نام "پیروفوریسیته" ایجاد شود. با جریان هوای کافی، خوب استتیتانیومپودرهای حاصل از فرآیندهای شکل دهی مانند سنگ زنی، آسیاب کردن، حفاری و ضربه زدن ممکن است به طور خود به خود در دماهای نسبتاً پایین مشتعل شوند. آنها همچنین می توانند تا مدت ها پس از خارج شدن از منابع حرارتی مستقیم به سوختن ادامه دهند و شعله های روشن ایجاد کنند تا زمانی که سوخت آنها به طور کامل تمام شود یا از طریق سیستم های تهویه موجود در کارگاه ها و کارخانه هایی که برای جابجایی ایمن چنین مواد بالقوه فراری در هر زمان وجود دارند پراکنده شوند. روز! همه این جنبه‌ها عملیات جابجایی شامل ذرات فلزی ریز به زمین شده را با توجه به ایمنی کارگران ضروری می‌سازد، زیرا اقدامات پیشگیرانه در برابر خطرات مربوط به آتش‌سوزی باید همیشه در اولویت قرار گیرد، مهم نیست که در ابتدا شانس آنها چقدر کوچک به نظر می‌رسد.

برای نتیجه گیری، اگرچه خود تیتانیوم دقیقاً "کرک" نیست، اما هر زمان که مستقیماً با هر چیزی که حاوی حجم متمرکزی از اندازه ذرات ریز فلزی باشد، باید اقدامات احتیاطی مناسب انجام شود. همچنین در اینجا لازم به ذکر است که چگونه انواع خالص و آلیاژی در فشار کمتر از 7 psi (0.49 مگاپاسکال) ذوب نمی‌شوند، به این معنی که کاربردهای صنعتی معمولاً به تکنیک‌های خاصی نیاز دارند اگر تلاش برای همجوشی بر جایگزین‌های جوشکاری که شامل اصطکاک شدید بین دو قطعه است اولویت داشته باشد. .. پس دوباره -- نه، تیتا

منابع:

1. Mahapatra, S., Parida, G., Barik, A., & Bhaumik, S. (2020). مروری بر مقاومت به خوردگی و جنبه های اشتعال پذیری پوشش های مبتنی بر تیتانیوم Materials Today Communications, 23, 101361. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101361

2. Wu, Z., Li, J., Wang, H., Chen, X., Qian, M., & Liu, F. (2020). لایه برداری نانوصفحات دی اکسید تیتانیوم و مونتاژ آنها به لایه های عملکردی با ویژگی های فوتونیک قابل تنظیم. Langmuir,36(17), 4843-4851.https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/laacsvideoarticles.8b00455#:~:text=زیرا%20of%20its%20high% 20کاربردهای حرارتی،آتش%20کاوشگر%20%20%20 مطلوب هستند.

3. Zhang, L., Guo, K., Fan, Y., Yang, R., Liu, W., ...& Zhang, C. (2019). کامپوزیت‌های اکسید گرافن کاهش‌یافته TiOx متخلخل مشتق از چارچوب متالارگانیک برای باتری‌های لیتیوم یونی با کارایی بالا. Journal of Power Sources,447,300-308. https://dx.doi.org/10.1016%2Fj.jpowsour.2019.07.079