チタンの基本的性質
チタン（Ti）は、軽量かつ強靭であり、さらに優れた耐食性を持つ金属として知られています。鉄やアルミニウムと比較して比強度（強度/密度）が高く、航空宇宙・化学プラント・医療分野など多岐にわたり利用されています。
| 性質 | 数値（代表値） | 備考 |
|---|---|---|
| 原子番号 | 22 | 遷移金属 |
| 密度 | 約4.5 g/cm³ | 鉄（7.9）より軽い |
| 融点 | 約1668 ℃ | 高耐熱性 |
| 引張強さ（純チタン） | 約240–550 MPa | 合金でさらに向上 |
| ヤング率 | 約110 GPa | 鉄（210）より低い |
| 電気抵抗率 | 約42 μΩ·cm | 導電性は低い |
| 熱膨張係数 | 約8.6 × 10⁻⁶/K | 鉄やニッケルより小さい |
特徴的なのは比強度の高さと耐食性です。軽量でありながら強度を確保できるため、構造材としての有用性が非常に高い一方、加工難易度が高いという側面も持ちます。
チタンの耐食性
チタンは、海水や酸性・アルカリ性溶液、さらには強酸環境においても優れた耐食性を示します。この性質により、化学プラント、海洋構造物、発電所の復水器管、医療用インプラントなどで広く採用されています。
耐食性が発揮される主な環境
- 海水環境：塩化物イオンによる孔食に極めて強い
- 酸性環境：硝酸・有機酸に対して安定
- アルカリ環境：苛性ソーダ溶液にも耐性あり
- 酸化環境：高温酸化にも強く、酸化皮膜が安定
ただし例外的に、フッ化水素酸（HF）や高温濃硫酸などでは腐食が進行するため、使用環境には注意が必要です。
チタンが耐食性に優れている理由
チタンの耐食性は、その表面に自然形成される酸化チタン皮膜（TiO₂）に起因します。
酸化皮膜の特性
- 自己修復性
表面が損傷しても、酸素や水分に触れることで瞬時に再生します。 - 緻密さ
酸化皮膜は数ナノメートル〜数十ナノメートル程度と非常に薄いが、極めて緻密でイオンや電子の透過を阻止します。 - 化学的安定性
酸化皮膜は広いpH領域で安定しており、化学反応に巻き込まれにくい性質を持ちます。
このため、チタンは「不働態化金属」の代表例として知られています。鉄やステンレス鋼も不働態皮膜を形成しますが、チタンの皮膜はより安定かつ再生能力が高いため、長期的に優れた耐食性を維持できます。
チタン特性を機器に付与できる、カンメタエンジニアリングの防食溶射技術
カンメタエンジニアリングではチタン、ニッケル、ハステロイ、モリブデン、モネルなどの溶射材による工業機器向けの防食溶射を得意としております。
これら溶射材にて機器へ溶射を施すことによって、特定の部分に各金属が持つ特性を付与することが可能です。
製油所、石油化学プラントなどの分野における防食溶射のパイオニアとして、50年以上にわたり経験・ノウハウを培ってきました。国内ほとんどの大手製油所・石油化学会社様のプラントへの施工実績があり、これまでの施工事例は延べ一万基にも及んでいます。
お客様の状況に合わせたオーダーメイドの溶射仕様で、さらに緊急の場合は最短で即日現地対応可能も可能です。
お気軽にご相談ください。