Titaani
Käyttö

Titaanin tiheys on suhteellisen pieni, mutta sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet. Alumiinin tai tinan kanssa yhdistetyn lejeeringin voimakkuus-massa-suhde on hyvin korkea. Muita yleisiä lejeerinkimetalleja ovat rauta, vanadiini, kupari, koboltti ja mangaani. Teräksen korroosion kestävyyttä voidaan lisätä lisäämällä titaania seokseen.
Titaania käytetään moottoreissa, mutta sen tärkein käyttökohde on ilmailuteollisuudessa. Lentokoneisiin ja avaruusaluksiin käytetäänkin kaksi kolmasosaa tuotetusta titaanista. Titaania käytetään tekonivelissä sekä luunmurtumien korjaamisessa tarvittavissa levyissä ja ruuveissa. Titaania käytetään panssareissa ja muissa suojissa. Titaania käytetään myös rakennusteollisuudessa, urheiluvälineissä (golfmailat), tietokoneissa ja kelloissa. Laivateollisuus hyödyntää titaanin hyvää korroosion kestävyyttä laivojen rungoissa ja potkureissa. Petrokemian ja kemian teollisuus käyttää titaania putkistoissa ja tuotantovälineissä.
Noin 95 % kaikesta käytetystä titaanista käytetään titaanidioksidina. Titaanidioksidia käytetään maali-, muovi- ja paperiteollisuudessa. Titaanidioksidi antaa maaleille valkoisen värin ja sillä on korvattu myrkyllinen lyijykarbonaatti. Titaanidioksidia käytetään myös paperi- ja muoviteollisuudessa tekemään materiaaleista läpinäkymättömiä. Titaanidioksidi ei läpäise valoa, ja sitä käytetään myös aurinkovoiteissa ja makeisissa. Suomessa titaanioksidia valmisti  Porin titaanidioksiditehdas . Titaanisulfaattia käytetään tekstiilien kuivaamiseen.
Titaania käytetään katalyyttinä alkeenien polymeroinneissa. 1950-luvulla kehitettiin Ziegler-Nattana tunnettu menetelmä, jossa titaani toimii keskusatomina. Myöhemmin on kehitetty metalloseeneja, joiden alkeellisimmissa komplekseissa titaani on kahden syklopentadieenin välissä.
Vaikka metallinen titaani on lujuudessa teräkseen verrattavissa, sen kimmokerroin on vain noin puolet teräksen vastaavasta. Tämän vuoksi pyrittäessä samaan jäykkyyteen kuin teräsrakenteissa, joudutaan titaanin kanssa käyttämään suurempaa ainepaksuutta, jolloin menetetään osa titaanin keveyden tuomasta edusta. Koneenrakennuksessa jäykkyys on usein mitoituksessa määräävämpi ominaisuus kuin lujuus. Kun lisäksi titaanin työstäminenkin on kallista, niin käyttökohteiksi ovat tulleet vaativat sovellukset, joissa haponkestävän teräksen kemiallinen kestävyys ei riitä ja joissa vaaditaan lisäksi keveyttä.
Titaanin käyttökohteita:
Prosessiteollisuuden putkistot, lämmönvaihtimet ja venttiilit, joissa merivettä käytetään lauhdutukseen, esimerkiksi voimalaitokset ja suolanpoistolaitokset, ydinvoimaloiden putkistot, etikkahappolaitokset, klooritehtaat, paperi- ja lannoiteteollisuus
Merenalaisissa kohteissa kauko-ohjattavien laitteiden rungot ja välineet (kestävät jopa 3 000 m:n syvyyteen), seurantalaitteiden kotelot, prosessilaitteet ja työkalut, sukellusvälineiden osat
Avomeriteollisuudessa porauslauttojen ja alusten pakokaasuputkistot, jäähdytys- ja palokaluston putkistot, joissa suolapitoisuus on korkea
Puolustusteollisuudessa kuten nopeissa lentokoneissa, esimerkiksi Lockheed SR-71, ohjuksissa, sukellusveneet, torpedot, ammukset, henkilösuojaimet
Kilpa-autoissa titaanille on monia käyttökohteita, kuten jousitus ja monet moottorin liikkuvat osat; muun muassa venttiilit, kiertokanget ja männäntapit.
Keveyden ja lujuuden ansiosta sitä käytetään ilmailusovelluksissa, mutta myös kuluttajatuotteissa kuten golf-mailoissa, polkupyörissä ja kannettavissa tietokoneissa.
Kaksi kolmasosaa titaanimetallista käytetään lentokoneisiin. Yli puolet titaanidioksidista menee maaleihin.
Lääketieteellisissä sovelluksissa, esimerkiksi implanteissa, koska elimistön hylkimisreaktio titaania kohtaan on pieni. Samasta syystä sitä käytetään koruissa, esimerkiksi lävistyskorut.
Titaania on käytetty 1950-luvulta lähtien kirurgiassa murtuneiden luiden yhteen kiinnittämiseen. Polven ja lonkan tekonivelet ja myös kallonmurtuman paikkalevyt ovat titaania.
Titaania käytetään seosaineena teräksissä ja alumiineissa. Teräksessä titaania käytetään titaaninitridinä kiteiden kasvun säätämiseen, boorin suojaamiseen typeltä, sekä mikroseosaineena titaanikarbidinmuodostajana.
Titaanimetallin kierrättämisestä on tullut tärkeä titaaniraaka-aineen lähde. Jos jätteestä halutaan tehdä puhdasta titaania, sitä pitää käsitellä uudelleen poistamalla pinnalle syntyneet kuona-aineet. Käsittelemätöntäkin titaanijätettä voidaan käyttää metalliseosten valmistamiseen. Yhdysvalloissa jätteestä tuotetaan noin 40 % titaaniraaka-aineesta, Euroopassa vain noin 10–30 %.
Titaania myydään neljässä eri laatuluokassa, joissa sen puhtaus vaihtelee. Puhtausluokan 1 titaanissa on painosta enintään 0,12 % happea ja neljännessä puhtausluokassa happipitoisuus on kasvanut 0,35 prosenttiin. Luokan 1 titaani on pehmeintä ja se sopii ominaisuuksiltaan esimerkiksi syvävetoon, teräsreaktoreiden pinnoitteeksi ja sähkötekniikkaan. Puhtausluokan 2 titaani on laajimmin käytetty titaanilaatuluokka kun taas luokan 3 titaania käytetään lähes ainoastaan painesäiliöissä. Laatuluokan 4 titaani on vahvinta ja sitä käytetään esimerkiksi lentokoneteollisuudessa.
Titaanin korroosiokestävyys johtuu lujasta, ohuesta ja tiheästä oksidipinnoitteesta, joka syntyy metallin pinnalle. Oksidikerroksen paksuus riippuu siitä, kuinka pitkään titaani on altistunut hapelle. Normaalipaineessa ja huoneen lämpötilassa oksidikerros saavuttaa kahdessa tunnissa 1,7 nm paksuuden, 40 päivässä 3,5 nm paksuuden ja 4 vuodessa 25 nm paksuuden. Pelkistävissä olosuhteissa titaani ei ole yhtä korroosionkestävä. Korroosionkestävä oksidikerros tuhoutuu täysin vedettömissä olosuhteissa kuten kuivakloorissa. Titaanin korroosiokestävyyttä voidaan nostaa lisäämällä siihen jalometalleja, kuten esimerkiksi palladiumia.