軽く・強く、エンジンの部品から骨の代わりまで様々な分野で活躍する不思議な金属チタン。
そんなチタンの特徴などを色々な角度から紹介します

チタンとは

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チタンとはどんな金属?

◆フシギな金属「チタン」

チタン(チタニウム)
原子番号:22
元素記号:Ti
比重:4.51
融点:1668度(摂氏)

■チタンは錆びない、アレルギーがないなどとよく聞きます。
んー・・・、半分だけ正解です。
実はチタンは錆びだらけ^^;
錆びたチタン=酸化チタンなわけですが、チタンは大気中の酸素と物凄く結びつきやすく、 削った瞬間に酸化皮膜が形成され、その皮膜が物凄く強固なのでそれ以上錆び(酸化)が進まないので、 一般的に錆びないと言われるんですね。
その強固な皮膜に守られたチタンは塩酸や硫酸にはごくごく微量溶けるものの、 硝酸やクエン酸、酢酸、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)、塩素(湿式ガス)などの 強酸・腐食性物質に耐性が強く、海水や汗(塩化ナトリウム)に対しても白金(プラチナ)をも 凌ぐ非イオン化特性(溶けないってこと)を持っています。
化学工場の配管やタンクなどに使われるのも納得ですね♪

通常の使用範囲ではチタンは物凄く安定した物質である事がお分かりいただけましたでしょうか。

■では次に金属アレルギーについてお話します。
純チタンの化学成分
・純チタンJIS1種
  水素0.013% 酸素0.15% 窒素0.05% 鉄0.20% チタン99.587%
・純チタンJIS2種
  水素0.013% 酸素0.20% 窒素0.05% 鉄0.25% チタン99.487%
・純チタンJIS3種
  水素0.013% 酸素0.30% 窒素0.07% 鉄0.30% チタン99.317%
・純チタンJIS4種
  水素0.013% 酸素0.40% 窒素0.07% 鉄0.50% チタン99.017%
(当方が扱ってる製品はJIS1種とJIS2種です♪)

このように純チタンといっても日本で扱っているチタンは100%チタンではなく、 日本工業規格(JIS)によって品質が決められています。
よくチタン100%とか99.99%と謳ってアクセサリーなどを紹介しているところがありますが、 個人的には「ホンマかいな?」と思います。
世の中に100%の物質なんて存在しないわけなんですが・・・。
話を戻しましょう。
純チタンの化学成分では、
非金属元素の水素・酸素・窒素
金属元素の鉄・チタンから成り立っています。
金属アレルギーは金属イオン(溶けた金属)が体内に入り込み、 人体の免疫システムが「コイツは敵だ!」と作用することなのですが、 金属は金属でも溶け出さない金属なら問題ないのです。
そこが塩水(汗)に強いチタンが注目プされ始めた理由なんですね。
とはいえ、プラチナもチタンも100%ではありませんので 残りの0.数%の金属でアレルギー反応を起こす方も居られます。
純チタンの不純物金属は鉄分なのですが、鉄分は人体の必須元素なので アレルギー反応を起こす可能性はごくごく稀でしょう。
それでもゼロではないことは確かです。
あまり強く言えませんが「蒸れの発疹」とアレルギーを勘違いされる方も結構いらっしゃるので、 心配な方は本当に金属アレルギーなのかパッチテストされることをお勧めします。
いずれにせよ金属を身に着けてる以上、
「金属アレルギーを起こさない」
という断定的な表現は妥当ではないと思います。

■チタンの埋蔵量は鉄や銅のように多いと言われています。
まさに無尽蔵!
(エコブームなのであまり大きな声ではいえませんが^^;)
そんなに量が多いのになぜチタン製品は「高い」のでしょう。

理由の一つは生産量です。
酸素と物凄く反応しやすく、鉄よりも融点が高いため、 真空装置や不活性ガスで充填した大型装置が必要になります。
その上、何工程も加工・精製を繰り返します。
当然、大手製鋼会社しか生産できないので、 出し渋りなどされるとみるみる単価が上がってしまいます。

もう一つは加工の難しさです。
「ねばっこい」金属、そして熱の伝導率が低いので、工具に熱が溜まりやすく損傷しやすいのと 切り屑が燃えてしまう点です・・・。

熱伝導率と工具の寿命、切削油の選定、設備問題etc
色々難題が多いですが、最近ではだんだんとチタンの名前が知れ渡り、 加工にチャレンジする業者も増えてきたので随分と手に入れやすくなりました。
が、まだまだ高いのは否めません^^;
もっともっと鉄のように身の回りに使われるようになれば安くなるんですけどねぇ・・・。

■ということで身の回りのチタン製品について♪
万能選手のようなチタンですが、実は使い道があんまり無いのです。
使い道というより、わざわざチタンにするメリットがない、という表現が正しいでしょうか。
身の回りの金属製品を思い浮かべてみましょう。
まずクルマについては、
「オールチタンボディ」なんて響きはいいですね^^
「チタンエンジン」ってのも男心をくすぐられます。
でも実際、チタンボディはコストがかかりすぎますし、チタンエンジンなんて使い物にならないんです。
チタンはねばっこい金属。
激しく擦れ合うと溶着してしまいます。
これでは高温高圧で激しく擦れ合うピストンやシリンダーには使えません。
コンロッドやジェットエンジンやターボチャージャーのタービンなど、
高温に晒され、軽くて強度が必要な場所にこそチタンが実力を発揮するんですね。
ステンレスの代わりに台所やお風呂をチタンにしてもオーバースペックですしね^^;
(個人的にはチタンのお風呂、入ってみたいですけど♪)

有効というか、価格が下がれば合理的なのが船関連でしょうか。
錆びないから塗装しなくてもOK(厳密に言うとフジツボ問題とかあるのですが)だったり いつまでもきれいな外観が保てるのは値打ちがあると思います。 きれいな外観といえば屋根材にもピッタリですね。
野球ドームの屋根や由緒正しいお寺の瓦にもチタンが使われてるようです。
そりゃ、瓦なんかと比べたら物凄く軽量化&耐用年数アップですから!

よく、「腕時計のベルトやメガネ、ゴルフヘッドなど」といいますが、「など」の部分がまだまだ未知数なチタン製品。

硬さと柔らかさの不思議な感触
渋い銀色の見た目からは意外なほどの軽さ
可能性と将来性と「ワクワク感」いっぱいのチタン製品を 是非手にとってみてくださいね(^-^)

チタンに関してのご質問などできる限りお答えします♪