Titanium, ký hiệu Ti, có số hiệu nguyên tử 22 và nằm ở nhóm 4, chu kỳ 4. Nguyên tử có cấu hình electron [Ar]3d24s2.
Titanium, ký hiệu Ti, có số hiệu nguyên tử 22 và nằm ở nhóm 4, chu kỳ 4. Nguyên tử có cấu hình electron [Ar]3d24s2. Nguyên tố thường được nhắc đến trong hàng không, thiết bị làm việc với môi trường ăn mòn và vật liệu cấy ghép. Tuy nhiên, một phần quan trọng các ứng dụng liên quan titanium lại sử dụng hợp chất TiO2, không phải kim loại màu bạc quen thuộc.
Khối lượng riêng của titanium nhỏ hơn nhiều loại thép, tạo thuận lợi cho những kết cấu cần giảm khối lượng. Trong kỹ thuật, so sánh thường phải xét độ bền riêng, tức khả năng chịu tải trong tương quan với khối lượng. Một nhận xét như titanium mạnh hơn thép là thiếu điều kiện, bởi thép và hợp kim titanium đều gồm nhiều cấp vật liệu có thông số khác nhau.
Độ cứng, độ bền kéo, độ dai và khả năng chịu mỏi cũng không phải cùng một tính chất. Một chi tiết có thể đáp ứng tốt tải tĩnh nhưng không phù hợp với tải lặp hoặc nhiệt độ khác. Việc chọn titanium cần bắt đầu từ yêu cầu làm việc cụ thể, sau đó mới đối chiếu thành phần hợp kim và trạng thái chế tạo.
Nhiều bề mặt titanium tạo lớp oxide mỏng và bám chặt trong môi trường thích hợp. Lớp này cản trở phản ứng tiếp tục ở nền kim loại, góp phần tạo khả năng chống ăn mòn. Đây là ví dụ cho thấy tính hoạt động hóa học của nguyên tố và tốc độ ăn mòn của một bề mặt thực tế không thể được đồng nhất.
Khả năng bảo vệ phụ thuộc thành phần môi trường, nhiệt độ và trạng thái bề mặt. Vì thế, không nên coi titanium là vật liệu miễn nhiễm với mọi dạng ăn mòn. Trong thiết kế thiết bị hóa chất, dữ liệu tương thích của đúng dung dịch và điều kiện vận hành quan trọng hơn một nhãn mô tả chung là kim loại bền.
Titanium dioxide có những dạng tinh thể như rutile và anatase. Trong vai trò chất màu, khả năng tương tác với ánh sáng của các hạt thích hợp giúp tạo độ trắng và độ che phủ. Tính năng này không phải màu vốn có của kim loại titanium, mà liên quan cấu trúc điện tử và cách ánh sáng tán xạ trong một hệ hạt phân tán.
Kích thước hạt, dạng tinh thể và xử lý bề mặt có thể thay đổi hiệu quả của sản phẩm. Một loại TiO2 dùng làm chất màu không tự động có cùng đặc tính với vật liệu được thiết kế cho quang xúc tác. Dù cùng công thức, những yêu cầu về hoạt tính bề mặt và độ bền trong môi trường sử dụng có thể khác nhau.
Rutile và ilmenite là các nguồn nguyên liệu chứa titanium quan trọng. Một con đường sản xuất kim loại thương mại sử dụng titanium tetrachloride và magnesium làm chất khử trong điều kiện được kiểm soát. Việc phải chuyển hóa qua những chất trung gian cho thấy độ phổ biến của nguyên tố trong khoáng không quyết định trực tiếp mức độ dễ sản xuất kim loại tinh khiết.
Trong vật liệu titanium, những nguyên tố xen kẽ và tạp chất có thể ảnh hưởng mạnh tính cơ học. Do đó, mục tiêu tinh chế không chỉ là làm mẫu có màu sáng hoặc loại hết cặn nhìn thấy. Kiểm soát thành phần ở mức phân tích là một phần của việc tạo ra cấp vật liệu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
Titanium và một số hợp kim được dùng trong các thiết bị cấy ghép phù hợp. Khả năng làm việc trong cơ thể liên quan bề mặt, cấu trúc thiết kế và tương tác với mô, không chỉ sự có mặt của nguyên tố Ti. Một vật liệu công nghiệp bất kỳ không trở thành vật liệu y sinh chỉ vì được gọi là titanium.
Tương tự, an toàn của một sản phẩm chứa TiO2 cần được đánh giá theo dạng hạt, đường tiếp xúc và ứng dụng cụ thể. Việc phân biệt kim loại, hợp kim và oxide giúp thảo luận chính xác hơn, thay vì chuyển một nhận định thuận lợi của vật liệu này sang mọi chất chứa cùng nguyên tố.
