https://en.wikipedia.org/wiki/Tytanowy_pierścień

Pierścionki tytanowe to pierścionki lub obrączki jubilerskie wykonane głównie z tytanu. Rzeczywisty skład tytanu może się różnić, np. „czysty handlowo” (99,2% tytanu) lub „klasy lotniczej” (głównie 90% tytanu, 6% aluminium, 4% wanadu), a pierścienie tytanowe są często wytwarzane w połączeniu z innymi materiałów, takich jak kamienie szlachetne i tradycyjne metale jubilerskie.

Historia

Tytan został odkryty w Kornwalii w Anglii w 1791 roku przez Williama Gregora. Mniej więcej w tym samym czasie odkrył go także węgierski mineralog Franz-Joseph Müller von Reichenstein, a później w 1795 roku niemiecki chemik Martin Heinrich Klaproth – który nadał tytanowi nazwę, nawiązującą do Tytanów z mitologii greckiej.[2]

Jednak dopiero po 1932 roku możliwe stało się komercyjne wykorzystanie tytanu dzięki metodom ustalonym przez Williama Justina Krolla. Kroll opracował sposoby redukcji czterochlorku tytanu (TiCl4) do postaci metalicznej.[3] Jego proces jest nadal stosowany w przypadku tytanu produkowanego na skalę przemysłową.[4]

Koszt pierścieni tytanowych może być bardzo wysoki. Dzieje się tak rzekomo dlatego, że proces wydobywania tytanu z różnych rud jest pracochłonny i kosztowny.[2] Chociaż jest rzeczywiście drogi jako materiał konstrukcyjny, jest znacznie tańszy niż zwykłe metale szlachetne stosowane przez jubilerów, nawet srebro. Na początku 2014 r. żadna cena czystego tytanu ani jego powszechnie dostępnych na rynku stopów nie przekraczała 10 dolarów amerykańskich za funt. Proces obróbki pierścieni tytanowych jest kosztowny i konieczny, ponieważ wytworzenie metalu poprzez walcowanie lub lutowanie jest prawie niemożliwe, tak jak powstaje srebro, złoto, a nawet platyna.

Nie wiadomo, kto jako pierwszy wykonał z tytanu pierścionek lub inną biżuterię. Tytanowa obrączka ślubna została wykorzystana jako drobny wątek fabularny w filmie science fiction i powieści Otchłań z 1989 roku . Tytan zaczął pojawiać się na wolnym rynku mniej więcej w latach 90-tych. Od 2000 r. dostępność pierścionków tytanowych wzrosła na dużą skalę, a większość internetowych i stacjonarnych sklepów jubilerskich prawdopodobnie ma w swoim asortymencie pierścionki z tytanu. Wiele sklepów specjalizuje się obecnie wyłącznie w projektowaniu i sprzedaży pierścieni tytanowych.[5]

Budowa

Pierścienie tytanowe są zbudowane z litych prętów, rurek lub arkuszy tytanu, które są przycinane do pożądanego kształtu i rozmiaru pierścienia. Metal można obrabiać przy użyciu tego samego sprzętu i tych samych procesów inżynieryjnych, co stal nierdzewną. Zwykłe techniki wytwarzania biżuterii, polegające na walcowaniu i lutowaniu, nie są praktyczne w przypadku tytanu, chociaż można je wytwarzać poprzez spawanie w atmosferze obojętnej, na przykład za pomocą spawarki laserowej.

Właściwości

Tytan stał się popularny jako materiał jubilerski ze względu na jego różne unikalne właściwości. Tytan jest biokompatybilny (często nazywany hipoalergicznym), czyli nietoksyczny dla organizmu człowieka. Podobnie pierścionki tytanowe nie będą reagować z osobami noszącymi alergie na inne materiały jubilerskie.[2]

Jest wysoce odporny na większość przyczyn korozji, w tym wodę morską, wodę królewską, chlor (w wodzie) i niektóre kwasy. Jest jednak rozpuszczalny w stężonych kwasach.[7] Pierścionki tytanowe są zatem praktyczną biżuterią dla osób regularnie pływających w oceanie lub chlorowanych basenach. Kontrastuje to z niektórymi tradycyjnymi materiałami jubilerskimi, takimi jak srebro, mosiądz i brąz, które są podatne na matowienie lub inne uszkodzenia.

Pierścienie tytanowe mają na ogół wyższą odporność na zmęczenie i stosunek wytrzymałości do masy niż większość innych metali.[1]

Pierścienie tytanowe są trudne, ale można je zmienić. Wysokość obniżek i podwyżek jest ograniczona.

Tylko nieco trudniej je odciąć w sytuacji awaryjnej niż złote pierścionki; tytan jest porównywalny ze stalą pod względem odporności na przepiłowanie.[8]

Anodowanie

Anodowanie pierścieni tytanowych to proces, podczas którego na powierzchni tytanu w procesie elektrolitycznym tworzy się warstwa tlenku w celu uzyskania koloru. W przypadku pierścieni tytanowych proces ten przeprowadza się po obróbce mechanicznej, aby nadać im odpowiedni kształt.[9] Utlenianie zmienia zwykły kolor tytanu (zazwyczaj srebrny, w zależności od składu i obróbki) i zwiększa odporność na korozję. Proces anodowania jest niezwykle prosty w przeprowadzeniu: element zanurza się w elektrolicie, powszechnie używa się coli i przykłada napięcie stałe o wartości około 100 woltów. Napięcie kontroluje grubość, a tym samym kolor anodyzacji.[10]

Kolory możliwe do uzyskania poprzez anodowanie tytanu.

Do barwienia anodowanego tytanu nie są konieczne barwniki. Kolor pierścienia tytanowego zależy od grubości powłoki tlenkowej, która jest określana przez napięcie anodowania. Zdjęcie po lewej stronie pokazuje zakres widma kolorów, który można uzyskać poprzez anodowanie. Kolory, które są po prostu różnymi długościami fal światła, powstają w wyniku konstruktywnej interferencji pomiędzy światłem odbitym od powierzchni warstwy tlenku i światłem odbitym od powierzchni metalu poniżej.

Kompozycje tytanowe

Tytan można łączyć z wieloma innymi metalami w celu polepszenia lub zmiany właściwości tytanu. Najpopularniejszymi stopami tytanu są aluminium, wanad, żelazo, molibden i miedź.[11] Każdy z nich zmienia właściwości tytanu w różnych celach – na przykład miedź może służyć do utwardzania tytanu.

Wkładki

Wkładki powstają w wyniku połączenia dwóch lub więcej metali w jeden pierścień. Nie należy go mylić z tworzeniem stopów. Proces inkrustowania polega na kruszeniu metali w kanały, które następnie są zatrzymywane pod ciśnieniem. W przypadku pierścionka zwykle powoduje to, że metale znajdują się obok siebie na powierzchni – na przykład pasek złota biegnący przez środek tytanowego pierścionka.

Celem wkładów jest umożliwienie widocznego rozróżnienia różnych metali w tytanowym pierścieniu.