티타늄의 특징에 대해서 궁금합니다.
티타늄의 특징에 대해서 궁금합니다.
회사에서 티타늄을 가공하고 있는데요.
얇게 가공해서인지 찌꺼기들이 물에 뜨더라구요.
얇다고해서 원래 뜨나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
티타늄은 정말 매력적인 소재입니다. 티타늄의 주요 특징은 다음과 같습니다.
뛰어난 강도 대비 낮은 밀도 : 티타늄은 철강만큼 강하면서도 무게는 약 60% 밖에 되지 않아 매우 가볍습니다. 이 때문에 항공우주, 의료, 스포츠 장비 등 경량화와 강도가 동시에 요구되는 분야에서 각광받습니다.
탁월한 내식성 : 산소와 빠르게 결합하여 표면에 매우 안정적인 산화막(TiO2)을 형성하기 때문에 바닷물, 염소 등 대부분의 부식 환경에 강합니다.
생체 적합성 : 인체내에 삽입되어도 거부 반응을 일으키지 않아 의료용 임플란트(인공뼈, 치과 임플란트)에 널리 사용됩니다.
가공의 어려움 : 티타늄은 열전도율이 낮아 가공시 발생하는 열이 잘 분산되지 않고 공구에 집중됩니다. 이 때문에 공구 수명이 짧아지고 가공이 까다롭습니다.
찌꺼기가 물에 뜨는 현상에 대해 티타늄 자체의 밀도는 물보다 훨씬 무겁기 때문에 (약4.5g/㎤)고체 상태의 티타늄은 물에 가라앉습니다. 그러나 얇게 가공된 찌꺼기(칩)가 물에 뜨는 현상은 다음과 같은 이유 때문일수있습니다.
공기 포집 : 얇은 칩들은 불규칙한 형태나 미세한 구조를 가지기 때문에 물에 떨어질때 미세한 공기 방울을 많이 가둘수있습니다.
표면 장력 : 매우 얇고 가벼운 칩의 경우, 물의 표면 장력에 의해 지지되어 떠 있을수도있습니다.
냉각수 잔류물 : 가공시 사용된 냉각수가 칩 표면에 코팅되어 밀도나 표면 특성에 영향을 주어 부유를 유발할수도있습니다.
안녕하세요.
티타늄을 얇게 가공하면서 생긴 스크랩들은 모두 중량이 작기 때문에 모두 상대적으로 비중이 1 이상이 되어 물에 뜨게 되는 특징이 있습니다. 물론 얇다고 무조건 뜨는 것은 아니지만 대부분이 중량 대비 비중이 물보다 높아짐에 따라 뜨게 되긴 합니다.
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.
물질이 물에 뜨는지 가라앉는지 여부는 물의 밀도에 대한 밀도에 따라 달라집니다. 밀도는 물질의 주어진 부피에 얼마나 많은 질량이 포함되어 있는지를 측정 한 것입니다. 물질의 밀도가 물의 밀도(섭씨 4도에서 입방센티미터당 1g)보다 작으면 물에 뜰 것입니다. 더 크면 가라 앉을 것입니다.
티타늄 자체는 입방센티미터당 밀도가 약 4.5g인 밀도가 높은 금속입니다. 고체 형태의 티타늄은 밀도가 물의 밀도보다 크기 때문에 물에 가라앉습니다.
그러나 티타늄을 얇은 포일이나 분말 등 얇은 형태로 가공할 경우 밀도가 변할 수 있습니다. 예를 들어, 가공에 다공성 구조를 생성하거나 기공을 통합하는 경우 재료의 전체 밀도가 감소할 수 있습니다. 이러한 경우 가공된 티타늄은 물보다 밀도가 낮아져 부유하는 능력을 갖게 됩니다.
따라서 고체 티타늄은 밀도로 인해 물에 가라앉지만, 얇거나 가공된 형태의 티타늄은 특정 특성과 밀도에 따라 실제로 물에 뜰 수 있습니다.
답변이 도움이 되길 바랍니다.
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.
티타늄은 밀도가 약 4.5g/cm3로 철이나 알루미늄에 비해 중간 정도의 밀도를 가지고 있습니다. 하지만 물의 밀도보다는 여전히 높기때문에 그냥 작은 티타늄 조각이라면 물에 가라앉게 되는데요.
그런데 티타늄을 기계로 가공할 때는 아주 작고 얇은 티타늄 칩이나 분말이 생성됩니다. 이렇게 미세하고 박막 형태가 되면 상대적으로 표면적이 커져 공기에 의한 부력이 작용하게 됩니다. 결과적으로 작은 티타늄 가공 부스러기들의 밀도가 물보다 낮아지게 되어 물 위에 뜨게 되는 것입니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
티타늄이 얇게 가공되어서 찌꺼기가 생겨도 물에 뜨는 것은 정상적인 현상입니다. 이는 티타늄의 경량성과 밀도 때문에 발생하는 현상으로, 티타늄의 특성 중 하나로 알려져 있습니다
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
티타늄은 알루미늄과 철 그 사이의 밀도를 가지고있어 가벼운 금속 중 하나입니다.찌꺼기들은 주로 산화또는 탄화물이거나 너무얇아 표면장력에의해 물위로 떠오르는 것일 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
티타늄은 가볍고 강하며 내식성이 뛰어난 특징을 가진 금속입니다. 비중은 철의 절반 정도이지만 철과 유사한 강도를 가지고 있으며, 해수나 산성 용액에도 잘 녹지 않습니다. 티타늄의 밀도는 물보다 높지만 얇게 가공되면 체적 대비 질량이 감소하여 물에 뜰수있습니다
