Küresel Titanyum Endüstrisinin Tarihçesi (Bölüm 1): Keşiften Dört Ülke Arasındaki Rekabete Kadar, Bu Metal Endüstrinin Görünümünü Nasıl Bozdu?
İnsanlar metalleri düşündüğünde akıllarına çeliğin gücü, altının lüksü veya alüminyumun düşük yoğunluğu gelebilir. Ancak yoğunluğu çelikten %40 daha düşük olmasına rağmen mukavemeti alüminyum alaşımlarından çok daha yüksek olan bir metal vardır. Uçak motorlarının aşırı sıcaklıklarına dayanabilir, derin-deniz ortamlarında korozyona karşı direnç gösterebilir ve hatta biyouyumlu bir implant malzemesi olarak da hizmet verebilir-bu titanyumdur (Ti). Keşfedilmesinden bu yana, iki yüzyıldan fazla süren keşiflerin ardından titanyum, nadir bir elementten küresel endüstriyel manzarayı şekillendiren temel bir malzemeye dönüştü ve bugün ABD, Çin, Rusya ve Japonya arasında bir "titanyum kaynak savaşına" dönüştü.
1.Yüzyıl-Uzun Yolculuk: Cevherden Yüksek-Saflıkta Titanyuma, İnsanlığın 119 Yıllık Keşifleri
Titanyumun keşfi şans eseri bir mineral araştırmasından kaynaklandı. 1791 yılında, İngiliz bir din adamı ve mineralog olan Rahip William Gregor, ilk olarak İngiltere'nin Cornwall kentindeki siyah manyetit yataklarında titanyum- içeren bir mineral tespit etti. Ancak o zamanlar görünüşte sıradan olan bu cevherin, gelecekte sanayide devrim yaratacak önemli bir unsur içerdiğini öngörmemişti.
Beş yıl sonra, Prusyalı analitik kimyager Martin Heinrich Klaproth, Macaristan'daki rutil cevherini analiz ederken bağımsız olarak elementi yeniden keşfetti. "Güçlü özelliklerini" vurgulamak için ona, Yunan mitolojisindeki gök ve yer tanrılarının torunları olan Titanlardan esinlenerek "Titanyum" adını verdi ve element sembolünü "Ti" olarak belirledi ve böylece titanyumun adı ortaya çıktı.
Ancak elementi keşfetmek yalnızca başlangıçtı; Titanyumun cevherden rafine edilerek kullanılabilir bir metalik elemente dönüştürülmesinin zorluğu beklentilerin çok ötesine geçti. 1887'de İsveçli kimyagerler Lars Fredrik Nilson ve Sven Otto Pettersson, titanyum tetraklorürü sodyumla indirgeyerek "sodyum termal indirgeme yöntemi"ne öncülük ederek %95 saflıkta metalik titanyumu başarıyla ürettiler. 1910 yılına kadar Amerikalı kimyager Matthew A. Hunter süreci daha da optimize ederek ilk kez %99,9 saflıkta titanyum elde etti; bu yönteme "Hunter süreci" adı verildi.
1791'de titanyum{0}}içeren minerallerin keşfinden 1910'da yüksek-saflıkta elementel titanyumun üretilmesine kadar bu süreç insanlığın tam 119 yılını aldı. Ancak o zamanlar titanyum laboratuvarda hâlâ "nadir bulunan bir üründü" ve başka bir önemli teknolojinin ortaya çıkmasına kadar titanyumla büyük-ölçekli endüstriyel üretim-arasında hâlâ aşılamaz bir uçurum vardı.
2. Sanayileşmede Atılım: Klauer Süreci Başlıyor ve Titanyum Endüstrisi Nihayet "Havaya Çıkıyor"
1932'de Lüksemburglu bilim adamı William Justin Kroll yenilikçi bir fikir önerdi: titanyum tetraklorürün işlenmesinde indirgeyici madde olarak sodyum yerine magnezyum kullanmak. Sekiz yıllık araştırmadan sonra, bu yöntemi saf titanyumu rafine etmek için başarıyla kullandı ve böylece "Kroll sürecini" (magnezyum indirgeme süreci) oluşturdu. Bu teknolojik yenilik, titanyumun endüstriyel üretimi için bir "ana arter" açmak gibiydi-Hunt süreciyle karşılaştırıldığında, Kroll süreci yalnızca maliyetleri önemli ölçüde azaltmakla kalmadı, aynı zamanda üretim verimliliğini de önemli ölçüde artırdı ve hızla sünger titanyum (titanyum endüstrisinin temel temel hammaddesi) üretiminde ana akım teknoloji haline geldi.
Titanyumun büyük-ölçekli endüstriyel uygulamasını gerçekten gerçekleştiren şirket, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki DuPont'tu. 1948 yılında DuPont, küresel titanyum endüstrisinin "başlangıcı" olarak kabul edilen bir dönüm noktası olan Krauer sürecini kullanarak başarıyla 2 ton sünger titanyum üretti. O zamandan bu yana titanyum, yavaş yavaş laboratuvarlardaki "niş bir varoluştan" geniş bir endüstriyel uygulama yelpazesine geçti.
Titanyum endüstrisinin gelişimini hızlandıran "booster", İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra havacılık sektöründe acil ihtiyaç haline geldi. O zamanlar jet motorlarının ve süpersonik uçakların gelişimi kritik bir aşamaya girmişti ve geleneksel malzemeler ciddi zorluklarla karşı karşıyaydı: Alüminyum alaşımları yüksek sıcaklıklarda deformasyona yatkınken, çelik bu gereksinimleri karşılayamayacak kadar ağırdı. "Yüksek özgül mukavemeti" (hafiflik ve yüksek mukavemeti birleştiren) ve mükemmel yüksek-sıcaklık direnciyle titanyum alaşımları, havacılık sektörünün katı gerekliliklerini mükemmel bir şekilde karşılıyordu. ABD Savunma Bakanlığı, özellikle de Hava Kuvvetleri, titanyum endüstrisinin ilk ve en güçlü "destekleyicisi" haline geldi ve doğrudan titanyum üretiminde patlayıcı bir büyümeye yol açtı.
