Schmuck: Titan [?]

Titan ist mit das robusteste Metall, das für die Herstellung von Schmuckanhängern verwendet werden kann. Zudem ist Titan für alle Allergiker geeignet. Aus diesen Gründen sind besonders Titan-Ringe sehr beliebt und werden häufig als Eheringe und Trauringe verwendet.

 

Geschichte

Titan

Titan ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es hat eine geringe Dichte und ist ein starkes, glänzendes, korrosionsbeständiges (einschließlich Meerwasser, Königswasser und Chlor) Übergangsmetall mit einer silbernen Farbe.

Titan wurde in Cornwall, Großbritannien, von William Gregor im Jahre 1791 entdeckt und benannt von Martin Heinrich Klaproth nach den Titanen der griechischen Mythologie. Das Element tritt zusammen mit einigen Mineralvorkommen auf, hauptsächlich Rutil und Ilmenit, die weitum in der Erdkruste und Lithosphäre verteilt sind, und kann auch in fast allen Lebewesen, Felsen, Gewässer und Böden gefunden werden.[1] Das Metall wird aus seinen wichtigsten Erzen durch den Kroll-Prozess[2] oder dem Hunter-Verfahren extrahiert. Seine häufigste Verbindung, Titandioxid, ist ein populärer Photokatalysator und wird bei der Herstellung von Weißpigmenten verwendet.[3] Andere Verbindungen sind unter anderem Titantetrachlorid (TiCl4), eine Komponente der Nebelsätze und Katalysatoren; und Titantrichlorid (TiCl3), das als Katalysator bei der Herstellung von Polypropylen verwendet wird.[1]

Titan kann mit Eisen, Aluminium, Vanadium, Molybdän und anderen Elementen legiert werden, um starke Leichtbau-Legierungen für die Luft- und Raumfahrt (Triebwerke, Raketen und Raumfahrzeuge), militärische, industrielle Verfahren (Chemikalien und Petrochemikalien, Entsalzungsanlagen, Zellstoff und Papier), Automobil, Agrar- und Ernährungswirtschaft, medizinische Prothesen, orthopädische Implantate, Zahn- und endodontische Instrumente und Feilen, Zahnimplantate, Sportartikel, Schmuck, Mobiltelefone und andere Verwendungen herzustellen.[1]

Die beiden nützlichsten Eigenschaften des Metalls sind seine Korrosionsbeständigkeit und das höchste Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis jeglichen Metalls.[4] In seinem nicht-legiertem Zustand ist Titan so stark wie einige Stähle, aber um 45% leichter[5]. Es gibt zwei allotropische Formen[6] und fünf natürlich-vorkommende Isotope dieses Elements, 46Ti durch 50Ti, wobei 48Ti das häufigste ist (73,8%). Die Titan-Eigenschaften sind chemisch und physikalisch ähnlich dem Zirkonium, da beide die gleiche Anzahl der Valenzelektronen haben und aus der gleichen Gruppe des Periodensystems sind.

 

Eigenschaften

Das metallische Element Titan wird für sein hohes Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis geschätzt.[6] Es ist ein starkes Metall mit niedriger Dichte, die sehr dehnbar (insbesondere in einer sauerstofffreien Umgebung)[1], glänzend und metallisch-weiß in der Farbe ist[7]. Der relativ hohe Schmelzpunkt (mehr als 1.650°C oder 3.000°F) macht es als Refraktärmetall nutzbar. Es ist paramagnetisch und hat eine relativ geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit.[1]

Kommerzielle (99,2% rein) Arten von Titan haben eine ultimative Zugfestigkeit von etwa 63.000 psi (434 MPa), gleich wie die üblicher, minderwertiger Stahllegierungen, sind aber um 45% leichter. Titan ist um 60% dichter als Aluminium, aber mehr als doppelt so stark wie die am häufigsten verwendete 6061-T6 Aluminium-Legierung[5]. Bestimmte Titanlegierungen (zB. Beta C) erreichen eine Reißfestigkeit von mehr als 200.000 psi (1.400 MPa).[8] Allerdings verliert Titan an Festigkeit, wenn es über 430°C (806°F) erhitzt wird.[9]

Titan ist ziemlich hart (wenn auch nicht so hart wie einige Arten von hitzebehandeltem Stahl), nicht-magnetisch und ein schlechter Wärme- und Stromleiter. Seine Bearbeitung bedarf Vorsichtsmaßnahmen, da das Material weich und rissig wird, wenn keine scharfen Werkzeuge und ein ordnungsgemäßes Kühlungsverfahren verwendet werden. Wie bei Stahl, haben Titan-Strukturen eine Benutzungsdauer, die die Langlebigkeit bei einigen Anwendungen garantiert.[7] Titanlegierungen haben eine niedrigere spezifische Steifigkeit als viele andere Baumaterialien, wie Aluminiumlegierungen und Kohlefaser.

Das Metall ist ein dimorpher Allotrop, deren hexagonale Alpha-Form sich in eine kubisch-raumzentrierte (Gitter) β-Form bei 882°C (1.620°F) ändert.[9] Die spezifische Hitze der Alpha-Form erhöht sich dramatisch, da es zu dieser Übergangs-Temperatur erhitzt wird, aber dann abfällt und ziemlich konstant in der β-Form bleibt, unabhängig von der Temperatur.[9] Ähnlich wie Zirkonium und Hafnium existiert eine zusätzliche Omega-Phase, welche thermodynamisch stabil bei hohem Druck ist, aber bei Umgebungsdruck metastabil wird. Diese Phase ist in der Regel hexagonal (ideal) oder trigonal (verzerrt) und kann als eine Folge eines weichen akustischen Phonon der β-Phase betrachtet werden, das einen Zusammenbruch der Ebenen von Atomen verursacht.[10]

 

Schmuck

Aufgrund seiner Haltbarkeit wurde Titan immer beliebter beim Designer-Schmuck (ganz besonders Titan-Ringe).[11] Seine Trägheit macht es zu einer guten Wahl für Allergiker oder für diejenigen, die das Schmuckstück in Umgebungen wie Schwimmbädern tragen. Titan wird auch mit Gold legiert, um eine Legierung zu produzieren, die als 24-karätiges Gold vermarktet werden kann, da die 1% des legiertem Titan nicht für eine Angabe ausreichen. Die resultierende Legierung hat etwa die Härte von 14-karätigem Gold und ist somit haltbarer, als ein reiner 24-karätiger Goldartikel es wäre.[12] Die Trägheit und Fähigkeit, attraktiv gefärbt zu werden, machen Titan zu einem beliebten Piercing-Metall. Titan kann eloxiert werden, um verschiedene Farben zu erhalten, die die Dicke der Oberflächenoxidschicht verändert und Interferenzstreifen erzeugt.

Die Haltbarkeit von Titan, sein geringes Gewicht und seine Beulen- und Korrosionsbeständigkeit machen es ideal für Herstellung von Uhrengehäusen.[11] Einige Künstler arbeiten mit Titan, um Kunstwerke wie Skulpturen, dekorative Objekte und Möbel zu produzieren.[13]

Titan ist robuster, haltvar und unanfälliger gegenüber Umwelteinflüssen, so dass Titan gerne für Schmuckstücke verwendet werden, die eine lange Lebensdauer erreichen sollen. Häufig werden Eheringe und Trauringe aus Titan hergestellt.

 

Titanringe

Titanringe

Titanring

Titanringe sind Schmuckringe, die in erster Linie aus Titan hergestellt werden. Titanringe werden oft mit anderen Materialien hergestellt, wie Edelsteine ​​und traditionelle Schmuckmetalle. Selbst bei diesen Variationen von Zusammensetzungen von Materialien werden Titanringe häufig als solche bezeichnet, wenn sie etwas Titan enthalten.

Ringe aus Titan sind ein modernes Phänomen, das um die 1990er Jahre weit auf dem Markt verbreitet war. Titanringe bieten einige einzigartige Eigenschaften: sie sind biokompatibel (hypoallergen), leicht, korrosionsbeständig und haben das höchste Stärke-Gewicht-Verhältnis aller kristallinen Metalle.[14]

 

Eigenschaften Titanringe

Titan ist als Schmuckmaterial aufgrund seiner verschiedenen einzigartigen Eigenschaften sehr beliebt. Titan ist biokompatibel (oft als hypoallergen bezeichnet) oder nicht-toxisch für den menschlichen Körper. Ebenso werden Titanringe keine Reaktion bei Trägern auslösen, die unter Allergien gegen andere Schmuckmaterialien leiden.[15]

Es ist äußerst beständig gegen die meisten Ursachen der Korrosion, einschließlich Meerwasser, Königswasser, Chlor (in Wasser) und einige Säuren. In konzentrierten Säuren ist es jedoch löslich. Titanringe sind deshalb speziell für diejenigen praktisch, die zum Beispiel regelmäßig im Meer oder in chlorierten Schwimmbädern schwimmen. Dies steht im Gegensatz zu einigen traditionellen Schmuckmaterialien, wie Silber, Messing und Bronze, die anfällig für Anlaufen und andere Erscheinungsformen der Abnutzung sind.

Titanringe haben je nach Zusammensetzung unterschiedliche Grade der Dauer- und Zugfestigkeit. Allerdings verfügen fast alle bekannten Zusammensetzungen über eine höhere Dauerfestigkeit, sowie Kraft-Gewichts-Verhältnisse,  als die meisten oder alle bekannten Metalle.[6]

Es kann schwierig sein, jemanden zu finden, der die Größe der Titanringe anpasst, aber es ist möglich die Ringgröße, wenn nötig, zu reduzieren. Die Möglichkeiten der Verkleinerungen und Vergrösserungen sind jedoch begrenzt. Sie sind nur etwas schwieriger im Notfall abzuschneiden, als Goldringe; Titan ist in seinem Widerstand gegen Sägen vergleichbar mit Stahl.

 

Stile

Klassisch: Titanring-Stile, die als „Klassiker“ bezeichnet werden, sind in der Regel oval- oder kreisförmig und haben eine glatte, glänzende Oberfläche. Neben der gewöhnlichen Bearbeitung werden keine externen Geräte oder Techniken bei der Produktion verwendet.

Mokume-Gane: Mokume-Gane gibt Titanringen das Aussehen der Holzmaserung. Es ist eine japanische (auch europäische frühmittelalterliche) Schmiedetechnik, die bei Samuraischwertern des 17. Jahrhunderts angewandt wurde. Sie erforderte viel Geschick des Schmiedes; durch das heutige moderne Verfahren, wie kontrollierte Atmosphären und temperaturkontrollierte Öfen, wird diese Technik erleichtert.

Zobel: Zobel gibt das Aussehen von weicher Seide.

Frost: Gefrostete Titanringe sehen so aus, als ob sie gefroren sein würden – wie das gefrorene Kondenswasser auf einem Ding, das in einen Gefrierschrank gelegt wurde.

 

Personalisierte Titan-Ringe

Auf Grund ihrer o.g. Eigenschaften werden Titanringe häufig als Eheringe, Trauringe und Verlobungsringe verwendet. Titan besitzt besondere Eigenchaften, sodass es hier sogar möglich ist, eigene Substanzen mit in den Titan-Ring einschmelzen zu lassen. Hier geht es zum passenden Artikel.

 

Quellen

[1] „Titanium“. Encyclopædia Britannica. 2006. Retrieved 2006-12-29.
[2] Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
[3] Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide (2nd edition). Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 0-313-33438-2.
[4] Donachie, Matthew J., Jr. (1988). TITANIUM: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. p. 11. ISBN 0-87170-309-2.
[5] Barksdale 1968, p. 738
[6] „Titanium“. Columbia Encyclopedia (6th ed.). New York: Columbia University Press.
[7] Stwertka, Albert (1998). „Titanium“. Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford University Press. pp. 81–82. ISBN 0-19-508083-1.
[8] Matthew J. Donachie, Jr. (1988). Titanium: A Technical Guide. Metals Park, OH: ASM International. Appendix J, Table J.2. ISBN 0-87170-309-2.
[9] Barksdale 1968, p. 734
[10] Sikka, S. K.; Vohra, Y. K., Chidambaram, R. (1982). „Omega phase in materials“. Progress in Materials Science 27 (3–4): 245–310
[11] Donachie, Matthew J. (2000). Titanium: A Technical Guide. ASM International. pp. 11, 255. ISBN 0-87170-686-5.
[12] Gafner, G. (1989). „The development of 990 Gold-Titanium: its Production, use and Properties“
[13] „Fine Art and Functional Works in Titanium and Other Earth Elements“. Retrieved 2009-08-08.
[14] Matthew J. Donachie, Jr. (1988). Titanium: A Technical Guide.
[15] Emsley, John (2001). „Titanium“. Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements.

Author: Lukas Steiner on 23. Juni 2013
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