Титановое кольцо - Википедия - Titanium ring

Титановое кольцо

Титановые кольца ювелирные кольца или браслеты, которые в основном были изготовлены из титана. Фактический состав титана может варьироваться, например, «технически чистый» (99,2% титана) или «авиационный» (в основном, 90% титан, 6% алюминий, 4% ванадий ), а титановые кольца часто изготавливаются в сочетании с другими материалами, такими как драгоценные камни и традиционные ювелирные металлы. Даже с такими вариациями в составе и материалах титановые кольца обычно называют таковыми, если они содержат какое-либо количество титана.

Кольца из титана - это современное явление, которые стали широко доступны на рынке примерно в 1990-х годах. Титановые кольца обладают несколькими уникальными свойствами: они биосовместимы (гипоаллергенный ), легкий, устойчивый к коррозии и имеющий самое высокое отношение прочности к весу среди всех кристаллических металлов.^[1]

История

Титан был открыт в Корнуолл, Англия, в 1791 г. Уильям Грегор. Примерно в то же время он был обнаружен венгерским минералогом. Франц-Йозеф Мюллер фон Райхенштейн, а затем в 1795 г. немецким химиком Мартин Генрих Клапрот - который дал название титану, отсылка к титанам из греческой мифологии.^[2]

Однако коммерческое использование титана стало возможным только после 1932 года благодаря методам, установленным Уильям Джастин Кролл. Кролл разработал способы уменьшения тетрахлорид титана (TiCl₄) в металлическую форму.^[3] Его процесс до сих пор используется для коммерчески производимого титана.^[4]

Стоимость титановых колец может быть очень высокой. Якобы это связано с тем, что процесс извлечения титана из различных руд трудоемок и дорог.^[2] Хотя это действительно дорого как инженерный материал, он гораздо дешевле обычных драгоценных металлов ювелира, даже серебро. В начале 2014 года цены на чистый титан или его обычные коммерческие сплавы не превышали 10 долларов США за фунт. Процесс обработки титановых колец является дорого и необходимо, так как металл практически невозможно изготовить прокаткой или пайкой, как серебро, золото и даже платина.

Неизвестно, кто первым применил титан в кольцо или другое украшение. Титановое обручальное кольцо используется в качестве второстепенного сюжета в фантастическом фильме и романе 1989 года. Пропасть. Титан начал появляться на открытом рынке примерно в 1990-х годах. С 2000 года доступность титановых колец стала масштабной, причем большинство из них онлайн и каменные ювелирные магазины вероятно, будут иметь в своем инвентаре кольца на основе титана. Многие торговые точки теперь специализируются исключительно на дизайне и продаже титановых колец.^{[нужна цитата ]}

Строительство

Титановые кольца изготавливаются из цельных прутков, трубок или листов титана, которым нарезают кольцо желаемой формы и размера. Металл можно обрабатывать на том же оборудовании и с помощью тех же технологических процессов, что и нержавеющая сталь.^[5] Обычные методы изготовления ювелирных изделий - прокатка и пайка - непрактичны для титана, хотя они могут быть изготовлены путем сварки в инертной атмосфере с использованием, например, лазерного сварочного аппарата.

Характеристики

Титан стал популярным в качестве ювелирного материала благодаря своим уникальным свойствам. Титан биосовместим (его часто называют гипоаллергенный ) или не токсичен для человеческого организма. Точно так же титановые кольца не будут реагировать на людей, которые страдают аллергией на другие ювелирные материалы.^[2]

Он очень устойчив к большинству причин коррозии, включая морскую воду, царская водка, хлор (в воде) и некоторых кислотах. Однако он растворим в концентрированных кислотах.^[6] Поэтому титановые кольца являются практичным украшением для тех, кто регулярно плавает в океане или хлорированных бассейнах. Это контрастирует с некоторыми традиционными ювелирными материалами, такими как серебро, латунь, и бронза, которые склонны к тускнеть или другое ухудшение.

Титановые кольца, как правило, имеют более высокое сопротивление усталости и отношение прочности к весу, чем большинство других металлов.^[1]

Титановые кольца сложны, но их размер можно изменить. Размер уменьшения и увеличения ограничен.

Их лишь немного сложнее отрезать в случае опасности, чем золотые кольца; титан сопоставим с стали в его устойчивости к распиловке.^[7]

Анодирование

Анодирование титановых колец - это процесс, при котором оксидная пленка образуется на поверхности титана посредством электролитического процесса для создания цвета. В случае титановых колец этот процесс выполняется после ему придана форма. Окисление изменяет обычный цвет титана (обычно серебряный, в зависимости от состава и обработки) и увеличивает коррозионную стойкость. Процесс анодирования чрезвычайно прост в исполнении: деталь погружается в электролит, кола обычно используется, и применяется постоянное напряжение около 100 В. Напряжение контролирует толщину и, следовательно, цвет анодирования.^{[нужна цитата ]}

Цвета достижимы за счет анодирования титан.

Для окрашивания анодированного титана красители не нужны. Цвет титанового кольца зависит от толщины оксидного покрытия, которая определяется напряжением анодирования. Изображение слева показывает диапазон цветового спектра, который может быть получен при анодировании. Цвета, которые представляют собой световые волны разной длины, возникают из конструктивное вмешательство между светом, отраженным от поверхности оксидного слоя, и светом, отраженным от металлической поверхности ниже.

Титановые композиции

Титан можно сплавить со многими другими металлами для улучшения или изменения свойств титана. Наиболее распространенными сплавами титана являются алюминий, ванадий, железо, молибден и медь. Каждый из них изменяет свойства титана для различных целей - например, медь может использоваться для упрочнения титана.

Один из наиболее распространенных составов титановых колец известен как "класс самолета «(также называемый 6AL-4V или 6-4) титан, потому что этот состав известен тем, что его используют в авиастроении (однако он также используется в медицинских, морских и химических целях). Это смесь 6 % алюминия, 4% ванадия и 90% титана (а также следовые количества железа и кислорода; макс. 0,25% и 0,2% соответственно) и является одним из самых прочных и легких из других известных составов. Часто используется титан авиационного качества в изготовлении титановых колец из-за его выгодных и подходящих свойств (по сравнению с другими титановыми композициями), а также его широкой коммерческой доступности.

Инкрустации

Инкрустации являются результатом объединения двух или более металлов в одно кольцо. Не следует путать с легирование. Процесс инкрустации включает раздавливание металлов в каналы, которые затем удерживаются под давлением. На кольце это обычно приводит к тому, что металлы сидят бок о бок на поверхности - например, полоска золота проходит через середину титанового кольца.

Инкрустации предназначены для визуального различения различных металлов внутри титанового кольца.

Стили

Титановые кольца создавались в различных стилях за короткую историю их развития как ювелирных изделий. Вот некоторые из этих стилей:

Классический

Стили титановых колец, называемые «классическими», обычно имеют простой овал или круг с гладкой блестящей поверхностью. Помимо обычной механической обработки, при его производстве не используются никакие внешние технологии или оборудование.

Мокуме-гане

Мокуме-гане придает титановым кольцам вид древесины. Это японская (также раннесредневековая европейская) техника ковки, которая применялась для самурайских мечей в 17 веке. Это потребовало большого мастерства от кузнеца; хотя современные процессы, такие как контролируемая атмосфера и печи с регулируемой температурой, сегодня упрощают реализацию этой технологии.

Соболь

Соболь придает вид мягкого шелка.

Мороз

Титановые кольца Frost выглядят как замороженные - в частности, замороженный конденсат, который появляется на предмете, помещенном в морозильную камеру.

Смотрите также

Кольцо из вольфрама