티타늄(Titanium)의 역사 & 특징

티타늄(Titanium)의 역사 & 특징

<티타늄의 현미경 확대 이미지>

 영국의 남단에 위치한 한적한 시골마을인 Manaccan의 William Gregor 목사는 1790년 어느날 교회 주위로 흘러가는 작은 냇가의 물방아간 (Tregonwell Mill) 앞에서 검은색으로 빛나는 모래를 한 움큼 주어서 유심히 관찰하였다. 그는 자성을 가지고 있는 이 검은색 모래가 당시에 위력적인 화약이 아닐까 생각하고 몇가지 기본적인 실험을 해 보았으나, 금방 자기 생각이 틀렸다는 것을 알 수 있었다.

과학적 호기심에 충만해 있던 그는 자기가 가지고 있던 모든 기구를 동원하여 이 모래의 정체를 알아내고자 하였다. 그리고는 이 모래에는 철분과 함께 여지껏 알려지지 않은 또 다른 원소가 있다는 것을 알았고, 이를 분석하여 당시에 유명한 독일 학술지에 자신의 지역이름을 딴 "Manachan" 라는 원소의 존재를 알렸다. 목사님이 분석한 모래는 지금은 Ilmenite라고 부르는 FeTiO3 이었다.

헝가리 사람으로 독일의 베르린에서 연구를 하던 Martin Kraproth도 여지껏 알려지지 않은 새로운 원소의 존재를 1795년에 발견하였고, 이 새로운 원소의 이름을 그리스 신화에 등장하는 하늘과 땅의 아들이면서 거인인 Titan이라고 명명하였다. 그리고는 1797년에 두사람이 발견한 원소가 동일한 것이라는 것을 알았고, 이 후로 영국에서는 Titanium으로, 그리고 독일에서는 Titan으로 명명되어 지금까지 사용되고 있다.

티타늄의 비중은 4.51 로서 동이나 니켈의 약 50%에 해당하고 스테인레스의 약 60%로 대단히 가볍기 때문에 구조물의 중량을 경량화 할 수 있다.

순수 티타늄의 강도는 30~75kgf/㎟ 이며 합금티타늄의 경우는 60~160kgf/㎟ 500'C 까지는 여타의 금속 재료 중 최대의 비강도를 갖는다.

티타늄의 내부식성은 특별히 주목 할 만하다. 금속의내부식 저항은 분해하기 어려운 산화물의 보호피막을 형성함으로서 생기게 된다.   티타늄의 부식은 균일하며 움푹 파여진 증거 또는 국부화된 그 밖의 심한 발생현상은 거의 없다. 정상적으로 응력부식, 피로부식, 입간부식 혹은 전기부식을 받지 않는다. 티타늄의 부식저항은 스테인레스 강이나 동합금과 비교해서 여러 사용조건에서도 우수하며 특히 해수에는 백금에 필적할만한 내식성을 가지고 있다. 따라서 티타늄은 고온, 고압, 강부식성 환경에서는 불가결의 재료로서 사용되고 있다.

티타늄은 심장 밸브, 인공 뼈등, 신체 조직의 이식에 사용될 만큼 인체에 무해한 금속으로 최근에 의료 및 장신구 분야에 널리 쓰이고 있다.