오늘날 티타늄 용도: 항공우주부터 일상 제품까지

지구에서 가장 풍부한 원소 중 하나인 티타늄은 오늘날 사회에서 점점 더 많이 쓰이고 있습니다. 일메나이트, 스펜, 루타일 광물에 들어있으며 티탄산염과 수많은 철광석에서 발견됩니다. 강철만큼 강하지만 밀도는 훨씬 낮아, 철, 몰리브덴, 알루미늄 등 많은 금속과 중요한 합금 원소가 됩니다.

티타늄 합금의 핵심 특징 중 하나는 극한 환경을 견디는 능력입니다. 생존성 덕분에 티타늄은 항공우주, 의료, 전력, 석유·가스 산업에서 중용됩니다. 잘 알려지지 않았지만 자동차, 전기, 담수화 산업에서도 쓰입니다.

항공우주 산업

생산된 티타늄 금속의 약 3분의 2가 항공기 프레임과 엔진에 쓰입니다. A380 에어버스만 해도 약 70톤을 씁니다. UH-60 블랙호크 헬기, F-22, F/A-18, C-17, F-35 같은 군용 항공기도 대량의 티타늄을 사용합니다.

이 금속은 랜딩기어, 동체, 패스너, 엔진에 쓰입니다. 엔진용 티타늄 부품으로는 프론트 팬부터 엔진 후단까지 샤프트, 블레이드, 디스크, 케이싱이 있습니다. 이 부품들이 견뎌야 하는 극한 조건의 예로 영하부터 600°C까지의 온도 범위가 있습니다.

티타늄은 고강도, 내식성, 경량이 필요한 우주선에도 안성맞춤입니다. 우주왕복선과 국제우주정거장 건설에 많이 쓰였습니다.

자동차 산업

자동차 산업에서 티타늄의 과거 용도는 주로 레이싱에 집중됐습니다. 하지만 2000년대 초 폭스바겐이 양산차 루포에 티타늄 합금을 처음 썼습니다. 구체적으로 강철 스프링 대신 티타늄 스프링을 썼습니다. 오늘날 테슬라는 모델 S 세단 하부 실드에 티타늄 시트를 씁니다. 민감한 프론트 하부 부품 손상을 막아 안전성을 크게 높여줍니다.

자동차 산업 전반으로 확대하려면 티타늄의 경제성을 개선하는 더 큰 발전이 필요합니다. 이런 발전은 새로운 제조법에서 찾을 수 있을 것입니다.

전자 산업

티타늄 회로 기판 하이브리드는 회로 기판 제조의 새 시대를 약속합니다. 기존 인쇄 회로 기판(PCB)보다 더 많은 걸 할 수 있고, 열악한 환경에서도 강하고 잘 작동합니다.

티타늄 전자 회로 기판은 도체, 유전체, 저항체를 티타늄 금속에 정밀 스크린 인쇄와 소성으로 올린 뒤, 기타 전자·비전자 부품을 추가해 '볼트온' 가능한 전자 회로를 만듭니다.

티타늄 하이브리드는 솔더 상호연결이 적어 신뢰성이 훨씬 높고, 매우 정확한 능동 회로 보정이 가능합니다. 더 넓은 작동 온도 범위에서 동작하며, 가장 복잡한 PCB의 절반 크기로 매우 콤팩트하고, 완전 밀폐돼 환경으로부터 완벽히 보호됩니다.

티타늄 회로는 발열체, 계량, 로드셀, 힘 측정, 유량 측정, 유체 압력, 온도 측정, 스트레인 게이지 응용에도 쓸 수 있습니다.

생체의공학

티타늄은 가장 생체적합성이 좋은 금속 중 하나입니다. 인체가 유해 영향 없이 받아들입니다. 내마모성 향상, 고탄성, 우수한 고온·저온 성형성 같은 기계적 특성 덕분에 고관절 볼, 관절 치환, 심장 스텐트, 치아 임플란트 같은 수술용 임플란트에 완벽합니다.