チタンについて

生徒さん：チタンって最近よく出題されているけど、どこから勉強したらいいのか分からないです。出るとこを教えてほしいです。

ころちゃん先生：確かによく耳にするよね。オッケー！じゃあチタンについて重要なポイントを勉強していこう。

まずは、チタンの種類についてから。

チタンの種類

生徒さん：チタンにはいくつか種類があるんですか？

ころちゃん先生：そうなんです。純チタンは微量元素の量によって1～4種に分類されるんですよ。

純チタンに含有されている微量元素には『酸素』や『窒素』などが挙げられるよ。

硬さや強さは微量元素の量が増加するにつれて増加すると言われている。

チタン合金もあって、さらに硬さや強さが大きいよ。

チタン合金

生徒さん：チタン合金って何ですか？

ころちゃん先生：チタン合金は、チタンに他の元素を加えることで、硬さや強さが大きくなるように開発されたものなんだ。

例えば、Ti-6Al-4V合金やTi-6Al-7Nb合金がある。

これはAl(アルミニウム)やV(バナジウム)、Nb(ニオブ)などを添加することで、さらに強度を増しているんだ。

チタンの耐食性

生徒さん：チタンは他の金属と比べて耐食性が良いんですか？

ころちゃん先生：チタンは金属表面に形成される不動態皮膜によって内部が保護されるので、耐食性が良好なんです。

生徒さん: 耐食性ってどういうことですか？

ころちゃん先生: 耐食性とは、金属が腐食しにくい性質のことだよ。チタンが耐食性に優れている理由はチタン表面に「不動態皮膜」が形成されているからだよ。

チタンは非貴金属の一種だよね？

一般的に非貴金属はイオン化けいこうが高いから腐食しやすいんだ。

だけど非貴金属の中の、チタンやクロムは不動態化しやすく、腐食しにくいんだ。

ここはとても大事なところだからね。

もちろん貴金属はイオン化傾向が低く、耐食性が高いよ。

チタンの融解方法

生徒さん：チタンを融解する方法は何ですか？

ころちゃん先生：そもそもチタンの融点は大丈夫かな？

チタンの融点は1667度だよ。これは歯科系の合金の中でもかなり高い融点なんだ。

さらにチタンは酸素と反応しやすいので、真空で融解するんだ。実際には『アーク放電法』や『高周波誘導炉』が使われることが多いよ。

チタン以外にもコバルトクロム合金はこの方法で溶解させるんだ。

埋没材はチタン専用の埋没材が使われる。耐熱性の高いマグネシア、アルミナ、ジルコニアが使用されているよ。

チタンの加工方法

生徒さん：チタンって加工しにくいんですか？

ころちゃん先生：その通りだよ。

一般的に歯科でたくさん用いられている合金といえば『金銀パラジウム合金(金パラ)』だったよね。

金パラと比較して、チタンは切削性や研磨性が低いので、加工する際は低速で行い、切削器具を押し付けることが推奨されているんだ。

要約

チタンの種類

・純チタンは微量元素の量によって1～4種に分類

・硬さや強さは微量元素の量が増加するにつれて増加

チタン合金

・チタンに他の元素を加えることで、硬さや強さが大きくなる

・例：Ti-6Al-4V合金、Ti-6Al-7Nb合金

チタンの耐食性

・金属表面に形成される不動態皮膜によって内部が保護されるため、耐食性が良好

チタンの融解方法

・チタンの融点は1667度

・真空で融解する（アーク放電法や高周波誘導炉が多用される）

チタンの加工方法

・切削性や研磨性が低いため、加工時は低速で行い、切削器具を押し付けることが推奨される

ころちゃん

歯科医師・歯学博士

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