Titanium dengan Kekuatan dan Kelebihannya, Dipakai di Mana Saja?

Titanium adalah – Siapa yang tidak tahu tentang titanium? Titanium adalah logam yang sangat terkenal dan banyak digunakan sebagai perhiasan. Dinamakan berdasarkan dewa mitos Yunani, Titan, elemen yang menempati kolom ke-22 pada tabel periodik ini digunakan pada pesawat terbang dan tongkat lacrosse, peralatan medis dan tindik, sampai tabir surya.
Logam yang satu ini sangat kuat, ringan, dan tahan korosi. Sekuat baja, tetapi beratnya hanya 45 persennya. Menurut Laboratorium Los Alamos, itu dua kali lebih kuat dari aluminium, tetapi cuma 60 persen lebih berat.

Tak heran bila akhirnya titanium banyak digunakan pada produksi berbagai produk konsumen. Misalnya, pembuatan barang-barang seperti sepatu, komputer, perhiasan, peralatan olahraga, patung, sampai jam tangan. Sebagai titanium dioksida, ia juga dipakai sebagai pigmen putih pada kertas, plastik, sampai cat.

Fakta-Fakta Titanium

Berikut ialah 10 fakta menarik dan bermanfaat tentang bahan titanium yang dipakai pada implan bedah sampai bingkai kacamata:

1. Nama titanium berasal dari makhluk mitologi Yunani, Titan. Mereka dikisahkan sebagai dewa Bumi yang penguasanya, Cronus, digulingkan oleh para dewa yang lebih muda dengan dipimpin oleh Zeus, putranya, yang merupakan penguasa para dewa Olympian.

2. Nama asli dari titanium ialah manaccanite. Logam yang satu ini ditemukan oleh William Gregor, seorang pendeta di desa Manaccan, South Cornwall, Inggris, pada 1791. Saat itu, Gregor melaporkan temuannya ke Royal Geological Society of Cornwall dan menerbitkannya lewat jurnal sains Jerman, Crell’s Annalen.

1. Pada 1795, ahli kimia asal Jerman, Martin Heinrich Klaproth, menemukan logam yang satu ini secara independen dan menamainya titanium untuk para Titan Yunani. Klaproth pun mengetahui tentang penemuan Gregor sebelumnya dan memastikan bahwa kedua elemen itu sama dan satu.
2. Klaproth memuji Gregor, tetapi logam tersebut tidak diisolasi dalam bentuk murni sampai 1910 oleh ahli metalurgi, Matthew Hunter dari Schenectady, New York, yang terlanjur menggunakan nama titanium untuk unsur tersebut.

3. Titanium ialah unsur paling melimpah nomor 9 di kerak Bumi. Secara alami, ia hadir di tubuh manusia, tumbuhan, air laut, Bulan, meteor, sampai matahari dan bintang-bintang lainnya. Tidak bebas di alam dalam keadaan murni, titanium hanya ditemukan terikat dengan unsur lain.

1. Di Bumi, kebanyakan titanium ditemukan dalam batuan beku atau vulkanik, dan hampir semua batuan beku mengandung titanium.

4. Hampir 95 persen logam yang digunakan untuk membuat produk ialah titanium dioksida, TiO2. Unsur ini sendiri merupakan pigmen putih yang dipakai pada tabir surya, cat, kosmetik, pasta gigi, kertas, sampai banyak produk lainnya.

5. Salah satu karakteristik titanium ialah rasio kekuatan yang sangat tinggi terhadap berat. Ia lebih kuat dua kali lipat dari aluminium meskipun beratnya cuma 60 persennya. Lebih lagi, kekuatan titanium juga sebanding dengan baja meski 45 persen lebih ringan darinya.

6. Ketahanan titanium yang tinggi terhadap korosi juga menjadi karakteristik penting lainnya. Diperkirakan, titanium hanya akan menimbulkan korosi sampai ketebalan selembar kertas setelah 4000 tahun di air laut, sebegitu tingginya daya tahan titanium.

7. Implan medis dan perhiasan menggunakan titanium karena dianggap tak beracun dan tak reaktif. Meski begitu, sebenarnya titanium bersifat reaktif dan debu atau serutan titanium halus termasuk dalam bahaya kebakaran.
Nonreaktivitas ini dikaitkan dengan pasivasi titanium yang membentuk lapisan oksida di permukaan luarnya sehingga tak terus bereaksi atau terdegradasi. Tulang titanium dapat tumbuh menjadi implan, jadi implan titanium jauh lebih kuat dari yang seharusnya.

8. Wadah dari titanium kemungkinan diaplikasikan untuk penyimpanan limbah nuklir jangka panjang. Oleh karena ketahanan yang tinggi terhadap korosi, wadah titanium bisa bertahan sampai 100.000 tahun.

9. Sebenarnya, beberapa emas 24 karat bukanlah emas murni, tetapi paduan emas dan titanium. 1 persen titanium tak cukup untuk mengubah karat emas, tetapi bisa menghasilkan logam yang jauh lebih tahan lama daripada emas murni.

10. Titanium merupakan logam transisi yang punya beberapa sifat yang umum tampak pada logam lain. Misalnya, kekuatan tinggi dan titik leleh (1.668 derajat C atau 3.034 derajat F). Titanium bukan konduktor listrik atau panas yang baik dan tidak terlalu padat, berbeda dengan logam lain kebanyakan.Titanium juga bersifat nonmagnetik.

Electroplating Teknik Pelapisan Logam Dengan Cara Listrik

Fakta Menarik Titanium

Tahukah kamu tentang fakta-fakta menarik di bawah ini?

• Hampir setiap batuan beku (batuan yang terbentuk dari pemadatan batuan cair) mengandung titanium, menurut RSC.
• Sebuah Boeing 737 Dreamliner terbuat dari 15 persen titanium, menurut perusahaannya.
• Titanium mengorbit planet kita sekarang: Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) memiliki sejumlah bagian titanium, termasuk pipa, menurut NASA. The Rosetta Project, sebuah usaha penelitian dan pengarsipan yang bertujuan melestarikan bahasa dan pemikiran manusia, juga telah menerbangkan sepotong titanium murni di luar ISS, untuk melihat bagaimana ia bertahan terhadap radiasi dan lingkungan luar angkasa yang keras.
• Bumi bukan satu-satunya tempat untuk menemukan titanium. Pada tahun 2011, peta satelit permukaan bulan mengungkapkan gugusan batuan yang kaya titanium. Batuan ini sering mengandung hingga 10 persen titanium, dibandingkan dengan 1 persen atau lebih yang biasanya terlihat di batuan Bumi.
• Titanium dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pencetakan 3D. Pada tahun 2013, para peneliti di Organisasi Riset Ilmiah dan Industri Persemakmuran Australia mencetak 3D sepasang sepatu kuda titanium ringan untuk kuda pacuan. Sepatu itu berwarna hot pink yang keren.

Kelebihan Titanium

Grameds, berikut kelebihan-kelebihan yang bisa kita dapatkan jika menggunakan logam titanium. Mari simak bersama!

1. Ketahanan Terhadap Korosi

Saat terkena udara, lapisan tipis oksida terbentuk di permukaan titanium. Lapisan ini sangat sulit untuk ditembus oleh sebagian besar material. Dengan demikian, titanium menunjukkan ketahanan yang luar biasa terhadap korosi dan tidak akan mengalami perubahan yang merugikan karena zat korosif.

Baik digunakan di dalam ruangan atau di luar ruangan, titanium akan bertahan selama bertahun-tahun. Ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk bangunan dan aplikasi kelautan karena ia akan terus terkena air laut dan hujan.

2. Kekuatan

Salah satu keuntungan terbesar dari titanium adalah kekuatannya. Tidak hanya itu, salah satu logam terkuat di planet ini (bahkan menyaingi baja), itu juga memiliki rasio kekuatan-ke-densitas tertinggi dari setiap elemen logam yang ada pada tabel periodik. Ini menjadikannya pilihan populer di banyak profesi.

Terlebih lagi, karena memiliki kepadatan rendah, titanium juga sangat ringan.
Sebagai gambaran, titanium memiliki berat jenis 4,5, yang kira-kira 40 persen lebih ringan dari jumlah tembaga yang sama dan 60 persen lebih ringan dari jumlah besi yang sama. Ini adalah salah satu alasan mengapa ia sering digunakan dalam industri kedirgantaraan dan untuk membuat kerangka struktural.

3. Tidak Beracun

Logam seperti besi, baja, dan aluminium, semuanya bisa menjadi racun bagi manusia.
Sebaliknya, titanium adalah biokompatibel. Ia benar-benar tidak beracun bagi manusia dan hewan (sebagian karena fakta bahwa titanium tahan terhadap korosi). Sebagai hasilnya, ia dapat dengan aman ditanamkan ke dalam tubuh tanpa menyebabkan reaksi yang merugikan.
Inilah sebabnya titanium umumnya digunakan dalam industri medis (misalnya untuk memperkuat tulang yang patah secara permanen) dan untuk implan gigi.

4. Ekspansi Termal Rendah

Titanium memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah. Pada dasarnya, jika dibandingkan dengan sebagian besar bahan manufaktur lainnya, titanium tidak akan mengembang dan menyusut mendekati suhu ekstrem.

Faktanya, ia mengembang sekitar 50 persen lebih sedikit daripada baja, dan karenanya memberikan stabilitas struktural yang jauh lebih besar.

Fitur ini sangat berguna jika membuat suprastruktur yang membutuhkan kerangka yang kaku tetap ringan. Ini juga membuat titanium cocok untuk aplikasi bangunan yang mengutamakan keselamatan kebakaran (misalnya gedung pencakar langit).

5. Titik Leleh Tinggi

Ini adalah salah satu manfaat utama dari titanium. Logam ini menunjukkan titik leleh yang sangat tinggi (sekitar 1668°C) dan dengan demikian jadi sangat cocok untuk digunakan dalam aplikasi suhu tinggi. Misalnya, untuk pengecoran, mesin jet turbin, dan bahkan beberapa satelit.

Perlu dicatat, keunggulan ini ditingkatkan karena ekspansi termal rendah yang disebutkan di atas.

6. Kemungkinan Fabrikasi yang Sangat Baik

Terlepas dari kekuatannya, titanium adalah logam tahan api yang relatif lunak dan ulet. Dengan demikian, dapat dengan mudah dikerjakan dan dibuat untuk membuat beragam suku cadang dan komponen logam. Oleh karena ketahanannya terhadap oksidasi, ia juga dapat dilas di udara terbuka dan dijahit, tanpa memerlukan bahan fluks jenis apa pun dan zona las itu juga tidak memerlukan perlindungan tambahan apa pun.

Prinsip-Prinsip Kimia Anorganik : Pengantar Kimia Unsur Non Logam

Kekurangan Titanium

Meskipun adalah produk yang sangat berguna, dengan banyak manfaat, ada beberapa kelemahan titanium yang perlu kita ketahui. Misalnya, karena dianggap langka, harganya bisa sedikit lebih mahal daripada beberapa logam tahan api lainnya yang tersedia. Jadi, pastikan untuk memperhatikan pembeliannya dalam anggaran.

Titanium juga bisa sangat sulit untuk dilemparkan (karena kekuatannya) dan memiliki modulus elastisitas yang rendah. Ini berarti, ia dapat dengan mudah berubah bentuk oleh gaya yang relatif kecil (yaitu rasio tegangan-regangan rendah). Namun, penting untuk dicatat, masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan metode pemrosesan dan fabrikasi tertentu.

Aplikasi Logam Titanium

Logam titanium bisa diaplikasikan untuk berbagai keperluan. Grameds, inilah penjelasan untuk masing-masing aplikasi titanium!

1. Industri Medis

Titanium memainkan peran penting dalam industri medis karena biokompatibilitasnya. Ini adalah bahan tidak beracun yang telah digunakan di banyak alat bedah dan implan. Dari penggantian soket bola pinggul hingga implan gigi, titanium telah digunakan dalam industri medis untuk berbagai tujuan. Implan dari unsur ini dapat bertahan selama lebih dari 20 tahun. Implan titanium biasanya mengandung sekitar 4 persen vanadium, dan 4-6 persen aluminium.

2. Implan Ortopedi Titanium Medis Mesin CNC

Titanium memiliki kemampuan untuk mengintegrasikan Osseo, yang memungkinkan kita untuk menggunakannya dalam implan gigi dan implan ortopedi yang dapat bertahan selama 30 tahun. Oleh sebab modulus elastisitas yang lebih rendah, implan titanium memungkinkan beban tulang didistribusikan secara merata antara tulang dan implan, menghasilkan pengurangan degradasi tulang akibat stres dan fraktur tulang periprostetik. Titanium memiliki kekakuan yang lebih besar daripada tulang manusia, yang dapat mengakibatkan kerusakan tulang jika terjadi peningkatan beban.

3. Pigmen dan Aditif

Titanium sebagian besar dimurnikan menjadi titanium dioksida, yang merupakan pigmen permanen berwarna putih. Pigmen putih ini digunakan dalam kertas, pasta gigi, plastik, dan cat. Cat dengan titanium dioksida berkinerja lebih baik di suhu yang parah dan lingkungan yang lembab. Ini juga berfungsi pada tujuannya dalam semen, kekeruhan optik di kertas, dan batu permata.

Titanium jni juga ditambahkan ke batang akhir komposit grafit dan tongkat golf untuk meningkatkan kekuatannya. Titanium dioksida sendiri adalah senyawa kimia inert yang tahan terhadap korosi dan tidak pudar di bawah sinar matahari. Unsur ini juga memiliki penampilan yang sangat buram, yang membuatnya cocok untuk digunakan sebagai pigmen dalam pembuatan sebagian besar plastik rumah tangga.

Selain kegunaan yang signifikan sebagai pigmen, titanium dioksida juga digunakan dalam tabir surya karena indeks bias dan dispersi optiknya yang tinggi.

4. Industri Dirgantara

Titanium memiliki ketahanan korosi yang tinggi, ketahanan lelah yang tinggi, kekuatan tarik tinggi terhadap rasio kepadatan, ketahanan retak yang tinggi, dan kemampuan untuk menahan suhu tinggi. Tak heran jika ia dianggap sebagai bahan yang ideal untuk pembuatan pesawat terbang, rudal, dan pelapisan lapis baja.

Bahan ini digunakan dalam pembuatan bagian struktural penting, roda pendarat, saluran pembuangan, firewall, dan sistem hidrolik. Faktanya, titanium menyumbang hampir 50 persen sebagai bahan yang digunakan di pesawat terbang. Paduan titanium yang digunakan terdiri dari aluminium, nikel zirkonium, vanadium, dan elemen lainnya.

5. Perhiasan

Titanium tahan lama dan inert secara biologis, yang telah meningkatkan popularitasnya di industri perhiasan. Kelembabannya membuat titanium menjadi pilihan populer di antara orang-orang dengan alergi dan mereka yang tinggal di lingkungan yang lembab.

Daya tahannya: tahan penyok, ringan, dan tahan korosi membuatnya berguna untuk pembuatan jam tangan dan kotak jam tangan. Beberapa seniman menggunakan titanium untuk membuat patung dan benda dekoratif lainnya. Titanium juga dicampur dengan emas untuk menghasilkan paduan emas 24 karat, yang menghasilkan paduan yang lebih keras daripada emas murni 24 karat.

Titanium anodized memiliki pinggiran interferensi optik dan berbagai warna cerah, yang membuatnya populer untuk tindik badan juga.

6. Industri Kelautan

Titanium adalah bahan tahan korosi (ini adalah keunggulan yang serbaguna dan sering diulang). Ini membuatnya ideal untuk digunakan dalam industri kelautan. Misalnya, kapal angkatan laut bisa terbuat dari paduan titanium karena ketahanan korosinya terhadap air laut.

Titanium juga digunakan untuk memproduksi poros baling-baling, pertukaran panas, tali-temali, pendingin panas untuk akuarium air asin, driver’s knife dan finishing line, dan leader.

7. Industri Otomotif

Titanium digunakan dalam industri otomotif, terutama di mana bobot rendah dan kekakuan kekuatan tinggi diperlukan. Bahan ini juga hemat biaya mengingat logam umumnya terlalu mahal untuk digunakan dalam jumlah besar.

Titanium digunakan untuk memproduksi katup buang dan katup masuk di dalam mesin karena ketahanan panas dan kekuatannya yang tinggi.

Teknik Fabrikasi Pengerjaan Logam

Penutup

Titanium merupakan unsur yang jadi andalan dan mudah ditemukan. Seringkali, kita menemukan contoh penggunaan titanium di berbagai aspek. Meski tampak begitu kuat, tetapi unsur yang satu ini juga tidak berisiko bagi tubuh manusia dan cenderung tidak reaktif. Tak heran, jika titanium banyak dipilih dibandingkan logam lain, khususnya yang tahan api.

Jika ingin tahu lebih banyak tentang logam atau berminat membaca buku terkait pengetahuan logam, Grameds bisa membeli berbagai macam bukunya di Gramedia, khususnya di toko buku online terbesar di Indonesia, situs Gramedia.com. Yuk, jadi #LebihDenganMembaca!

Penulis: Sevilla Nouval Evanda

Baca juga: