Stopy tytanu, ich właściwości. iPhone.

Ale jaki jest sens iPhone'a? Począwszy od elitarnych modeli iPhone'a 15 Pro i Pro Max, twórcy zaczęli dodawać tytan do materiału obudowy. Zamiast zapowiadanej, całkowicie tytanowej obudowy, otrzymał on jedynie zewnętrzną ramkę wykonaną ze stopu tytanu. W wersji premium smartfonu tytan zastąpił nierdzewną stal medyczną.

Według twórców, pozwoliło to na uczynienie tych wersji urządzenia najlżejszymi bez utraty jakości i wytrzymałości. Zastanówmy się, czy tytan jest niezbędny w iPhonie, a także czy warto stosować stal tytanową lub inne stopy w obudowach smartfonów.

Tytan należy do materiałów o wysokiej wytrzymałości

Jest to srebrzystobiały metal o niskiej gęstości, wysokiej temperaturze topnienia, wytrzymałości i odporności na korozję.

Dzięki tym właściwościom znalazł szerokie zastosowanie w lotnictwie i inżynierii rakietowej. Jego szerokie zastosowanie wynika z jego powszechności na Ziemi: pod względem zasobów ustępuje jedynie glinowi, żelazu i magnezowi. W naturze prawie nigdy nie występuje w postaci wolnej, jedynie w postaci tlenków i innych związków. Najczęściej występującymi są ilmenit, tytanit i rutyl.

Ukraina posiada największe zasoby rud tytanu wśród krajów europejskich.

Po raz pierwszy został on uzyskany przez amerykańskich naukowców ponad 100 lat temu, ale produkcja przemysłowa i wykorzystanie rozpoczęły się dopiero w latach 40. ubiegłego wieku ze względu na złożoność technologii pozyskiwania czystego metalu. Metal jest chemicznie aktywny i reaguje z gazami atmosferycznymi, tworząc kruche i bezużyteczne związki.

Kluczową technologią produkcji jest chlorowanie koncentratów rud, a produktem tej reakcji jest czysty chlorek tytanu TiCl4. Związek ten umieszcza się w urządzeniach redukujących, gdzie gąbczasty tytan jest otrzymywany w środowisku gazów obojętnych.

W kolejnym etapie gąbczasty tytan jest oczyszczany metodą hydrometalurgiczną lub separacji próżniowej.

Tytan gąbczasty stanowi ogniwo pośrednie w produkcji tytanu lub stopów tytanu. W tej postaci trafia do zakładów metalurgii metali nieżelaznych lub zakładów budowy maszyn, gdzie jest przetapiany w piecach próżniowo-łukowych. Produkty finalne wytwarzane są metodą odlewania lub metodą odkształcenia plastycznego, a także kierowane do produkcji żelazostopów zawierających tytan do stali stopowych.

Technologia otrzymywania tytanu jest dość złożona, a co za tym idzie, kosztowna. Dlatego jego zastosowanie jest uzasadnione jedynie w tych gałęziach przemysłu, w których wymagana jest wysoka odporność na korozję, możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur i wysoka wytrzymałość właściwa. Jest on poszukiwany w przemyśle kosmicznym, lotniczym, chemicznym, medycznym, energetycznym, motoryzacyjnym czy inżynierii specjalnej. Wygląda jednak na to, że wykorzystanie tytanu w produkcji telefonów nie jest do końca uzasadnione.

Stopy są stosowane znacznie szerzej niż czysty tytan. Dzielą się na trzy grupy:

• stopy alfa to stopy czystego tytanu z aluminium, które są dość kruche po obróbce cieplnej;
• stopy beta – nie ulegają przemianom fazowym po podgrzaniu, charakteryzują się wysoką plastycznością i najniższą wytrzymałością;
• stopy alfa-beta – są uniwersalne, ulegają odkształceniom plastycznym poprzez kucie, tłoczenie, są wytrzymalsze niż stopy jednofazowe, nie stają się kruche podczas obróbki cieplnej.

Tytan klasy 5, który jest używany w obecnej wersji iPhone'a Pro, to stop alfa-beta wytwarzany zgodnie z amerykańską normą ASTM-B348/B348M, której najbliższym odpowiednikiem w WNP jest Stop VT6, produkowany zgodnie z wymogami GOST 19807.

W stosownych przypadkach

Kluczem jest produkcja nadwozi samolotów, nadwozi i części przekładni samochodów sportowych, produkcja cylindrów zbiorników ciśnieniowych, implantów i protez, w sektorze energetycznym wykorzystywany jest do produkcji sztywnych elementów opancerzenia, tłumików do broni palnej i elementów wyposażenia wojskowego. Przemysł sportowy – produkcja ram, rowerów i innych komponentów do sprzętu. Teraz także Apple iPhone 15, 16.

A co z Apple?

1. Materiał premium, jaki kiedykolwiek stosowano w obudowach do iPhone'ów dla miłośników „droższych modeli”.
2. To o wiele prostsze. Rzeczywiście, iPhone 15 Pro Max waży 221 g, podczas gdy wersja Pro Max 14 – 240 g. Lekkość można jednak uzyskać dzięki aluminium, które jest znacznie lżejsze od tytanu. I może odchudzić obudowę o wiele bardziej.
3. Piękno. To kwestia gustu, stal czy aluminium również prezentują się atrakcyjnie. Poza tym nie wiadomo, jak będzie prezentować się w kieszeni z kluczami za kilka miesięcy.
4. Cienkie krawędzie, wytrzymałość i trwałość. Ten stop jest stosowany w łazikach, więc trudno zrozumieć, czy taka wytrzymałość będzie potrzebna w smartfonach. No, chyba że rozmowa odbędzie się gdzieś na Marsie).
5. Przewodność cieplna. Warto zauważyć, że najwyraźniej z tego powodu twórcy wykonali tylko ramkę z tytanu, a całą resztę – z aluminium. Ten ostatni lepiej odprowadza ciepło z procesora i innych nagrzewających się podzespołów.

Więcej szczegółów na temat stopu tytanu w iPhonie 16

Według firmy, iPhone 16 Pro i Pro Max wykorzystują obudowę ze stopu tytanu klasy 5, co zapewnia wytrzymałość i lekkość urządzenia. Stop ten, składający się z tytanu, aluminium i wanadu, charakteryzuje się wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy.

Tytan klasy 5 (Ti-6Al-4V) jest popularnym wyborem w przemyśle lotniczym, medycznym i sprzętu sportowego ze względu na swoją wytrzymałość, lekkość i odporność na korozję.

Jak widać, poprzednie doświadczenia z modelem serii 15 były udane. Dlatego twórcy nie zrezygnowali jeszcze z ramy ze stopu tytanu. Zobaczymy, co będzie dalej.