Datgloi Gwyddoniaeth Metelau Hudolus

"Titaniwm, a enwyd ar ôl y Titan anferth ym mytholeg Groeg, yw'r metel cryfaf ar y ddaear. Mae'n debyg eich bod wedi clywed am ditaniwm ar ryw adeg yn eich bywyd, ac er ei fod yn ddrud am yr hyn ydyw heddiw, nid yw'n fetel prin - mae'n dim ond yn ddrud i'w gloddio a'i gynhyrchu.

Efallai eich bod yn gwybod am gymalau artiffisial, clybiau golff neu longau tanfor wedi'u gwneud o ditaniwm, ond a oeddech chi'n gwybod bod titaniwm hefyd i'w gael mewn rhew cacennau gwyn? Wel, dyma i chi stori ddiddorol am y metel caled enwog hwn!

01 Ni chafodd y metel "dwyfol" hwn ei ffugio tan yr 20fed ganrif.

Mor gynnar â 1791, daeth mwynolegydd amatur o Loegr a gweinidog eglwys, William Gregor, o hyd i dywod du rhyfedd mewn nant ger tref Cernyw. Roedd peth o'r tywod du hwn yn fagnetig, a daeth Gregor i'r casgliad ei fod yn haearn ocsid, ond roedd y sylwedd arall yn ddirgelwch. Wrth gwrs, mae’n rhaid ei fod yn ocsid arall, ond nid oedd yng ngwerslyfrau’r Gymdeithas Ddaearegol Frenhinol ar y pryd.
Powdr titaniwm ocsid

Ym 1795, ailddarganfu'r cemegydd Almaenig Martin Heinrich Klaproth yr ocsid rhyfedd hwn a'i enwi'n titaniwm ocsid ar ôl duwiau cyn-Olympaidd mytholeg Roegaidd. Er y darganfuwyd titaniwm pur ar ddiwedd y 18fed ganrif, nid tan 1910 y llwyddodd Matthew Hunt, cemegydd yn General Electric yn yr Unol Daleithiau, i'w ynysu oddi wrth ei ocsid, ac ym 1910, bu Hunt yn gweithio allan sut i tynnu'r metel ariannaidd o'i ocsid ar dymheredd uchel a gwasgedd mewn "bom" wedi'i selio.

02 Dyma'r metel ysgafnaf, cryfaf ar y Ddaear.

Mae gan ditaniwm pur y gymhareb cryfder-i-bwysau uchaf o unrhyw fetel ar y Ddaear. Mae mor gryf â dur, ond 45% yn ysgafnach.
Gosodion Titaniwm

Mae'r gymhareb cryfder-i-bwysau hynod hon wedi gwneud aloion titaniwm a thitaniwm (cymysgedd o ditaniwm a metelau eraill) yn ddeunydd o ddewis ar gyfer peiriannau awyrennau a ffiwsiau, rocedi, taflegrau a hyd yn oed llongau gofod. Mewn diwydiant modern, mae angen i unrhyw offer na all wneud heb rannau metel gael eu cyflenwi â deunyddiau sydd mor galed ac ysgafn â phosibl.
Llafnau injan titaniwm

Er enghraifft, mae'r Airbus A380, jet teithwyr mwyaf y byd, yn cynnwys hyd at 77 tunnell o ditaniwm yn ei ffiwslawdd. Mae'r rhan fwyaf ohono yn ei beiriannau enfawr. Diolch i dechneg metelegol arloesol o'r 1930au a elwir yn broses Knox, dechreuodd gofannu titaniwm yn fasnachol yn y 1940au a'r 1950au. Fe'i defnyddiwyd gyntaf mewn awyrennau milwrol a llongau tanfor (yn bennaf yn yr Unol Daleithiau a Rwsia), ac yna, yn y 1960au, mewn awyrennau masnachol.

03 Mae titaniwm yn gallu gwrthsefyll cyrydiad yn well

Mae cyrydiad yn broses electrocemegol sy'n dinistrio'r rhan fwyaf o fetelau yn araf dros amser. Pan fydd metelau'n agored i ocsigen, naill ai yn yr aer neu o dan y dŵr, mae'r ocsigen yn cydio mewn electronau ac yn cynhyrchu'r hyn rydyn ni'n ei alw'n "ocsidau" o'r metel. Un ocsid cyrydol cyffredin yw haearn ocsid, neu rwd.

Ond nid yw pob ocsid yn cyrydu'r metel gwaelodol. Er enghraifft, mae titaniwm wedi'i orchuddio â haen denau o ditaniwm deuocsid (TiO2), sydd mewn gwirionedd yn amddiffyn y titaniwm gwaelodol rhag unrhyw fath o gyrydiad, gan gynnwys cyrydiad galfanig, microbaidd a straen.
Mae ymwrthedd cyrydiad naturiol titaniwm yn ei wneud yn ddeunydd delfrydol nid yn unig ar gyfer awyrennau, ond hefyd ar gyfer cydrannau tanfor sy'n agored i ddŵr môr cyrydol iawn. Mae llafn gwthio llongau wedi'u gwneud bron yn gyfan gwbl o ditaniwm, yn ogystal â systemau balast mewnol llongau a phibellau a chaledwedd ar fwrdd sy'n agored i ddŵr môr.

04 Gellir mewnblannu titaniwm ym mhob rhan o'r corff dynol, o'r pen i'r traed.

Mae'r haen denau o ditaniwm deuocsid sy'n amddiffyn titaniwm rhag cyrydiad hefyd yn ei gwneud hi'n ddiogel i'w fewnblannu yn y corff dynol. Mae titaniwm yn gwbl "biocompatible," sy'n golygu nad yw'n wenwynig, nid yw'n achosi alergeddau na gwrthodiad, a gall hyd yn oed asio â meinwe dynol ac asgwrn.
Platiau Cranial Titaniwm

Mae titaniwm yn ddeunydd llawfeddygol rhagorol ar gyfer mewnblaniadau esgyrn a chymalau, platiau penglog, gwreiddiau mewnblaniadau deintyddol, llygaid a chlustdlysau artiffisial, falfiau calon, ymasiadau asgwrn cefn a hyd yn oed cyfyngder wrethrol. Mae astudiaethau wedi dangos bod mewnblaniadau titaniwm yn sbarduno system imiwnedd y corff i dyfu asgwrn yn uniongyrchol ar wyneb y titaniwm, proses a elwir yn osseointegration.
Uniadau Clun Titaniwm

Defnyddir titaniwm mewn ailosod clun a phinnau torri asgwrn oherwydd ei gymhareb cryfder-i-bwysau heb ei ail, sy'n gwneud mewnblaniadau dynol yn ysgafnach, a'i hydwythedd, sydd yr un fath ag asgwrn dynol.

05 Rôl titaniwm mewn offer chwaraeon

Wrth i bris titaniwm pur ostwng ar ddiwedd yr 20fed ganrif, dechreuodd gweithgynhyrchwyr ddod o hyd i fwy o ddefnyddiau masnachol ar gyfer y metel rhyfeddod hwn. Roedd pwysau ysgafn titaniwm a chryfder uchel yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer gweithgynhyrchu nwyddau chwaraeon.