Дешевый, но сверхчистый металлический титан может обеспечить широкое использование в промышленности

Важные новости

Дешевый, но сверхчистый титан металл может обеспечить широкое использование в промышленности

Исследователи из Института промышленных наук Токийского университета эффективно удалили кислород из титана с высокой концентрацией кислорода, что может помочь снизить себестоимость производства универсального в других отношениях металла. металл. Фото: Институт промышленных наук Токийского университета

Титан является девятым по распространенности элементом в земной коре, однако продукты на основе чистого титана встречаются редко, поскольку удаление кислорода из титановой руды обходится дорого. Снижение затрат побудит производителей воспользоваться весьма полезными свойствами титана в своей продукции.

Теперь в исследовании, опубликованном в Nature CommunicationsИсследователи из Института промышленных наук Токийского университета разработали процедуру, которая снижает стоимость производства титана, почти полностью свободного от кислорода. Этот протокол удаления кислорода может способствовать технологическому развитию и экологической устойчивости.

Титан — невероятно универсальный материал, поскольку он не только обычно устойчив к химическому повреждению, но и прочен, но при этом легок. Например, его легкий вес по сравнению с другими металлами является причиной того, что базовая рама современных iPhone состоит из титанового сплава, несмотря на повышенную стоимость.

К сожалению, производство сверхчистого титана значительно дороже, чем производство стали (железного сплава) и алюминия, из-за значительных затрат энергии и ресурсов на получение титана высокой чистоты. Разработка дешевого и простого способа его приготовления – и облегчения разработки продукта для промышленности и обычных потребителей – вот проблема, которую исследователи стремились решить.

«Промышленность массово производит железо и металлический алюминий, но не металлический титан из-за затрат на удаление кислорода из руды», — объясняет Тору Х. Окабе, ведущий автор исследования. «Мы используем инновационную технологию на основе редкоземельных металлов, которая удаляет кислород из титана до 0,02% по массе».

Важным шагом в протоколе исследователей является реакция расплавленного титана с металлическим иттрием и трифторидом иттрия или аналогичным веществом. Конечным результатом является дешевый, твердый, бескислородный титановый сплав. Прореагировавший иттрий может быть переработан для дальнейшего использования. Изюминкой работы исследователей является то, что таким способом можно перерабатывать даже титановый лом, содержащий большое количество кислорода.

«Мы в восторге от универсальности нашего протокола», — говорит Тору Х. Окабе. . «Отсутствие промежуточных соединений и простые процедуры будут способствовать внедрению в промышленность».

Эта работа является важным шагом вперед в более эффективном использовании титана высокой чистоты, чем в настоящее время. Ограничением этой работы является то, что полученный деоксигенированный титан содержит иттрий до 1% по массе; иттрий может влиять на механические и химические свойства титанового сплава. После решения проблемы загрязнения иттрием применение в промышленном производстве станет простым.

Дополнительная информация: Тору Х. Окабе и др., Прямое производство низкоуглеродистых титан с концентрацией кислорода из расплавленного титана, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49085-4

Информация журнала: Nature Communications

Предоставлено Токийским университетом

Новости сегодня

Последние новости