[ 信息发布:本站 | 发布时间:2024-08-01 | 浏览:265次 ]

近日，东京大学的研究人员开发了一种新方法可以大大降低生产低氧高纯钛的成本。在研究成果中他们介绍了这种经济有效的方法，是通过使用钇将钛中的含氧量降低到0.02%，这一突破可以使钛得到更广泛的工业应用。但要充分实现在制造业中钛合金更多的潜在应用，材料中成分含量高达1%的钇是一个迫切需要解决的挑战。

钛是地壳中含量排第九的元素，但从钛矿石中去除氧气的成本很高，因此以纯钛制成的产品很少见。氧气去除成本的降低可以有效促进制造商在制造产品中更广泛地利用钛产品的优势。最近发表在Nature Communications上的一项研究表明，东京大学工业科学研究所的研究人员已经开发出一种方法，可以降低生产几乎完全无氧高纯钛的成本。这种脱氧方案不但有利于技术发展，对环境可持续性也非常有益。

钛的特性与挑战

与其他金属相比，钛材料用途更加广泛，因为它不仅能抵抗化学损伤，而且坚固又轻便。最新一代iphone手机选择钛合金作为基本框架，尽管成本增加了，但钛的使用让手机变得更轻便。

东京大学工业科学研究所的研究人员已经可以有效地从高氧浓度的钛中去除氧气，这可能有助于降低用途广泛的钛金属生产成本。资料来源:东京大学工业科学研究所遗憾的是，生产超纯钛比制造钢（铁合金）和铝要昂贵得多，因为在制备高纯度钛的过程中需要消耗大量的能源和资源。开发一种廉价、简单的方法来制备高纯钛，并促进工业和普通消费者所用的产品开发，是研究人员需要解决的问题。

创新的除氧技术

该研究的主要作者Toru H. Okabe解释说:“工业大量生产铁和铝金属，但不是钛金属，因为从矿石中去除氧气的成本很高。我们使用了一种基于稀土金属的创新技术，可以将钛中的氧气去除到单位质量的0.02%。”研究人员方案中的一个关键步骤是将熔融钛与金属钇和三氟化钇或类似物质反应，最终他们得到了低成本、固态、脱氧钛合金，反应后的钇还可循环使用。研究人员在这项工作中的亮点是，即使是含有大量氧气的钛废料也是可以用这种方式处理的。Toru H. Okabe表示：“我们对实验方案的用途广泛感到振奋，无需中间化合物和简单的操作步骤将有助于其在工业上的应用。”

这项工作是目前更有效利用高纯钛的重要一步。但这项工作目前还存在一个局限，就是得到的脱氧钛中含有质量高达1%的钇，钇会影响钛合金的力学和化学性能。再进一步解决钇污染问题后，钛产品在工业制造中的应用将会畅通无阻。