Tokijská univerzita vyvinula novú metódu na dosiahnutie produkcie titánu s nízkym obsahom kyslíka a vysokej čistoty pri nižších nákladoch.

Tokijská univerzita vyvíja novú metódu na dosiahnutie výroby titánu s nízkym obsahom kyslíka a vysokej čistoty pri nižších nákladoch.
Nedávno výskumníci z Tokijskej univerzity urobili významný prielom tým, že vyvinuli novú metódu, ktorá môže výrazne znížiť náklady na výrobu čistého titánu s nízkym obsahom kyslíka. Výskum nielenže predstavuje túto nákladovo efektívnu metódu, ale ponorí sa aj do vedeckých princípov a technických výziev, ktoré sú za ňou.
Uvádza, že vedci úspešne znížili obsah kyslíka v titáne na 0,02 % použitím kovu vzácnych zemín ytria. Tento prelomový pokrok umožňuje širšie využitie v priemyselných aplikáciách. Na úplné využitie potenciálu titánových zliatin vo výrobe sa však vysoký obsah ytria až % v materiáli stal naliehavou výzvou, ktorú treba riešiť.
Výskumníci z Inštitútu priemyselných vied na Tokijskej univerzite zverejnili výsledok výskumu v Nature Communications, v ktorom podrobne opisujú svoju novú metódu nákladov na výrobu vysoko čistého titánu, ktorý je takmer úplne bez kyslíka. Tento výskum prospieva nielen technologickému rozvoju, ale má aj pozitívny vplyv na udržateľnosť životného prostredia Titán je vysoko cenený pre svoje jedinečné vlastnosti. V porovnaní s inými kovmi majú titánové materiály širšie využitie. Dokáže odolávať nielen chemickému poškodeniu, ale aj vlastnostiam, že je pevný a ľahký. Napríklad najnovšia generácia iPhonov využíva ako základný rámec zliatiny titánu. Aj keď to zvyšuje náklady, používanie robí telefóny ľahšími a odolnejšími. Náklady na výrobu ultračistého titánu sú však oveľa vyššie ako náklady na výrobu ocele (zliatin železa) a hliníka. Proces prípravy titánu vysokej čistoty si vyžaduje spotrebu veľkého množstva energie a zdrojov. Preto sa výskumníci zaviazali vyvinúť lacnú a jednoduchú metódu prípravy vysoko čistého titánu na podporu vývoja produktov používaných v priemysle a bežnými spotrebiteľmi.
V tejto štúdii vedci prijali inovatívnu techniku ​​​​založenú na kovoch vzácnych zemín na odstránenie kyslíka z titánu. Reakciou titánu s kovovým ytriom a fluoridom ytritým alebo podobnými látkami sa nakoniec získali lacné zliatiny v tuhom stave, zbavené kyslíka. Okrem toho môže byť ytrium po reakcii recyklované, čím sa ďalej znižujú výrobné náklady. "Kovy železo a hliník sa vo veľkom vyrábajú priemyselne, ale výroba kovového titánu je obmedzená, pretože náklady na odstránenie kyslíka z rudy sú vysoké. Inovatívna technika na báze kovov vzácnych zemín, ktorú používame, môže znížiť obsah kyslíka v titáne na { {5}},02 % hmotnosti,“ vysvetlil Toru H. Okabe, hlavný autor štúdie. Kľúčovým krokom bola reakcia roztaveného titánu so špecifickými reaktívnymi látkami. Vedci zistili, že táto metóda je nielen lacná, ale aj jednoduchá na obsluhu. Dôležité je, že aj titán s vysokým obsahom kyslíka je možné spracovať touto metódou. "Sme nadšení z všestrannosti nášho experimentálneho protokolu. Neprítomnosť medziproduktov a jednoduché ovládanie pomôžu pri jeho priemyselnej aplikácii," povedal Toru H. Okabe. Hoci štúdia zaznamenala významný pokrok, v súčasnosti existuje jedno obmedzenie: deoovaný titán obsahuje až 1 % hmotnosti ytria. Prítomnosť ytria by mohla ovplyvniť mechanické a chemické vlastnosti zliatiny titánu. Preto sa výskumníci musia ďalej zaoberať problémom kontaminácie ytria, aby sa zabezpečilo široké priemyselné využitie titánových produktov. Celkovo je nová metóda vyvinutá Tokijskou univerzitou významným krokom k efektívnejšiemu využívaniu vysoko čistého titánu. Keďže technológia neustále napreduje a náklady sa ďalej znižujú, titánový kov bude v budúcnosti zohrávať dôležitejšiu úlohu. Zdroj: Baoji Titanium Industry Research Institute