Äskettäin Tokion yliopiston tutkijat tekivät tärkeän läpimurron, he kehittivät uuden menetelmän, voi huomattavasti vähentää matalan happea korkean puhtaan titaanin tuotantokustannuksia. Tämä tutkimustulos ei vain tuota tätä kustannustehokasta menetelmää, vaan myös paljastaa sen taustalla olevat tieteelliset periaatteet ja tekniset haasteet.
On todettu, että tutkijat onnistuivat vähentämään titaanin happipitoisuutta 0. Tämä läpimurto on mahdollistanut titaanin käytön laajemmassa teollisuussovelluksissa. Titaniumseosten mahdollisempien sovellusten toteuttamisesta valmistuksessa YTTRIUM, joka on läsnä jopa 1 prosentilla materiaalin koostumuksesta, on tullut kiireellinen haaste.
Puhtaasta titaanista valmistetut tuotteet ovat harvinaisia johtuen hapen poistamisesta korkeasta kustannuksesta titaanimalmista. Hapen poistamisen kustannukset ovat yksi keskeisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat titaanin laajaan käyttöön. Näiden kustannusten vähentäminen edistäisi tehokkaasti valmistajien titaantuotteiden etujen laajempaa käyttöä tuotteidensa valmistuksessa.
Tokion yliopiston teollisuustieteen instituutin tutkijat ovat julkaissut luonnon viestinnän tutkimuksen, jossa kerrotaan heidän uuden lähestymistapansa melkein kokonaan happettoman voimakkaan titaanin tuottamisen kustannusten vähentämiseksi. Tämä tutkimus ei vain hyödyttää teknistä kehitystä, vaan sillä on myös positiivinen vaikutus ympäristön kestävyyteen.
Ultra-puhkean titaanin tuottamisen kustannukset ovat kuitenkin paljon korkeammat kuin teräksen (ferrolloosit) ja alumiinin valmistus. Suuren puhtaan titaanin valmistusprosessi kuluttaa suuria määriä energiaa ja resursseja. Seurauksena on, että tutkijat ovat pyrkineet kehittämään edullista ja yksinkertaista menetelmää korkean puhtaan titaanin valmistelemiseksi tuotteiden kehittämisen helpottamiseksi teollisuuden ja tavallisten kuluttajien käytettäväksi.
Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät innovatiivista tekniikkaa, joka perustui harvinaiseen maametalleihin hapen poistamiseksi titaanista. Ne päätyivät edulliseen, kiinteän tilan, deoksidoidun titaaniseoksen kanssa reagoimalla sulaa titaania metallien Yttrium- ja yttrium-trifluoridien tai vastaavien aineiden kanssa. Lisäksi reagoitunut yttrium voidaan kierrättää vähentäen edelleen tuotantokustannuksia.
Tutkimuksen johtava kirjoittaja Toru H. Okabe selittää: "Rauta- ja alumiinimetallit tuotetaan suurina määrinä teollisesti, mutta titaanin tuotanto on rajoitettua, koska happea poistetaan korkeat kustannukset malmista. Tätä käyttämäämme innovatiivista tekniikkaa, joka perustuu harvinaisten maa -metallien perusteella, voi poistaa happea titaanista 0.
Avainvaihe tässä tutkimuksessa oli reagointi sulan titaanin kanssa spesifisen reaktiivisen aineen kanssa. Tutkijat havaitsivat, että tämä menetelmä ei ole vain edullinen, vaan myös yksinkertainen. Lisäksi jopa titaaniromu, joka sisältää suuria määriä happea, voidaan käsitellä tällä tavalla.
Olemme innostuneita kokeellisen järjestelmän monipuolisuudesta ", sanoi Toru H. Okabe. Väliyhdisteiden eliminointi ja yksinkertainen menettely myötävaikuttaa sen teolliseen sovellukseen." Huolimatta tässä tutkimuksessa saavutetusta tärkeästä edistyksestä, on rajoitettu: saatu deoksidoitu titaani sisältää yttriumia, jonka massa on jopa 1 prosenttia. Yttriumin läsnäolo voi vaikuttaa titaaniseosten mekaanisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Siksi tutkijoiden on edelleen käsiteltävä yttrium -saastumista titaanituotteiden laajalle levinneestä käytöstä teollisuusvalmistuksessa.
Kaiken kaikkiaan tämä uusi Tokion yliopiston tutkijoiden kehittämä menetelmä on tärkeä askel kohti korkean puhtaan titaanin tehokkaampaa käyttöä. Kun tekniikka jatkaa etenemistä ja kustannuksia vähenee edelleen, titaani on entistä tärkeämpi rooli tulevaisuudessa.
