鈦金屬價格低廉：日本科學(xué)家揭秘新型低成本生產(chǎn)方法

東京研究人員開發(fā)的新方法顯著降低了生產(chǎn)低氧鈦的成本，一旦釔污染問題得到解決，有望在工業(yè)上得到更廣泛的應(yīng)用。

鈦是地殼中第豐富元素，但由于從鈦礦中提取氧氣的成本很高，純鈦制成的產(chǎn)品很少見。降低這些成本可能會促使制造商在其產(chǎn)品中更廣泛地利用鈦的有益特性。

現(xiàn)在，在《自然通訊》最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員開發(fā)出一種工藝，可以降低生產(chǎn)幾乎完全不含氧的鈦的成本。這種除氧方案可能有利于技術(shù)發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)性。

鈦的特性和挑戰(zhàn)

鈦是一種用途極為廣泛的材料，因?yàn)樗粌H通常能抵抗化學(xué)損傷，而且堅(jiān)固而輕便。例如，與其他金屬相比，鈦的重量很輕，這就是為什么現(xiàn)代 iPhone 的底座框架采用鈦合金制成，盡管成本較高。

從熔融鈦中直接生產(chǎn)低氧濃度鈦

東京大學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所的研究人員已經(jīng)成功從高氧濃度的鈦中去除氧氣，這可能有助于降低這種用途廣泛的金屬的生產(chǎn)成本。圖片來源：東京大學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所

不幸的是，由于制備高純度鈦需要大量能源和資源，生產(chǎn)超純鈦的成本比制造鋼(一種鐵合金)和鋁高得多。開發(fā)一種廉價、簡單的制備方法，并促進(jìn)工業(yè)和普通消費(fèi)者的產(chǎn)品開發(fā)，是研究人員想要解決的問題。

創(chuàng)新除氧技術(shù)

“工業(yè)界大量生產(chǎn)鐵和鋁金屬，但不會大量生產(chǎn)鈦金屬，因?yàn)閺牡V石中去除氧氣的成本太高，”這項(xiàng)研究的主要作者 Toru H. Okabe 解釋道。“我們使用一種基于稀土金屬的創(chuàng)新技術(shù)，將鈦中的氧氣去除到單位質(zhì)量的 0.02%。”

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