低氧钛工艺创新的除氧技术成本更低高精尖领域都用的钛究竟牛在哪 - 资讯中心 - 橡机资讯

纯钛，一般指纯度大于99%的钛材料，而纯度达到99.99%甚至更高的钛材料，则被称之为高纯钛。高纯钛具有密度低、熔点高、耐腐蚀性好、塑性好等特点，近年来随着航空航天和电子信息等高科技行业的发展，高纯钛的需求量正在不断增加，助力航天腾飞。

东京大学的研究人员开发出一种生产含氧量极低的钛的新方法，大大降低了生产成本。他们的研究介绍了一种利用钇将氧含量降低到 0.02% （按质量计）的经济有效的工艺。尽管钇在钛合金中的含量高达 1%（按质量计算），这对充分实现钛在制造业中的潜在应用构成了挑战，但这一突破可使钛在工业中得到更广泛的应用。

东京研究人员开发的一种新方法大大降低了生产低氧钛的成本，一旦钇污染问题得到解决，有望在工业领域得到更广泛的应用。钛是地壳中含量第九高的元素，但由于从钛矿石中提取氧气的成本较高，因此用纯钛制造的产品很少见。降低这些成本可以促使制造商在其产品中更广泛地利用钛的有益特性。

现在，东京大学工业科学研究所的研究人员在最近发表于《自然-通讯》（Nature Communications）上的一项研究中，开发出了一种程序，可以降低生产几乎完全不含氧的钛的成本。这种除氧方案可能有利于技术发展和环境的可持续发展。

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，但不生产钛金属，因为从矿石中去除氧气的成本很高。我们采用了一种基于稀土金属的创新技术，可以将钛中的氧去除到单位质量的 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进行反应。最终得到的是一种低成本、固态、脱氧的钛合金。反应后的钇可以回收再利用。研究人员工作的一大亮点是，即使是含有大量氧气的钛废料也可以用这种方法进行处理。

"我们对协议的多功能性感到兴奋，"Toru H. Okabe 说。Okabe 说。"缺乏中间化合物和简单明了的程序将促进工业界的采用。"

与目前相比，这项工作在更有效地利用高纯度钛方面迈出了重要一步。这项工作的局限性在于，脱氧后的钛含有钇，质量含量高达 1%；钇会影响钛合金的机械和化学特性。在解决了钇污染问题后，应用于工业制造将变得简单易行。

1、钛为什么这么贵

要解决飞机飞的快，最主要难关就是机翼发热问题的克服。飞机速度快了之后，机翼上的空气受到压缩，放出大量的热，机翼温度急剧升高，达到声音三倍后，表面温度可以达到500摄氏度。过去飞机机翼多用金属铝合金，虽然密度小，但是不耐热，300摄氏度左右已经吃不消。而金属钛则彻底解决了这方面问题。

钛的密度仅是铁的1/2，却像铜一样经得起锤击和拉延。在超低温世界里，钛会变得更为坚硬，并有超导体的性能，而钢铁则变得脆弱无能。此外钛还有很强的耐酸碱腐蚀能力，在海水中浸4年不锈蚀，用钛合金为船只制造外壳，海水无法腐蚀它。用钛合金制成的“钛潜艇”，可潜入4500米的深度，一般钢铁潜艇在超过300米就容易被水压压坏。钛在地壳中约占总重量的0.42%，是铜、镍、铅、锌的总量的16倍，可以说是储量巨大。前段时间中国星空-2飞行器成功试射也着实令西方焦虑。

钛在高科技领域广泛用途：制造火箭、导弹宇宙飞船。起飞和降落、运行过程都能经受住“烈火”的考验。据说我国多次成功试射的超高音速导弹的外壳就大量使用了钛合金。有的读者会想，太空极低温度会影响吗？不会的，钛在零下一百多度不发脆、不断裂，又被称为“未来之金属”。

金属钛含量丰富，应用广泛，可以大量冶炼。但是生产过程复杂，成本较高。主要存在的钛铁矿，每吨价格在2000元左右，冶炼后纯钛价格比银子还贵啦，一般我们民用普通设备是不需要用金属钛的。

2、我国钛工业发展史

我国的钛工业起步于 20 世纪 50 年代，其发展历程充满了艰辛与坎坷。在长达 42 年的时间里，中国海绵钛的产量不足 3 万吨。然而，随着时间的推移，进入 21 世纪后，中国的钛工业开始迎来了迅速发展的时期。遵义钛厂成为了国内第一家 5000 吨级规模的海绵钛厂，宝钛集团的钛材加工能力也得到了大幅提升，海绵钛的市场需求呈现出持续增长的态势。中国的钛工业从此迈入了“量级时代”，产能迅速扩张，产量大幅增长。然而，钛市场也面临着供需失衡等问题，下游应用领域尚未得到全面拓展。2010 年，钛市场迎来了一场“大洗牌”，转型升级成为了当务之急，这也是时代发展的必然要求。

从 2022 年开始，新一轮的产业转型升级全面铺开，中国的钛产业迎来了从量变到质变的历史性变革时期。在未来的发展中，我国的钛产业将不断加强科技创新，提高产品质量和附加值，拓展应用领域，推动钛产业向高端化、智能化、绿色化方向发展。同时，加强国际合作，提升我国钛产业在全球市场的竞争力和影响力，为全球钛产业的发展做出更大的贡献。相信在不久的将来，钛将在更多领域展现出其独特的魅力和价值，为人类社会的发展带来更多的可能。钛从过去走向现在，又必然而然地要从现在走向未来。让我们共同期待钛的未来，期待它在科技进步和人类生活中的更多精彩表现！

文章来源： cnBeta，化学科技生活，钛小白
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