Récemment, les chercheurs de l'Université de Tokyo ont fait une percée importante, ils ont développé une nouvelle méthode, peuvent réduire considérablement le coût de production de titane à faible pureté à faible pureté. Ce résultat de recherche introduit non seulement cette méthode rentable, mais révèle également les principes scientifiques et les défis techniques derrière.
Il est signalé que les chercheurs ont réussi à réduire la teneur en oxygène en titane à 0. 02% en utilisant le métal rare Earth Yttrium. Cette percée a permis à Titanium d'être utilisé dans une gamme plus large d'applications industrielles. Cependant, pour réaliser pleinement les applications les plus potentielles des alliages de titane dans la fabrication, Yttrium, qui est présent dans jusqu'à 1% de la composition du matériau, est devenu un défi urgent.
Les produits fabriqués en titane pur sont rares en raison du coût élevé de l'élimination de l'oxygène du minerai de titane. Le coût de l'élimination de l'oxygène est l'un des facteurs clés affectant l'utilisation généralisée du titane. La réduction de ce coût favoriserait efficacement une utilisation plus large des avantages des produits en titane par les fabricants dans la fabrication de leurs produits.
Des chercheurs de l'Institut des sciences industriels de l'Université de Tokyo ont publié une étude dans Nature Communications détaillant leur nouvelle approche pour réduire le coût de production de titane de haute pureté presque complètement sans oxygène. Cette recherche profite non seulement au développement technologique, mais a également un impact positif sur la durabilité environnementale.
Cependant, le coût de la production de titane ultra-pure est beaucoup plus élevé que la fabrication de l'acier (ferroalloys) et de l'aluminium. Le processus de préparation du titane de haute pureté consomme de grandes quantités d'énergie et de ressources. En conséquence, les chercheurs ont travaillé à développer une méthode peu coûteuse et simple pour préparer le titane de haute pureté afin de faciliter le développement de produits pour une utilisation par l'industrie et les consommateurs ordinaires.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une technologie innovante basée sur des métaux de terres rares pour éliminer l'oxygène du titane. Ils se sont retrouvés avec un alliage de titane désoxydé à faible coût, à l'état solide et en réagissant en titane fondu avec les métaux yttrium et le trifluoride d'yttrium ou des substances similaires. De plus, le Yttrium réagi peut être recyclé, ce qui réduit encore les coûts de production.
Toru H. Okabe, auteur principal de l'étude, explique: "Les métaux en fer et en aluminium sont produits en grande quantité industrielle, mais la production de titane est limitée en raison du coût élevé de l'élimination de l'oxygène du minerai. Cette technologie innovante que nous avons utilisée, basée sur des métaux terres rares, peut éliminer l'oxygène de l'oxygène."
Une étape clé dans cette recherche a été de réagir au titane fondu avec une substance réactive spécifique. Les chercheurs ont constaté que cette méthode est non seulement peu coûteuse, mais aussi simple. De plus, même la ferraille en titane contenant de grandes quantités d'oxygène peut être traitée de cette manière.
Nous sommes ravis de la polyvalence du schéma expérimental ", a déclaré Toru H. Okabe. L'élimination des composés intermédiaires et la procédure simple contribueront à son application industrielle." Malgré les progrès importants réalisés dans cette recherche, il y a une limitation: le titane désoxydé obtenu contient du yttrium avec une masse allant jusqu'à 1%. La présence de Yttrium peut affecter les propriétés mécaniques et chimiques des alliages de titane. Par conséquent, les chercheurs doivent aborder davantage la question de la contamination de Yttrium pour assurer l'utilisation généralisée des produits en titane dans la fabrication industrielle.
Dans l'ensemble, cette nouvelle méthode développée par des chercheurs de l'Université de Tokyo est une étape importante vers une utilisation plus efficace du titane de haute pureté. Alors que la technologie continue de progresser et que les coûts sont encore réduits, le titane jouera un rôle encore plus important à l'avenir.
