Universiti Tokyo Membangunkan Kaedah Baharu Untuk Mencapai Pengeluaran Titanium Rendah oksigen, Ketulenan Tinggi Pada Kos yang Lebih Rendah.

Universiti Tokyo membangunkan kaedah baharu untuk mencapai pengeluaran titanium rendah oksigen, ketulenan tinggi pada kos yang lebih rendah.
Baru-baru ini, penyelidik di Universiti Tokyo telah membuat satu kejayaan besar dengan membangunkan kaedah baharu yang boleh mengurangkan kos menghasilkan titanium ketulenan dengan kandungan oksigen yang rendah. Penyelidikan bukan sahaja memperkenalkan kaedah kos efektif ini tetapi juga menyelidiki prinsip saintifik dan cabaran teknikal di belakangnya.
Ia melaporkan bahawa penyelidik berjaya mengurangkan kandungan oksigen dalam titanium kepada 0.02% dengan menggunakan yttrium logam nadir bumi. Kemajuan terobosan ini membolehkan untuk digunakan secara lebih meluas dalam aplikasi perindustrian. Walau bagaimanapun, untuk merealisasikan sepenuhnya potensi aloi titanium dalam pembuatan, kandungan yttrium yang tinggi sehingga % dalam bahan telah menjadi satu cabaran yang mendesak untuk ditangani.
Penyelidik di Institut Sains Perindustrian di Universiti Tokyo telah menerbitkan hasil penyelidikan dalam Nature Communications, memperincikan kaedah baharu mereka untuk kos menghasilkan titanium ketulenan tinggi yang hampir bebas sepenuhnya daripada oksigen. Penyelidikan ini bukan sahaja memberi manfaat kepada pembangunan teknologi tetapi juga memberi impak positif kepada kelestarian alam sekitar Titanium sangat dihargai kerana sifat uniknya. Berbanding dengan logam lain, bahan titanium mempunyai pelbagai kegunaan yang lebih luas. Ia bukan sahaja boleh menahan kerosakan kimia tetapi juga ciri-ciri yang kuat dan ringan. Sebagai contoh, generasi terbaru iPhone menggunakan aloi titanium sebagai rangka kerja asas. Walaupun ini meningkatkan kos, penggunaan menjadikan telefon lebih ringan dan lebih tahan lama. Walau bagaimanapun, kos menghasilkan titanium ultra tulen jauh lebih tinggi daripada pembuatan keluli (aloi besi) dan aluminium Proses penyediaan titanium ketulenan tinggi memerlukan penggunaan tenaga dan sumber yang banyak. Oleh itu, penyelidik telah komited untuk membangunkan kaedah yang murah dan mudah menyediakan titanium ketulenan tinggi untuk menggalakkan pembangunan produk yang digunakan dalam industri dan oleh pengguna umum.
Dalam kajian ini, para penyelidik menggunakan teknik inovatif berdasarkan logam nadir bumi untuk mengeluarkan oksigen daripada titanium. Dengan bertindak balas sepuluh titanium dengan logam yttrium dan yttrium trifluorida atau bahan yang serupa, mereka akhirnya memperoleh kos rendah, keadaan pepejal, aloi terdeoksigen. Selain itu, yttrium boleh dikitar semula selepas tindak balas, seterusnya mengurangkan kos pengeluaran. "Logam besi dan aluminium dihasilkan secara industri secara besar-besaran, tetapi pengeluaran logam titanium adalah terhad kerana kos untuk mengeluarkan oksigen daripada bijih adalah tinggi. Teknik inovatif berasaskan logam nadir bumi yang kami gunakan boleh mengurangkan oksigen dalam titanium kepada { {5}}.02% mengikut jisim," jelas Toru H. Okabe, pengarang utama kajian itu. Satu langkah utama dalam itu ialah bertindak balas titanium cair dengan bahan reaktif tertentu. Para penyelidik mendapati bahawa kaedah ini bukan sahaja kos rendah tetapi juga mudah untuk dikendalikan. Yang penting, titanium dengan kandungan oksigen yang tinggi pun boleh diproses menggunakan kaedah ini. "Kami teruja dengan kepelbagaian protokol percubaan kami. Ketiadaan sebatian perantaraan dan operasi mudah akan membantu dalam aplikasi industrinya," kata Toru H. Okabe. Walaupun kajian itu telah mencapai kemajuan yang ketara, pada masa ini terdapat satu had: titanium yang dihidangkan mengandungi sehingga 1% yttrium mengikut jisim. Kehadiran yttrium boleh menjejaskan sifat mekanikal dan kimia aloi titanium. Oleh itu penyelidik perlu menangani lebih lanjut isu pencemaran yttrium untuk memastikan aplikasi industri produk titanium yang meluas. Secara keseluruhannya, kaedah baharu yang dibangunkan oleh Universiti Tokyo merupakan langkah penting ke arah penggunaan titanium ketulenan tinggi yang lebih cekap. Memandangkan teknologi terus maju dan kos dikurangkan lagi, logam titanium akan memainkan peranan yang lebih penting pada masa hadapan. Sumber: Institut Penyelidikan Industri Titanium Baoji