gr1 gr2 gr3 gr4 titanyum plakanın hazırlanma süreci
Gr1 gr2 gr3 gr4 Titanyum plakalarhafif, yüksek mukavemetli ve iyi korozyon direnci ile karakterize edilen gri geçiş metalleridir. Kararlı kimyasal özellikleri, iyi yüksek sıcaklık dayanımı, düşük sıcaklık dayanımı, güçlü asit direnci, güçlü alkali direnci, yüksek mukavemeti ve düşük yoğunluğu nedeniyle "uzay metali" olarak bilinir. Titanyumun en yaygın bileşiği titanyum dioksittir (yaygın olarak titanyum dioksit olarak bilinir) ve diğer bileşikler arasında titanyum tetraklorür ve titanyum triklorür bulunur. Titanyum yer kabuğunda en yaygın olarak bulunan ve en bol bulunan elementlerden biridir ve yer kabuğu kütlesinin %0,16'sını oluşturur ve dokuzuncu sırada yer alır. Titanyum cevherleri esas olarak ilmenit ve rutil içerir. Titanyumun en belirgin iki avantajı yüksek özgül mukavemet ve güçlü korozyon direncidir; bu da titanyumun havacılık, silah, enerji, kimya endüstrisi, metalurji, inşaat ve ulaşım alanlarında geniş uygulama olanaklarına sahip olması gerektiğini belirler.
Titanyum malzeme eritme
Yoğun titanyum ve titanyum alaşımları külçeleri üretmek için titanyum hammaddelerinin ve katkı maddelerinin eritilmesi işlemi, titanyum malzeme hazırlamanın ilk işlemidir.
1940 yılında Lüksemburglu bilim adamı JwKroll, sünger titanyumu eritmek için Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez vakumlu tüketilemez ark eritmeyi kullandı ve yoğun titanyum külçeleri elde etti. 1940'ların sonunda, endüstriyel ölçekli sarf malzemesi fırınının son haline getirilmesi ilk kez Amerika Birleşik Devletleri'nde tamamlandı; bu, titanyum eritme endüstrisinin istikrarlı bir gelişme aşamasına girdiğini işaret ediyor. Daha sonra, eski Sovyetler Birliği, Birleşik Krallık ve Japonya, -1950'ların ortalarında art arda kendi titanyum eritme endüstrilerini kurdular.
Titanyum sünger eritme işlemi
manyetik indirgeme
Titanyum tetraklorürün (TiCl4) magnezyum ile indirgenmesiyle titanyum metali üretme işlemi, titanyum metali üretiminin ana yöntemlerinden biridir. İndirgeme işlemi, yüksek sıcaklıkta, inert gaz koruma atmosferinde gerçekleştirilir ve indirgeme ürünü, süngerimsi metal titanyum elde etmek için esas olarak kalan metal magnezyum ve MgCl2'den vakumlu damıtma yoluyla ayrılır.
Klauer yöntemi olarak da bilinen magnezyum termal indirgeme yöntemi, 1940 yılında Lüksemburglu bilim adamı Klauer tarafından başarıyla incelenmiştir. 1948 yılında Amerika Birleşik Devletleri'ndeki DuPont Şirketi, ticari sünger titanyum üretmek için bu yöntemi kullanmaya başladı. Geleneksel magnezya termal indirgeme yöntemi, indirgeme işlemi tamamlandıktan ve indirgeme ürünü soğutulduktan sonra vakumla ayırma için damıtma ekipmanının bir araya getirilmesidir. 1970'lerde Sovyetler Birliği yarı birlik yaklaşımını başarıyla benimsedi. 1980'lerin başında Japonya, birleşik yöntem olarak adlandırılan indirgeme-damıtma birleşik yöntemini başarıyla benimsedi. Proses özelliği, TiCl4'ün magnezya termal indirgemesi tamamlandıktan sonra, sıcak indirgeme ürününün, yüksek sıcaklıkta metal magnezyum ve MgCl2'yi ayırmak için doğrudan vakumlu damıtma işlemine aktarılmasıdır; bu, magnezya termal indirgeme yönteminin sanayileşmesinden bu yana büyük bir teknolojik ilerlemedir.
Sodyum (Na) indirgeme yöntemi
Avcı (Avcı) yöntemi olarak da bilinen bu yöntem, titanyum metali hazırlamak için kullanılan en eski araştırma yöntemidir.
Titanyum tetraklorürün (TiCl4) sodyum indirgeme yöntemiyle üretim süreci, magnezyum termal indirgeme yöntemiyle tamamen aynıdır. İnert bir atmosferin koruması altında, TiCl4'ün Na ile indirgenmesiyle titanyum sünger üretilir ve ana reaksiyonu şöyledir:
TiCl4 + 2Na=TiCl2 + 2NaCl (1)
TiCl2 + 2Na=Ti + 2NaCl (2)
TiCl4 + 4Na=Ti + 4NaCl (3)
Elde edilen indirgeme ürünü, tuzun giderilmesi için su ile yıkanır ve son olarak ürün, titanyum sünger ürününü elde etmek için son işleme tabi tutulur.
İndirgeme işleminin gerçekleştirilme şekline göre, sodyum işlemi tek aşamalı yöntem ve iki aşamalı yönteme ayrılabilir. Reaksiyon sürecinde indirgeme reaksiyonu formül (3)'e göre bir kez tamamlanırsa sünger titanyum üretme işlemine tek aşamalı yöntem denir. Reaksiyon prosesinde ilk adım formül (1)'e göre TiCl2 hazırlamak ve ardından ikinci adım TiCl2'yi formül (2)'ye göre sünger titanyuma indirgemeye devam etmekse buna iki aşamalı işlem denir. Günümüzde endüstriyel üretimde her iki yöntem de uygulanmaktadır.
