1. Nouveaux processus, technologies et nouvelles utilisations du titane
1.1 Méthodes de préparation en titane
Bien que le titane soit de nature relativement abondante, c'est un métal rare car il est dispersé et difficile à extraire. À l'heure actuelle, la préparation du titane est divisée en deux catégories:Méthode de réduction thermique etMéthode d'électrolyse de sel en fusion.
(1) Préparation du titane par méthode de réduction thermique La méthode de réduction thermique consiste à réduire le titane des composés de titane tels que TICL 4, TIO 2, K 2 TIF 6, etc. à une certaine température en utilisant de forts agents de réduction tels que Li, Na, Mg, CA et leurs hydraudes. Selon le composé en titane, la méthode de réduction thermique pour préparer le titane peut être divisée en trois catégories:
① Méthode redox du chlorure de titane, telles que la méthode Kroll, la méthode Hunter, la méthode Armstrong et la méthode EMR;
② Méthode redox d'oxyde de titane, comme la méthode OS, le processus PRP, la méthode MHR;
③ Méthode redox du titanate.
Actuellement, seule la méthode de Kroll et la méthode Hunter peuvent être appliquées avec succès dans la production industrielle. La méthode Kroll utilise du magnésium pour remplacer le titane dans le chlorure, tandis que la méthode Hunter utilise du sodium pour remplacer le titane dans le chlorure. En outre, la méthode Armstrong développée par Chicago International Titanium Powder Company aux États-Unis est similaire à la méthode Hunter en ce qu'elle utilise également le sodium comme agent réducteur pour purifier le titane. Les États-Unis ont commencé à utiliser cette méthode de pré-production dans les usines.
(2) Préparation du titane par électrolyse en fusion en 1959, Kroll a prédit que l'électrolyse en fusion en fonte remplacerait la méthode de Kroll et deviendrait la méthode grand public pour produire du titane au cours des prochaines années 5-10. Au fil des ans, les institutions de recherche scientifique et les laboratoires au pays et à l'étranger ont développé un total de plus d'une douzaine de nouvelles technologies pour préparer le titane par électrolyse en fusion.
Ils peuvent être divisés en trois catégories suivantes en fonction des matières premières:
① Electrolyse des titanates;
② Electrolyse des chlorures de titane;
③ L'électrolyse des oxydes de titane, y compris la méthode FFC Cambridge, le processus Mer, le processus USTB, le processus QIT, la méthode SOM et la méthode d'électrolyse liquide ionique.
1.2 nouvelles utilisations du titane
Depuis les années 40, l'utilisation du titane s'est développée rapidement et a été largement utilisée dansavions, roquettes, missiles, satellites artificiels, vaisseau spatial, navires, industrie militaire, traitement médical, industrie pétrochimique et autres domaines. Les dernières recherches ont révélé que le corps humain contient une certaine quantité de titane, qui peut stimuler les phagocytes et améliorer l'immunité. Par conséquent, de nombreux laboratoires sont engagés dans le développement et l'application du titane biologique.
2.Neuves processus, technologies et nouvelles utilisations des alliages de titane
2.1 Méthodes de préparation des alliages de titane
Le traitement traditionnel des alliages de titane adopte généralement la technologie de fusion et de coulée. Les dernières technologies de traitement sont divisées en catégories suivantes:(1) une technologie de formation proche du réseau; (2) la technologie de soudage par friction des câbles; (3) technologie de formation superplasique; (4) Technologie de simulation informatique du processus de préparation et de traitement des matériaux.
La technologie de formation proche du réseau comprend la formation au laser, la coulée de précision, le forgeage de la pure de précision, la métallurgie de poudre, le moulage par injection et d'autres méthodes. La métallurgie de la poudre est un nouveau processus qui utilise la poudre de titane ou la poudre d'alliage de titane comme matière première, par la formation et le frittage, pour fabriquer des pièces de titane.
1. Pour produire de la poudre, la méthode d'alliage mécanique est généralement utilisée, en utilisant un broyeur à boulets pour avoir un impact fortement, broyer et remuer les matières premières.
2. L'alliage qui a été formé en poudre est pressé et formé. Il existe deux méthodes pressantes, à savoir la formation de pression et la formation sans pression. Le but de cette étape est d'obtenir une certaine forme et taille de l'embryon pressé et de le faire avoir une certaine densité et une certaine force.
3. Une fois que le blanc est soumis à la décharge de frittage du plasma, les matrices supérieures et inférieures et les électrodes énergisées sont utilisées pour appliquer une alimentation de frittage spécifique et une pression de pressage vers la poudre frittée, et des matériaux de titane à haute performance sont obtenus par activation de décharge, déformation et refroidissement thermoplastiques.
4. L'alliage de titane après frittage du plasma est ensuite traité, généralement un traitement thermique ou un traitement plastique.
2.2 Utilisations des alliages de titane
Les alliages de titane ont été largement utilisés dans le champ aérospatial au début, principalement utilisés pour fabriquer des moteurs d'avion ou des composants pneumatiques. À l'heure actuelle, les alliages de titane ont été utilisés dans les appareils civils, d'usine ou de ménage. Le nouveau développement des alliages de titane est principalement concentré dans les cinq aspects suivants.
(1) Les alliages en titane médical en titane ont une faible densité et une bonne biocompatibilité, ce qui en fait des matériaux médicaux idéaux qui peuvent être implantés dans le corps humain.
(2) alliages ignifuges à base de flamme en titane qui peuvent résister à la combustion sous une pression, une température et un débit d'air sont des alliages de titane ignifuges. Les États-Unis, la Russie et la Chine ont successivement développé de nouveaux alliages de titane ignifuges. Parmi eux, les États-Unis utilisent ces alliages de titane ignifuges dans les moteurs. Parce que ces alliages de titane ne sont pas sensibles à la combustion, ils peuvent considérablement améliorer la stabilité du moteur.
(3) L'alliage de titane de type de type haute résistance et à haute taille a les caractéristiques de haute résistance, une bonne soudabilité et d'excellentes performances de traitement chaud et à froid. Et ses propriétés mécaniques sont considérablement améliorées après le traitement du vieillissement de la solution.
(4) Composé en aluminium en titane Le composé en aluminium de titane a de bonnes performances à haute température, une bonne résistance à l'oxydation et une résistance au fluage par rapport aux alliages généraux du titane, et sa densité est inférieure à celle des alliages généraux de titane.
(5) L'alliage de titane à haute température combine une méthode de solidification rapide avec la méthode de métallurgie de la poudre et utilise des matériaux composites renforcés en fibres ou en particules pour préparer des alliages de titane avec d'excellentes caractéristiques mécaniques à haute température. La limite de température de service de l'alliage de titane à haute température est beaucoup plus élevée que celle de l'alliage de titane ordinaire.
(6) Alliage de nickel en titane L'alliage composé de titane et de nickel est appelé "alliage de mémoire". Cet alliage est transformé en une forme prédéterminée puis après avoir façonne le traitement. S'il est déformé par une force externe, il peut être restauré à son apparence d'origine en chauffant légèrement. Cet alliage peut être utilisé dans divers domaines tels que l'instrumentation, les appareils électroniques, etc.
