Mekanik alaşımlama
Mekanik alaşımlama, yüksek enerjili bir bilyalı değirmende toz parçacıkları ile öğütme topu arasındaki uzun süreli yoğun darbe ve çarpışma yoluyla soğuk kaynak ve toz parçacıklarının kırılması yoluyla metal veya alaşım tozunun tekrar tekrar üretildiği ve difüzyona yol açan bir toz hazırlama işlemidir. Toz elde etmek için toz atomları. Titanyum ve titanyum alaşımı tozu hazırlamak için mekanik alaşımlama, öğütme için yüksek enerjili bilyalı değirmene (argon gazı koruması) titanyum bileşiği veya karışık toz ve geliştirme ortamının (genellikle az miktarda proses kontrol maddesi eklenmesi gerekir) yüklenmesidir. Öğütme işleminde, toz parçacıkları sürekli olarak öğütülür ve çok ince toz parçacık boyutunun elde edilmesi için sürekli tekrarlanan kaynak - kırma - kaynak işlemi yoluyla kademeli olarak karıştırılır. Bu işlemin avantajı, öğütme malzemelerinin herhangi bir oranda eşleşebilmesi, alaşımlı malzeme veya tek metal tozu hazırlayabilmesidir.
Hidrojenasyon dehidrojenasyon yöntemi (HDH)
HDH, titanyum ve hidrojenin tersinir özelliklerini kullanarak titanyum tozu hazırlama işlemidir. Hidrojen emildikten sonra titanyum, mekanik olarak titanyum hidrit tozuna bölünecek ve daha sonra yüksek sıcaklıkta vakum koşulu altında titanyum tozu üretmek üzere hidrojeni giderilecek kırılganlık üretecektir. Bu işlemle üretilen titanyum tozu, geniş bir parçacık boyutu aralığına, düşük maliyete ve düşük hammadde gereksinimine sahip olduğundan, yurt içinde ve yurt dışında titanyum tozu üretiminin ana yöntemi haline gelmiştir, ancak bu yöntemle hazırlanan titanyum tozu, O ve N içeriği yüksek. Son yıllarda düşük maliyetli ve düşük oksijen içerikli titanyum tozunun hazırlanmasına yönelik araştırmalar yurt içinde ve yurt dışında giderek daha aktif hale geliyor.
Atomizasyon yöntemi
Atomizasyon yöntemi, sıvı metal veya alaşım akışının küçük damlacıklara parçalanması ve daha sonra ortamda soğutularak katılaştırılarak metal tozu elde edilmesi yöntemidir. Şu anda titanyum tozu, esas olarak gaz atomizasyon yöntemi ve santrifüj atomizasyon yöntemiyle atomizasyon yöntemiyle hazırlanabilmektedir.
Gaz atomizasyon yöntemi
Gaz atomizasyon yöntemi genellikle ham maddeleri bir pota içinde eritmek için, potanın altındaki nozülden yüksek hızlı gazla eriterek metal erimiş spreyi metal tozu halinde yoğunlaştıran bir sprey halinde üretmek için kullanılır.
Santrifüj atomizasyon yöntemi
Santrifüj atomizasyon yöntemi, dönmeyle oluşan merkezkaç kuvveti sayesinde titanyum tozu elde etmek için kullanılır, metal parçalanıp sis damlacıkları halinde dışarı atılır ve ardından yüksek saflıkta küresel titanyum tozu katılaştırılır. Şu anda, santrifüjlü atomizasyon yöntemleri temel olarak dönen elektrot yöntemini (REP), plazma dönen elektrot yöntemini ve elektron ışını dönen disk yöntemini (EBRD) içermektedir.
Santrifüj atomizasyonla elde edilen titanyum tozu, pürüzsüz yüzeyli, nispeten yoğun, iyi akışkanlıklı, dar parçacık boyutu dağılımına sahip küreseldir ve parçacık boyutu, elektrot hızının döndürülmesiyle ayarlanabilir. Gaz atomizasyonuyla hazırlanan tozla karşılaştırıldığında, döner elektrot işlemiyle hazırlanan toz, atomize küresel titanyum tozunda ortak ilgili faza sahip değildir ve toz parçacık boyutu daha tekdüzedir. Ancak bu yöntemle üretilen titanyum tozunun maliyeti yüksektir ve genellikle havacılık alanında kullanılmaktadır.
Metalin termal indirgenmesi
Titanyum tozu hazırlamak için geleneksel metal termal indirgeme yöntemleri temel olarak TiO2 kalsiyum termal indirgeme yöntemini ve TiCl4 metal termal indirgeme yöntemini içerir. TiO2 kalsiyum termal indirgeme yöntemi, yüksek sıcaklıkta TiO2'yi metal kalsiyum ile indirgeyerek titanyum tozu hazırlamaktır. TiCl4 metal indirgeme yöntemleri arasında magnezyum indirgeme yöntemi (Kroll yöntemi) ve sodyum indirgeme yöntemi (Hunter yöntemi) yer alır. Magnezyum indirgeme yöntemiyle hazırlanan titanyum tozu esas olarak sünger titanyum hazırlama sürecinde üretilen izoeksternal titanyum tozudur. Yüksek safsızlık içeriği nedeniyle titanyum tozu üretiminde nadiren kullanılır. Sodyum indirgeme yöntemiyle hazırlanan titanyum tozu, yüksek saflığa, özellikle düşük oksijen, nitrojen, demir ve karbon safsızlıkları içeriğine ve iyi akışkanlığa sahiptir. Titanyum tozu üretimi için umut verici yöntemlerden biridir.
Erimiş tuz elektroliz yöntemi
Diğer aktif metallere benzer şekilde titanyum tozunun elektroliz yoluyla hazırlanması erimiş tuz ortamında gerçekleştirilmelidir. Erimiş tuz elektrolizinin geleneksel yöntemi, titanyum tuzunun erimiş tuz içinde çözülmesidir. Amerika Birleşik Devletleri'nden Dow-Howmet ve Timet sırasıyla iki elektrolitik üretim hattı kurdular ancak titanyum ve klorun ters reaksiyonunu kontrol edemedikleri için sonlandırıldılar. Şu anda İtalya'daki Ginatta Şirketi, bu prosesin araştırmalarına devam etmek için Torino şehrinde büyük bir test tesisi inşa etti ve diyaframsız elektroklorlama ve florlama yöntemini öne sürdü.
