提纯革命:廉价超纯钛将广泛应用

2025-06-16 | 来源: 煎蛋网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

钛，这种神奇的金属，在地壳中的储量其实相当丰富，高居元素丰度榜第九位。然而，在我们的日常生活中，纯钛制品却并不多见，这背后的原因无他，只因从钛矿石中将氧“请出去”的过程实在太过昂贵。如果能有效降低这一成本，无疑将激发无数制造商的热情，让我们都能享受到钛金属那令人着迷的优异特性。

现在，这一愿景正照进现实。东京大学工业科学研究所的研究团队在《自然通讯》期刊上发表了一项研究，他们开发出一种全新的工艺，能够以极低的成本生产出几乎不含氧的超纯钛。这项革命性的除氧技术，不仅可能推动相关科技领域的飞速发展，更对环境的可持续性具有深远意义。

钛的魅力究竟在何处？它几乎无惧化学侵蚀，同时又集坚固与轻盈于一身，堪称一种“全能型”材料。举个例子，尽管成本更高，但现代iPhone的机身边框依然选择使用钛合金，正是看中了它远超其他金属的轻便优势。

遗憾的是，长久以来，提炼超纯钛的成本一直居高不下，远非制造钢铁或铝材可比。其生产过程需要消耗大量的能源与资源，这也是它难以普及的根本症结。而研究人员们此次的目标，正是要打破这一僵局，开发出一种既廉价又简便的制备方法，为工业界乃至普通消费者打开通往钛金属新世界的大门。

该研究的主要作者Toru H. Okabe解释道：“工业界可以大规模生产钢铁和铝，却唯独对钛望而却步，症结就在于从矿石中除氧的成本。我们另辟蹊径，利用一种基于稀土金属的创新技术，成功将钛中的氧含量按质量计降低到了惊人的0.02%。”

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这项新工艺的关键步骤，在于将熔融状态的钛与金属钇、三氟化钇或类似物质进行反应。最终，我们能以极低的成本得到一种固态的、已经脱氧的钛合金。更巧妙的是，反应后的钇还可以回收并循环利用。这项研究的一大亮点在于，即便是含有大量氧化物的废旧钛料，也能通过这种方式“变废为宝”，重新焕发生机。

Toru H. Okabe对此感到非常兴奋：“我们这项方案的通用性令人惊喜。它没有复杂的中间产物，流程也相当直接，这将极大地便利其在工业界的推广和应用。”

这项工作无疑是推动高纯度钛高效利用的重要一步。当然，研究目前还存在一个局限，即最终得到的脱氧钛中会残留约1%(按质量计)的钇，而钇的存在可能会影响钛合金最终的机械与化学性能。一旦解决了这个钇残留的问题，这项技术在工业制造领域的应用前景将一片坦途。