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近日，東京大學的研究人員開發了一種新方法可以大大降低生產低氧高純鈦的成本。在研究成果中他們介紹了這種經濟有效的方法，是通過使用釔將鈦中的含氧量降低到0.02%，這一突破可以使鈦得到更廣泛的工業應用。但要充分實現在制造業中鈦合金更多的潛在應用，材料中成分含量高達1%的釔是一個迫切需要解決的挑戰。

鈦是地殼中含量排第九的元素，但從鈦礦石中去除氧氣的成本很高，因此以純鈦制成的產品很少見。氧氣去除成本的降低可以有效促進制造商在制造產品中更廣泛地利用鈦產品的優勢。最近發表在Nature Communications上的一項研究表明，東京大學工業科學研究所的研究人員已經開發出一種方法，可以降低生產幾乎完全無氧高純鈦的成本。這種脫氧方案不但有利于技術發展，對環境可持續性也非常有益。

鈦的特性與挑戰

與其他金屬相比，鈦材料用途更加廣泛，因為它不僅能抵抗化學損傷，而且堅固又輕便。最新一代iphone手機選擇鈦合金作為基本框架，盡管成本增加了，但鈦的使用讓手機變得更輕便。

東京大學工業科學研究所的研究人員已經可以有效地從高氧濃度的鈦中去除氧氣，這可能有助于降低用途廣泛的鈦金屬生產成本。資料來源:東京大學工業科學研究所遺憾的是，生產超純鈦比制造鋼（鐵合金）和鋁要昂貴得多，因為在制備高純度鈦的過程中需要消耗大量的能源和資源。開發一種廉價、簡單的方法來制備高純鈦，并促進工業和普通消費者所用的產品開發，是研究人員需要解決的問題。

創新的除氧技術

該研究的主要作者Toru H. Okabe解釋說:“工業大量生產鐵和鋁金屬，但不是鈦金屬，因為從礦石中去除氧氣的成本很高。我們使用了一種基于稀土金屬的創新技術，可以將鈦中的氧氣去除到單位質量的0.02%。”研究人員方案中的一個關鍵步驟是將熔融鈦與金屬釔和三氟化釔或類似物質反應，最終他們得到了低成本、固態、脫氧鈦合金，反應后的釔還可循環使用。研究人員在這項工作中的亮點是，即使是含有大量氧氣的鈦廢料也是可以用這種方式處理的。Toru H. Okabe表示：“我們對實驗方案的用途廣泛感到振奮，無需中間化合物和簡單的操作步驟將有助于其在工業上的應用。”

這項工作是目前更有效利用高純鈦的重要一步。但這項工作目前還存在一個局限，就是得到的脫氧鈦中含有質量高達1%的釔，釔會影響鈦合金的力學和化學性能。再進一步解決釔污染問題后，鈦產品在工業制造中的應用將會暢通無阻。

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