钙－钛复合氧化物生体用金属材料

钙－钛复合氧化物生体用金属材料日本石川岛播磨重工业公司与德岛大学牙齿学院共同研制开发成功一种医学生体用新型金属材料，它是在钛金属基体中注入了钙离子的钙－钛复合氧化物生体材料。这种材料作为基体金属采用纯钛或者是含有６％Ａ１和４％Ｖ的钛合金两种金属材料。...     

新型USTB法清洁钛提取技术

钛是享有盛誉的海洋金属、太空金属和未来金属。从材料应用的角度,我们人类经历了石器时代,青铜器时代,铁器时代,目前仍然没有走出铁器时代,这是由于钛金属的获取和加工难度很大。在过去的数十年中,世界各国的冶金学家们多方位寻求低成本钛冶炼新工艺。然而,这些方法普遍存在着电流效率低、质量不易控制、无法规模化和稳定运行等问题,而最终未能走向实用。北京科技大学研究团队提出的可溶阳极熔融盐电解的方式(USTB新型清洁钛提取技术)较好地解决了产品质量、稳定运行和规模扩大的问题。该技术有望将金属钛的生产成本降低到现行工业化方法(Kroll法)的60%左右,被冶金业内研究者认为是最有希望实现工业化生产金属钛的新方法。未来,全世界钛的需求量将逐年高速增长,而我国钛的储量世界第一,USTB法清洁钛提取技术的商业化有着得天独厚的资源优势。     

钛金属制备方法的研究进展

钛金属具有一系列优越的性能,但较高的生产成本严重阻碍了其应用,因此迫切需要低成本的钛金属生产工艺。本文主要介绍了钛金属生产工艺的最新发展概况,包括燃烧合成法、预成型还原法的改进方法、Hunter法及其改进方法、USTB工艺、NaCl-KCl-TiClx熔盐电解制备高纯钛粉,以及KCl-NaCl-KF熔盐体系电沉积制备碳钢表面钛防腐镀层。最后,对钛工业的发展做出了展望。     

熔渣电解—等离子法生产金属钛

美国麻省理工学院研究者在1998年美国冶金学会年会上发表了一篇题为“等离子体能使钛酸盐渣电解的钛得以回收”的文章，搞译如下：钦的延性和工艺性与它的氧含量有很大关系．初生钛是在保证氧含量低的条件下生产的，而再生钛，即废钛则常常被氧污染，这就限制了钛的效用．另外再生钦的供应是固定而有限的，也阻碍着钛的大量应用、本文所提出的方法是采用熔渣电解直接生产金属钛。如下图所示．渣与金属在高于钛的熔点温度下被熔化，再把金属与渣分开、铸成有用的部件．由于金属与氧化物渣处于化学平衡，所以金属含有较多的氧．l钦的熔渣电解…     

熔盐电解还原制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中采用熔盐电解法由阴极的混合氧化物制备组分可控的TiFe合金。初步探讨了TiFe合金的形成机制,研究了电解时间对电解产物的影响。结果表明,混合氧化物的还原经历了从优先生成铁到逐步形成TiFe2、TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、Fe：TiO4、TiO,电解过程中没有金属钛出现。扩散是混合氧化物熔盐电解反应的控制步骤。     

熔盐电脱氧法制取Ti机理的研究

通过低电压电解实验和不同阴极电解对比实验,并结合循环伏安曲线研究了熔盐电脱氧法制取金属Ti过程中阴极的反应机理。结果表明,在没有金属Ca生成的情况下,TiO2阴极可以直接还原,生成低价钛氧化物。在正常电解的情况下,阴极进行的主要电极反应是TiO2的直接电还原反应,同时在阴极也存在一定的钙热还原反应,只是反应强度比较弱。     

钛精矿熔盐电解动力学研究

目前利用熔盐电解的方法直接使用Ti O2等氧化物原料来生产金属钛或者钛合金,是国内外对钛及其合金生产的重要研究方向,然而关于熔盐电解动力学的研究相对较少。本实验对传统的未反应核模型进行改进,研究了不同反应温度下钛精矿熔盐电解的动力学过程,发现钛精矿熔盐电解过程的还原速率,受到氧离子在产物层中的扩散速率控制,电解反应中的内扩散为整个电解还原过程的限制性环节。提高反应温度,增加孔隙率有利于内扩散过程。     

熔盐电解脱氧制备TiV合金

在CaCl_2熔盐中电解混合氧化物合成TiV合金.电解电压为3.0～3.2 V,电解温度为900 ℃,钛、钒混合氧化物作为阴极,石墨棒作为阳极.初步研究了电解原理.结果显示,反应过程是混合氧化物逐步还原生成组分可控的TiV合金.还原经历了从优先生成钛到逐步形成TiV合金的合金化历程.中间产物包括CaTiO_3、钒和钛的低价氧化物.     

连续化制钛方法（2）

主要论述了一种连续化电解具有导电性的熔融钛渣之类的含钛混合氧化物熔液，从而制取金属钛或钛合金的专利方法，并对该方法的技术可能性和经济性进行了分析和评价。     

含氟电解液中钛基铱钽氧化物电极的稳定性

目的 分析钛基铱钽氧化物电极在含氟电解液中的应用前景。方法 采用热分解法制备出钛基铱钽氧化物电极,借助扫描电镜分析了氟元素对钛基铱钽氧化物电极表面形貌的影响。应用循环伏安、稳态极化和电化学阻抗等方法,研究了氟元素对铱钽氧化物电极在硫酸溶液中电催化性能的影响。结果 当溶液中的氟含量高于5 mg/L时,铱钽氧化物电极在2 A/cm2下强化电解72 h后,表面开始出现裂纹,且裂纹尺寸和数量随溶液中氟含量的增加而增加。强化电解72 h下,氟含量低于10 mg/L时,氟对钛基铱钽氧化物电极循环伏安特性的影响较小,但氟含量高于10 mg/L时,电极伏安面积可增大24%。强化电解过程中,氟元素可增加电极的电荷转移电阻,增大电极的析氧电位,降低电极的双电层电容。结论 电解液中的氟元素可加速钛基铱钽氧化物电极的失效。氟元素虽可提高电极表面的粗糙度,改善电催化性能,但活性成分氧化铱的溶解损失更大,导致电极的析氧电催化性能降低。钛基铱钽氧化物电极在氟含量低于5 mg/L的酸性电解液中具有应用前景。     

低成本海绵钛生产新方法

简要分析了传统金属钛的生产方法，指出依靠改进传统工艺无法改变钛生产成本高这一现状。系统总结了目前正在开发或改进的钛生产新工艺，指出二氧化钛熔盐电解直接提取钛生产工艺是最有希望取代传统的Kroll和Hunter工艺的一种新的提钛技术。     

金属钛制备方法的新进展

简要分析了金属钛的生产方法，指出：由于传统的Kroll法生产成本高，限制了钛的应用，只有开发新的、连续化的生产工艺，才能从根本上达到降低生产成本的目的。系统地总结了目前国内外正在开发或改进的钛生产工艺，其中包括二氧化钛的直接电化学还原法、钙热还原法、ITP法、导电体介入反应法、熔盐电解法以及金属氢化物还原法，指出了二氧化钛的直接电化学还原法是一种低能耗、无污染的绿色生产新工艺，最有希望取代传统的Kroll法。     

钛提取技术进展

对传统和新发展的各种钛提取技术的基本原理、工艺特点及进展进行了回顾.介绍了目前国内外正在开发或改进的钛生产工艺,其中包括二氧化钛的直接电化学还原法、Armstrong(ITP)法、钙热还原法、金属氢化物还原法、四氯化钛熔盐电解还原钛、SOM法等,指出新工艺在工业应用中存在的问题.作者认为:由于传统的Kroll法生产成本高,限制了钛的应用,只有开发新的、连续化的生产工艺,才能从根本上达到降低生产成本的目的.     

熔盐电解法制备钛的进展和发展趋势

介绍了熔盐电解法制备金属钛的研究进展,对比传统熔盐电解法和新熔盐电解法的基本原理以及发展状态,指出二氧化钛的直接电化学还原法是一种低能耗、无污染的绿色生产新工艺,最有希望取代传统的Kroll法。     

利用固体透氧膜提取海绵钛的新技术

对克劳尔法、电解四氯化钛法等海绵钛传统生产方法以及在熔融CaCl2中直接电解还原二氧化钛制取钛的新工艺进行了总结和分析。针对这些方法中存在的不足，提出了一种利用固体透氧膜技术直接从含钛氧化物矿制备海绵钛的连续、低成本、无污染的绿色冶金新工艺。     

电解加钛铝合金的晶粒细化及其制备铝-硅合金的组织和性能

研究了电解加钛的晶粒细化作用，与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的晶粒细化效果进行了比较；对用电解低钛铝合金制备的A356合金和由纯铝制备并用AlTi或AlTiB细化处理的A356合金的组织与性能进行了对比研究；进行了利用工业铝电解槽生产的电解低钛铝合金熔体直接生产A356合金的工业试验。结果表明：电解加钛具有显著的晶粒细化作用，其细化能力与AlTiB的相当，明显优于AlTi中间合金的。在试验室条件下，用电解低钛铝合金制备的A356合金与纯铝制备并用中间合金细化处理的A356合金的拉伸性能相当；将电解低钛铝合金熔体直接用于铝．硅合金的生产是可行的，并具有节约能源，细化处理工艺简单，产品质量良好的特点。     

钛及钛合金粉末的制备现状

钛及钛合金具有优良的综合力学性能，在航空航天、航海、化工等领域得到日益广泛的应用。用粉末冶金法制造零部件，材料的利用率几乎可以达到100％，是降低钛及钛合金零部件生产成本的重要途径。本文评述了钛及钛合金粉末的制备技术及其现状,指出HDH钛粉和雾化钛粉是当今工业中主要应用的钛粉。伴随着钛粉末制备技术的成熟与发展，还原法直接生产钛粉和新兴的TiO2熔盐电解法生产钛粉，将成为制备低成本、高性能钛粉新的工业生产方法，是降低钛粉末冶金零部件成本的新的发展方向。元素混合法制备钛合金粉，因其较预合金化法成本低廉，工艺成熟。且性能优越，必将成为钛合金粉的主要生产方法。     

熔盐电解制备难熔金属的现状与展望

介绍了传统的熔盐电解法用于难熔金属制备的应用现状,分析了其存在的弊病：主要是传统熔盐电解法对电解质要求严格,难以找到合适的熔盐.而新开发的熔盐电解法--FFC法和SOM法,都从一定程度上降低了电解过程对电解质的要求,成为熔盐电解制备难熔金属发展的新方向,是低成本、连续化、无污染生产难熔金属的可行之路.上海大学综合分析了FFC法和SOM法的优缺点,提出了一种改良的SOM法,该方法有效避免了FFC法中的缺点,并在制备Ti,Ta,Cr上取得成功.     

Effect of electrolysis voltage on electrochemical reduction of titanium oxide to titanium in molten calcium chloride

The electrochemical reduction of solid TiO2 directly to solid metal is a ptomising alternative to the current Kroll process. The present work is aimed at studying the effect of electrolysis voltage on the rate of electrochemical reduction. The products of electrochemical reduction of TiO2 and Ti2O were examined using the scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. The results show that Ti2O was reduced to low valent titanium oxide at 1.5 -1.7 V, which was the result of ionization of oxygen. TiO2 and Ti2O were reduced to titanium metal at 2.1-3.1 V, which was the co-action of ionization of oxygen and calciothermic reduction. The oxygen content decreased rapidly with voltage increasing from 2.1 to 2.6 V, while it changed little from 2.6 to 3.1 V. The optimized cell voltage was 2.6-3.1 V.