Nowy proces wytwarzania tytanu może zaowocować lżejszymi samolotami

Nowy proces produkcji tytanu — metalu coraz częściej stosowanego w samolotach w celu zmniejszenia masy i zużycia paliwa — jest znacznie tańszy i mniej energochłonny niż metody konwencjonalne. Technika ta może doprowadzić do wykorzystania tytanu do zmniejszenia masy samochodów, pomagając producentom samochodów spełnić zaostrzające się przepisy dotyczące oszczędności paliwa.

Wytworzenie tytanu zwykle wymaga znacznej ilości energii. Metoda konwencjonalna, zwana procesem Krolla, składa się z wielu etapów wymagających bardzo wysokich temperatur. Nowy proces, opracowywany przez SRI Międzynarodowy , wykonuje mniej kroków, zużywa mniej energii i wytwarza proszek tytanowy, a nie wlewki. Proszek można sprasować i wtopić w coś, co jest bardzo zbliżone do kształtu produktu końcowego, co zmniejsza ilość wymaganej obróbki.

Proces SRI wykorzystuje łuki plazmowe do ułatwienia reakcji między cząsteczkami wodoru i chlorku tytanu, substancji chemicznej wytwarzanej z rudy tytanu. Łuki, jak błyskawice, rozbijają wodór, wytwarzając atomowy wodór, który może łatwo reagować, mówi Barbara Heydorn, starszy dyrektor Centrum Energetycznego w SRI. W wyniku reakcji powstają pary tytanu, które szybko zestalają się i tworzą proszek tytanowy.

Limity emisji dwutlenku węgla w Europie doprowadziły do ​​zwiększonego wykorzystania tytanu w samolotach. Możliwość wprowadzenia podobnych regulacji w Stanach Zjednoczonych oraz obawy o niestabilne ceny paliw również sprzyjają stosowaniu tytanu w samolotach. Lekki, odporny na korozję materiał jest idealny do niektórych części silnika, w tym łopatek wentylatora. Służy również jako krytyczny materiał konstrukcyjny w nowszych samolotach, w których wykorzystuje się węglowe materiały kompozytowe, ponieważ aluminium zwykle stosowane w konstrukcjach samolotów jest niekompatybilne z kompozytami węglowymi (patrz Produkcja przyrostowa zmienia kształt lotnictwa).

Jak dotąd SRI zademonstrowało wersję procesu produkcji czystego tytanu na małą skalę. Obecnie pracuje nad dwuetapowym procesem w celu poprawy wydajności i obniżenia kosztów przed próbą zwiększenia skali.

SRI może stawić czoła poważnym wyzwaniom związanym z wprowadzeniem nowego procesu na rynek. Wprowadzenie nowego procesu metali jest szczególnie trudne, mówi Donald Sadoway , profesor chemii materiałowej na MIT. Do stworzenia opłacalnych zakładów przetwórczych potrzebne są duże inwestycje, mówi, a pozyskanie środków na nowe technologie może być trudne, ponieważ stoją one w obliczu powszechnego przekonania, że ​​przemysł metalowy jest dojrzały i że odkryto optymalne procesy.

ukryć