211service.com
Tīrāks, lētāks ceļš uz titānu
Titāns ir tikpat stiprs kā tērauds, bet sver tikai aptuveni 60 procentus. Tas ir arī ļoti izturīgs pret koroziju un labi iztur galējās temperatūras. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka aviācijas un kosmosa nozare vēlas izmantot daudz vairāk to nākamās paaudzes lidmašīnās, padarot tās vieglākas un samazinot degvielas izmaksas.
Taču ir problēma: titāns šodien maksā aptuveni 40 $ par mārciņu, un tā cena turpina augt.
Tagad jaunizveidotais uzņēmums Avanti Metal, izmantojot MIT izstrādāto tehnoloģiju, cer komercializēt procesu, kas krasi samazina titāna ražošanas izmaksas, padarot vairāk tā pieejamu lielām, vieglākām lidmašīnām. Procesā, ko izstrādājis MIT ķīmiķis Donalds Sadovejs, metāla izgatavošanai izmanto videi nekaitīgu, tiešas elektrolīzes metodi.
Dabā ir daudz titāna. Bet zemē atrastā titāna oksīda apstrāde, lai iegūtu izmantojamu metālu, ir lēna un rada toksiskus atkritumus. Titāna cena ir izgājusi cauri jumtam, saka Korbijs Andersons, Montānas Universitātes Progresīvās minerālu un metalurģijas apstrādes centra direktors. Tas ir divreiz vairāk nekā pagājušajā gadā, un pagājušajā gadā tas bija diezgan augsts.
Četru cilvēku Avanti prezidents Džefrijs Sabadoss lēš, ka, pamatojoties uz Boeing un Airbus publicētajiem ražošanas plāniem, līdz 2010. gadam titāna deficīts būs 30 000 tonnu. Viņš apgalvo, ka Avanti titāna attīrīšanas process varētu samazināt izmaksas apmēram 3 USD par mārciņu. Tad, ja metāls pēc tam tiek pārdots pat par USD 25 par mārciņu, ko viņš sauc par konservatīvu, tā ir milzīga iespējamā peļņa.
Kopš 1950. gadu sākuma titānu ražo, izmantojot Kroll procesu. Ražotāji vispirms izgatavo titāna hlorīdu, ko pārstrādā titāna tetrahlorīdu un pēc tam sajauc ar magniju, kas izvelk titānu un rada hlora gāzi. Rezultāts ir porains materiāls, kas piesārņots ar magnija sāļiem, kas ir jāapstrādā, lai noņemtu sāļus un padarītu to izmantojamu ražošanā. Process ir tik toksisks, ka ir grūti iegūt atļaujas, kas nepieciešamas jaunas rūpnīcas celtniecībai, lai paplašinātu ražošanu.
Sadoway saka, ka viņu process ir daudz zaļāks. Tie sajauc titāna oksīdu ar citiem oksīdiem, piemēram, magnija oksīdu vai kalcija oksīdu; tad viņi uzsilda maisījumu līdz aptuveni 1700 grādiem pēc Celsija. Tas rada izkausētu oksīdu vannu, caur kuru var vadīt elektrisko strāvu. Elektrība rada elektrolīzi, saraujot saikni starp titāna un skābekļa atomiem, un smagāks titāns nogrimst. Rezultāts ir šķidra titāna baseins apakšā un skābeklis, kas burbuļo no augšas. Pārējie izkausētie oksīdi paliek savā vietā un darbojas kā elektrolīts, kad tiek pievienots vairāk titāna oksīda. Jūs vienkārši turpiniet ražot arvien vairāk un vairāk metāla, saka Sadovejs.
Tomēr līdz šim Sadovejs un kolēģi ir izgatavojuši tikai dažus gramus ar eksperimentālu reaktora elementu. Mazajai keramikas ierīcei ir grūti izturēt nepieciešamo augstu temperatūru. Avanti cer iegūt pietiekami daudz naudas no investoriem, lai izveidotu lielāku prototipu, lai faktiski ražotu šķidrā titāna baseinu. Sadovejs cer sākt izveidot zinātnieku komandu līdz augustam un uzbūvēt strādājošas titāna kausēšanas iekārtas līdz 2008. gada augustam.
Nabils Elkouhs, konsultāciju firmas Erigo Technologies prezidents, kas apvieno darījumus starp pētniekiem un investoriem un kurš ir Avanti padomnieks, brīdina, ka viņu prognozes par titāna ražošanu par vienu desmito daļu no pašreizējām izmaksām šobrīd var būt optimistiskas. Viņiem var būt kaut kas lielisks, bet tas var aizņemt četrus gadus, viņš saka. Tā var nebūt viena desmitā daļa no izmaksām, bet kā būtu, ja tā būtu puse no izmaksām? Tas joprojām būtu lieliski.
Andersons saka, ka daudzi cilvēki, sākot no universitāšu pētniekiem līdz tādiem uzņēmumiem kā DuPont, strādā pie labākiem titāna ražošanas veidiem. Viņš cer šovasar apmeklēt MIT, lai apskatītu Sadoway procesu un redzētu, cik labi tas darbojas.