東京大學的研究人員開發出一種生產含氧量極低的鈦的新方法，大大降低了生產成本。他們的研究介紹了一種利用釔將氧含量降低到0.02% （按質量計）的經濟有效的工藝。儘管釔在鈦合金中的含量高達1%（按質量計算），這對充分實現鈦在製造業中的潛在應用構成了挑戰，但這項突破可使鈦在工業中得到更廣泛的應用。

東京研究人員開發的一種新方法大大降低了生產低氧鈦的成本，一旦釔污染問題解決，預計將在工業領域得到更廣泛的應用。

鈦是地殼中含量第九高的元素，但由於從鈦礦石中提取氧氣的成本較高，因此用純鈦製造的產品很少見。降低這些成本可以促使製造商在其產品中更廣泛地利用鈦的有益特性。

現在，東京大學工業科學研究所的研究人員在最近發表於《自然-通訊》（Nature Communications）上的一項研究中，開發出了一種程序，可以降低生產幾乎完全不含氧的鈦的成本。這種除氧方案可能有利於技術發展和環境的永續發展。

鈦的特性與挑戰

鈦是一種用途極為廣泛的材料，因為它不僅通常能抵抗化學損傷，而且堅固而輕巧。例如，與其他金屬相比，鈦的重量很輕，這就是為什麼現代iPhone 的基本框架由鈦合金組成，儘管成本增加了。

東京大學工業科學研究所的研究人員從高氧濃度的鈦中有效地除去了氧氣，這可能有助於降低這種用途廣泛的金屬的生產成本。資料來源：東京大學工業科學研究所

可惜的是，由於製備高純度鈦需要耗費大量能源和資源，因此生產超純鈦的成本遠高於生產鋼（一種鐵合金）和鋁。開發一種廉價、簡單的方法來製備超純鈦，並為工業和普通消費者的產品開發提供便利，正是研究人員要解決的問題。

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，但不生產鈦金屬，因為從礦石中去除氧氣的成本很高。我們採用了一種基於稀土金屬的創新技術，可以將鈦中的氧去除到單位質量的0.02%。

研究人員方案中的關鍵步驟是將熔融鈦與金屬釔和三氟化釔或類似物質進行反應。最後得到的是一種低成本、固態、脫氧的鈦合金。反應後的釔可以回收再利用。研究人員工作的一大亮點是，即使是含有大量氧氣的鈦廢料也可以用這種方法來處理。

“我們對協議的多功能性感到興奮，”Toru H. Okabe 說。 Okabe 說。 “缺乏中間化合物和簡單明了的程序將促進工業界的採用。”

與目前相比，這項工作在更有效地利用高純度鈦方面邁出了重要一步。這項工作的限制在於，脫氧後的鈦含有釔，質量含量高達1%；釔會影響鈦合金的機械和化學特性。在解決了釔污染問題後，應用於工業製造將變得簡單易行。

編譯來源：ScitechDaily