用国际钛粉 钛设备、钛盘管、钛换热器、钛反应釜、钛蒸发器公司生產的高纯粉末製成的高品质零件的利息仅占目前用机加工或用粉末成型的方法加工本钱的很小的一个百分数。该粉末可做为几种近净成型技术如镭射堆积和金属喷射造型的选用资料。
钛加工技术
钛具有独特的性能：低密度、高比强度、高温强度、超强耐蚀性。钛做为一种结构金属，地壳中的含量排在第四位，仅次於铁、铝、镁，比镍、铜、铬、铅、锡和锌的总和还多。然而，当前的钛生產体系却是非常复杂的且成本高。钛之所以高贵是因为目前从矿石到金属的精炼过程是一个多步骤、高温批次处置过程。本文將首先讲述当前的钛技术，然后討论四种最有希望降低钛成本的方法。这些方法包括克罗尔、亨特、剑桥和阿姆斯壮法。
1.当前的钛萃取法
目前钛金属的生產都是从金红石TiO2开始的金红石与石油焦碳一起，1000℃（1830℉）温度下，於流化床反应器中进行氯化处理，以生產TiCl4
TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO2
钛的生產也可从其他低成本的资料开始，如钛铁矿或矿渣，但它含有更多的铁和其他杂质。对液態TiCl4进行提纯，且约90%TiCl4氧化成TiO2用於顏料工业。
TiCl4所有商业化过程的一个起点。从TiCl4开始的两个主要原因是①TiCl4纯度高，②钛与氧分离了
2.克罗尔法
目前使用的克罗尔法与杜邦公司1948年研製出的方法相比没有多少改变，主要包括以下方法。將干的清洁的不銹钢蒸器抽真空，並充氬。再將用於还原TiCl4镁引入蒸器。將蒸器加热至800℃～900℃（1470℃℉～1650℉）然后將TiCl4慢慢地送入蒸器。镁还原TiCl4反应式如下：
TiCl4+2MgTi+2MgCl2
隨著还原的进行，MgCl2週期性地分流出。几天之后，取决於蒸器的尺寸，反应停止，蒸器压力上升。此时，约30%镁仍未反应。形成一种类似海绵状的多孔物质的钛金属。
现在蒸器中有钛金属（海绵钛）未反应的镁和一些MgCl2这些杂质可由浸出或真空蒸馏法去除。真空蒸馏法通过提高蒸器的温度和在真空下除去了未反应的镁和MgCl2而剩下了海绵钛。然后反应器打开，取出钛。將海绵钛剪成0.6cm0.25块，加入合金化金属，也有可能是一些钛残料，然后熔炼成锭。为保证均匀性和去除夹渣，锭要再熔一次或两次以上。
从一开始，就有人批评克罗尔法成本高、效率低。一种成批步骤，其中有许多劳动强度大。然而，50年后儘管有多种新工艺產生，但没有一种能替代它 钛设备、钛盘管、钛换热器、钛反应釜、钛蒸发器事实上，克罗尔法做了很少的改变。主要的区別就是蒸器的尺寸变大了同一反应器中进行镁还原和真空蒸馏。
亨特法与克罗尔法非常相像，只是镁被换成了钠。即使方法类似，但亨特法利息略高一些，因而，亨特法目前仅用於小批量、特殊高纯度粉末的生產。
人们对克罗尔法做的理论研究较少，因而有许多人们要学的东西。最近Okabe等人所做的一些工作表明，克罗尔和亨特反应可被解释为一种电气化学反应。更好地瞭解克罗尔法，有助於人们对其进行改进。有可能做出的改进也许包括减少过多的镁用量，或减少由於壁上的污染造成钛等级下降的数量，或更好地控制氮化物夹渣。甚至有可能改进克罗尔法或亨特法，使它能连续。
若想对克罗尔法进行革命性地改善，以大大降低其价格似乎不大可能，但可通过逐步做一些小的变化也能降低钛的本钱。
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3.电解法
1953年，克罗尔预言在15年后將使用电解法来生產钛。但为什么经过50多年仍没有商业化电解钛厂建成呢？
人们一直指望电解法能够像Hall-Heroult法的引入大大降低铝的生產利息那样带来同样的影响。Hall-Heroult之前，铝用钠还原，利息比金还贵。然而，由於钛与铝的差別较大，使电解法生產钛更困难。
一方面，钛的熔点是1000℃（1800℉）高於铝的因此，目前为止，所有电解法生產的固態 钛设备、钛盘管、钛换热器、钛反应釜、钛蒸发器有枝状组织，並由於拖延而遭成电解液损失。电解浴中，铝仅有一个稳態的化合价，而钛有两个。这种多重化合价状態引起电子效率的损失。但主要问题是电解法可能不比克罗尔法便宜，因为两者都是开始於TiCl4一些经济分析标明，电解法比克罗尔法应能有所节省。但一些公司进行的试验规模的生產却没能证明这一点。
电解法已成为电萃取研究的一个主要领域。但从未进行过工业化生產。实际情况是大家都花了成百上千的美金建立实验性工厂，然后又放弃了这些项目。
局部原因是由於，一个工艺的开发时间长於钛市场週期，没有一家实验性工厂在市场低迷时期能倖免。另一个原因可能是钛市场增长较缓。事实上，商业化生產商也在减少。1958年时，美国至少有6家公司生產海绵钛，而目前仅有Timet一家。也有人爭论说，电解法利息永远不会比克罗尔法低。
钛可採用电解法进行生產，问题是经济性。GTTMarcoGinatta继续使用氯化法，並已在义大利的Torino建立了一个大型实验性生產厂。也许有一天工业化电解厂能代替克罗尔生產厂，但开始於TiCl4电解法要想大大降低钛价格看来是不大可能的
4.FFC剑桥法
另一种是剑桥大学DerekFray宣佈的一种更激进的电解还原方法，给人们带来振奋。此方法中，TiO2被压制成颗粒，然后在950℃（1740℉）氯化钙（CaCl2浴中作阴极，用石墨电极作阳极。当通入电流时，氧被电离並溶解於CaCl2浴中。由於单价氧在溶液中，消除了二价钛离子的问题。这种方法生產的钛仅含氧60ppm规模为公斤级。
该方法开始于金红石，因而理论上钛的生產利息应大大降低。然而，金红石不是纯的TiO2必需找到能代替用氯化来进行净化的方法。另外，原因之一是氯化法要从氧中分离出钛。以前许多生產低氧含量钛的工作都失败了
要使该过程能顺利进行，不只要求TiO2电解要成功，还要找到不太贵的纯TiO2货源。从小规模生產到吨级的工业化过程还有很长的路要走。因为该方法具有大大降低钛成本的潜力，值得人们去研究。
5.钛粉
阿姆斯壮法（由芝加哥的国际钛粉公司研製）被认为是亨特法上的一种改进。钛粉是以一种连续加工法生產的而不是成批方法。阿姆斯壮法是通过钠与四氯化钛的还原反应来生產钛。此方法中，TiCl4蒸汽注入熔融钠中。钠的流量逾越钠还原TiCl4化学计量要求。过剩的钠使反应產物冷却，並把它带到分离阶段，去除过剩的钠和盐。反应產物是一种连续的粉末流。对此工艺稍做修改也可用来生產钒/铝钛合金。
国际钛粉公司已使用此方法生產了大量的钛。由能源部在A lbany研究中心所做的分析标明，氧含量已低至0.2%符合Gr2钛的標准。一些钛粉已被熔成钮扣用做拉伸试验样品，也满足Gr2钛的强度和延性標准。
阿姆斯壮法的优点是一种相对简单的生產钛粉的方法。目前已能將氧含量降至低於0.2%足以用於某些钛的应用中。新型的要求严格的一些工厂可再降低氧的含量。
当前，国际钛粉公司正在建造工程设施以进行更多的试验。该体系將允许每次试验能生產约5kg11lb钛，同时也在建造试验性规模的工厂，每次试验能生產约120kg265lb钛。
国际钛粉公司的方法已接近商业化。然而，仍有一些问题需要提出。產品的氧含量將会怎样？由阿姆斯壮法生產钛的利息会是多少？因为它也开始於TiCl4原材料利息与亨特法是一样的但国际钛粉公司的方法比亨特法有更多的优点：
国际钛粉公司的生產法是连续的且在低温下运行，因而资金和劳动利息大大降低。
產品不需要额外的净化，而亨特法生產海绵钛时则需要。
粉末適用于各种应用，如粉末冶金、溅射成型和其他快速加工法。
直接生產出小直径、高纯度粉末，无废物。
盐是唯一的副產品，能被打碎成钠和氯，可再使用。
有许多开发完善的工艺可將粉转换成板、棒或更复杂的型材如齿轮。然而，目前很少从粉直接生產钛零件。或者是粉末为掺杂的將价格降到可接受的范围（生產低等的零件）或者是高纯的高贵的粉末，生產高强度零件，价格很高。
