آلیاژ مکانیکی
آلیاژ مکانیکی یک فرآیند آماده سازی پودر است که در آن پودر فلز یا آلیاژ به طور مکرر با جوش سرد و شکست ذرات پودر از طریق ضربه و برخورد شدید طولانی مدت بین ذرات پودر و توپ آسیاب در آسیاب گلوله ای با انرژی بالا تولید می شود که منجر به انتشار می شود. از اتم های پودر، به طوری که پودر به دست آید. آلیاژ مکانیکی برای تهیه پودر آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم به این صورت است که ترکیب تیتانیوم یا پودر مخلوط و محیط توسعه (معمولاً نیاز به اضافه کردن مقدار کمی از عامل کنترل فرآیند) در آسیاب گلوله ای با انرژی بالا (محافظت از گاز آرگون) برای آسیاب است. در فرآیند سنگ زنی، ذرات پودر به طور پیوسته آسیاب می شوند و به تدریج از طریق فرآیند مداوم جوشکاری - شکستگی - جوشکاری مکرر مخلوط می شوند تا اندازه ذرات پودر بسیار ریز تولید شود. مزیت این فرآیند این است که مواد آسیاب را می توان به هر نسبتی با هم تطبیق داد که می تواند مواد آلیاژی یا پودر تک فلزی را تهیه کند.
روش هیدروژن زدایی (HDH)
HDH فرآیندی برای تهیه پودر تیتانیوم با استفاده از خواص برگشت پذیر تیتانیوم و هیدروژن است. پس از جذب هیدروژن، تیتانیوم شکنندگی ایجاد می کند که به صورت مکانیکی به پودر هیدرید تیتانیوم شکسته می شود و سپس هیدروژنه می شود تا پودر تیتانیوم در شرایط خلاء در دمای بالا تولید شود. پودر تیتانیوم تولید شده توسط این فرآیند دارای طیف گسترده ای از اندازه ذرات، هزینه کم و نیاز کم به مواد اولیه است، بنابراین به روش اصلی تولید پودر تیتانیوم در داخل و خارج از کشور تبدیل شده است، اما پودر تیتانیوم تهیه شده با این روش دارای یک محتوای بالای O و N. در سال های اخیر، تحقیقات در مورد تهیه پودر تیتانیوم کم هزینه و کم اکسیژن به طور فزاینده ای در داخل و خارج از کشور فعال شده است.
روش اتمیزه کردن
روش اتمیزه کردن روشی برای شکستن جریان فلز یا آلیاژ مایع به قطرات ریز و سپس سرد کردن و انجماد در محیط برای به دست آوردن پودر فلز است. در حال حاضر پودر تیتانیوم را می توان به روش اتمیزه کردن عمدتاً به روش اتمیزه کردن گاز و روش اتمیزه کردن گریز از مرکز تهیه کرد.
روش اتمیزه کردن گاز
روش اتمیزه کردن گاز به طور کلی برای ذوب مواد خام در یک بوته، از طریق نازل در پایین بوته با گاز با سرعت بالا برای تولید اسپری مذاب فلز به یک اسپری، متراکم شده به پودر فلز استفاده می شود.
روش اتمیزاسیون گریز از مرکز
از روش اتمیزاسیون گریز از مرکز برای تولید پودر تیتانیوم با استفاده از نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط چرخش استفاده می شود، فلز شکسته شده و به صورت قطرات غبار به بیرون پرتاب می شود و سپس پودر تیتانیوم کروی با خلوص بالا جامد می شود. در حال حاضر، روشهای اتمیزه کردن گریز از مرکز عمدتاً شامل روش الکترود دوار (REP)، روش الکترود دوار پلاسما و روش دیسک دوار پرتو الکترونی (EBRD) است.
پودر تیتانیوم به دست آمده از اتمیزه کردن گریز از مرکز کروی با سطح صاف، نسبتا متراکم، سیالیت خوب، توزیع اندازه ذرات باریک است و اندازه ذرات را می توان با چرخش سرعت الکترود تنظیم کرد. در مقایسه با پودر تهیه شده توسط اتمیزه کردن گاز، پودر تهیه شده توسط فرآیند الکترود چرخشی فاز مشترک مرتبط با پودر تیتانیوم کروی اتمیزه شده را ندارد و اندازه ذرات پودر یکنواخت تر است. اما پودر تیتانیوم تولید شده با این روش هزینه بالایی دارد و عموما در زمینه هوافضا استفاده می شود.
احیای حرارتی فلز
روشهای احیای حرارتی فلزات سنتی برای تهیه پودر تیتانیوم عمدتاً شامل روش احیای حرارتی کلسیم TiO2 و روش احیای حرارتی فلز TiCl4 است. روش احیای حرارتی کلسیم TiO2 تهیه پودر تیتانیوم با احیای TiO2 با کلسیم فلز در دمای بالا می باشد. روش های احیای فلز TiCl4 شامل روش احیای منیزیم (روش کرول) و کاهش سدیم (روش هانتر) می باشد. پودر تیتانیوم تهیه شده به روش احیای منیزیم عمدتاً پودر تیتانیوم خارجی ایزو خارجی است که در فرآیند تهیه تیتانیوم اسفنجی تولید می شود. به دلیل محتوای بالای ناخالصی، به ندرت در تولید پودر تیتانیوم استفاده می شود. پودر تیتانیوم تهیه شده به روش احیای سدیم دارای خلوص بالا به ویژه محتوای کم اکسیژن، نیتروژن، ناخالصی های آهن و کربن و سیالیت خوب است. این یکی از روش های امیدوارکننده برای تولید پودر تیتانیوم است.
روش الکترولیز نمک مذاب
همانند سایر فلزات فعال، تهیه پودر تیتانیوم با الکترولیز باید در محیط نمک مذاب انجام شود. روش سنتی الکترولیز نمک مذاب، حل کردن نمک تیتانیوم در نمک مذاب است. Dow-Howmet و Timet از ایالات متحده به ترتیب دو خط تولید الکترولیتی ساختند، اما به دلیل اینکه نتوانستند واکنش معکوس تیتانیوم و کلر را کنترل کنند، متوقف شدند. در حال حاضر شرکت جیناتا در ایتالیا یک کارخانه آزمایشی بزرگ در شهر تورینو برای ادامه تحقیقات این فرآیند احداث کرده است و الکتروکلره و فلوئوراسیون بدون دیافراگم را ارائه می کند.
