211service.com
Nieuw proces voor het maken van titanium kan resulteren in lichtere vliegtuigen
Een nieuw proces voor het produceren van titanium - een metaal dat steeds vaker in vliegtuigen wordt gebruikt om het gewicht en het brandstofverbruik te verminderen - is aanzienlijk goedkoper en minder energie-intensief dan conventionele methoden. De techniek kan ertoe leiden dat titanium wordt gebruikt om het gewicht van auto's te verminderen, waardoor autofabrikanten kunnen voldoen aan de strengere voorschriften voor brandstofverbruik.
Titanium kost normaal gesproken een aanzienlijke hoeveelheid energie om te maken. De conventionele methode, het Kroll-proces genoemd, omvat meerdere stappen die zeer hoge temperaturen vereisen. Het nieuwe proces, ontwikkeld door SRI Internationaal , neemt minder stappen, verbruikt minder energie en produceert titaniumpoeder in plaats van blokken. Het poeder kan worden geperst en versmolten tot iets dat heel dicht bij de vorm van het eindproduct ligt, waardoor er minder machinale bewerking nodig is.
Het proces van SRI maakt gebruik van plasmabogen om reacties tussen waterstofmoleculen en titaniumchloride te vergemakkelijken, een chemische stof die wordt geproduceerd uit titaniumerts. Bogen, zoals bliksemschichten, barsten de waterstof en produceren atomaire waterstof die gemakkelijk kan reageren, zegt Barbara Heydorn, senior directeur van het Energy Center bij SRI. De reacties produceren titaniumdamp die snel stolt en titaniumpoeder vormt.
Grenswaarden voor koolstofemissies in Europa hebben geleid tot een toenemend gebruik van titanium in vliegtuigen. De mogelijkheid dat soortgelijke regelgeving in de Verenigde Staten wordt ingevoerd en bezorgdheid over de vluchtige brandstofprijzen stimuleren ook het gebruik van titanium in vliegtuigen. Het lichtgewicht, corrosiebestendige materiaal is ideaal voor bepaalde motoronderdelen, waaronder ventilatorbladen. Het dient ook als een essentieel structureel materiaal in nieuwere vliegtuigen die koolstofcomposietmaterialen gebruiken, aangezien het aluminium dat gewoonlijk in vliegtuigconstructies wordt gebruikt, onverenigbaar is met koolstofcomposieten (zie Additive Manufacturing Is Reshaping Aviation).
SRI heeft tot nu toe een kleinschalige versie van het proces voor het produceren van puur titanium gedemonstreerd. Het werkt momenteel aan een proces in twee fasen om de opbrengsten te verbeteren en de kosten te verlagen voordat het probeert op te schalen.
SRI kan voor grote uitdagingen komen te staan om het nieuwe proces op de markt te brengen. Het introduceren van een nieuw metaalproces is bijzonder moeilijk, zegt Donald Sadoway , een professor in materiaalchemie aan het MIT. Er zijn grote investeringen nodig om kostenefficiënte verwerkingsfabrieken te maken, zegt hij, en het kan moeilijk zijn om financiering voor nieuwe technologieën te krijgen, omdat ze worden geconfronteerd met de wijdverbreide overtuiging dat de metaalindustrie volwassen is en dat de optimale processen zijn ontdekt.