Stopowanie mechaniczne
Mechaniczne tworzenie stopów to proces przygotowania proszku, w którym proszek metalu lub stopu jest wytwarzany wielokrotnie poprzez spawanie na zimno i pękanie cząstek proszku w wyniku długotrwałego, intensywnego uderzenia i zderzenia cząstek proszku z kulą mielącą w wysokoenergetycznym młynie kulowym, co prowadzi do dyfuzji atomów proszku, tak aby otrzymać proszek. Mechaniczne tworzenie stopów w celu przygotowania proszku tytanu i stopu tytanu polega na załadowaniu związku tytanu lub mieszanego proszku i medium wywołującego (zwykle należy dodać niewielką ilość środka sterującego procesem) do wysokoenergetycznego młyna kulowego (ochrona przed gazem argonowym) w celu mielenia. W procesie mielenia cząstki proszku są w sposób ciągły mielone i stopniowo mieszane w ciągłym procesie powtarzanego spawania - łamania - spawania, w celu uzyskania bardzo drobnych cząstek proszku. Zaletą tego procesu jest to, że materiały mielące można dobierać w dowolnej proporcji, co pozwala na otrzymanie materiału stopowego lub proszku pojedynczego metalu.
Metoda uwodornienia i odwodornienia (HDH)
HDH to proces wytwarzania proszku tytanowego z wykorzystaniem odwracalnych właściwości tytanu i wodoru. Po absorpcji wodoru tytan wytworzy kruchość, która zostanie mechanicznie rozbita na proszek wodorku tytanu, a następnie odwodorniona w celu wytworzenia proszku tytanu w warunkach próżniowych w wysokiej temperaturze. Proszek tytanowy wytwarzany tym procesem ma szeroki zakres wielkości cząstek, niski koszt i niskie wymagania dotyczące surowców, dlatego stał się główną metodą produkcji proszku tytanu w kraju i za granicą, ale proszek tytanu przygotowany tą metodą ma wysoka zawartość O i N. W ostatnich latach w kraju i za granicą coraz aktywniej prowadzone są badania nad otrzymaniem taniego i niskotlenowego proszku tytanowego.
Metoda atomizacji
Metoda atomizacji to metoda rozbijania strumienia ciekłego metalu lub stopu na drobne kropelki, a następnie schładzania i zestalania w środowisku w celu uzyskania proszku metalicznego. Obecnie proszek tytanowy można przygotować metodą atomizacji, głównie metodą atomizacji gazowej i metodą atomizacji odśrodkowej.
Metoda atomizacji gazu
Metodę atomizacji gazem stosuje się zwykle do topienia surowców w tyglu, przez dyszę na dnie tygla za pomocą gazu o dużej prędkości, w celu wytworzenia stopionego metalu w postaci sprayu, skondensowanego w proszek metalowy.
Metoda atomizacji odśrodkowej
Metodę atomizacji odśrodkowej stosuje się do wytwarzania proszku tytanu za pomocą siły odśrodkowej generowanej przez obrót, metal jest rozbijany i wyrzucany w postaci kropelek mgły, a następnie sferyczny proszek tytanu o wysokiej czystości zestala się. Obecnie metody atomizacji odśrodkowej obejmują głównie metodę elektrody wirującej (REP), metodę wirującej elektrody plazmowej i metodę wirującego dysku z wiązką elektronów (EBRD).
Proszek tytanowy otrzymany przez atomizację odśrodkową jest kulisty, o gładkiej powierzchni, stosunkowo gęsty, o dobrej płynności, o wąskim rozkładzie wielkości cząstek, a wielkość cząstek można regulować poprzez prędkość obracającej się elektrody. W porównaniu z proszkiem wytwarzanym przez atomizację gazową, proszek wytwarzany w procesie z elektrodą wirującą nie ma wspólnej fazy towarzyszącej w rozpylonym sferycznym proszku tytanu, a wielkość cząstek proszku jest bardziej jednolita. Jednakże proszek tytanowy wytwarzany tą metodą jest kosztowny i jest powszechnie stosowany w przemyśle lotniczym.
Redukcja termiczna metalu
Tradycyjne metody redukcji termicznej metali do wytwarzania proszku tytanowego obejmują głównie metodę redukcji termicznej wapnia TiO2 i metodę redukcji termicznej metalu TiCl4. Metoda termicznej redukcji wapnia TiO2 polega na przygotowaniu proszku tytanowego poprzez redukcję TiO2 metalicznym wapniem w wysokiej temperaturze. Metody redukcji metalu TiCl4 obejmują metodę redukcji magnezu (metoda Krolla) i metodę redukcji sodu (metoda Huntera). Proszek tytanu otrzymywany metodą redukcji magnezu to głównie izozewnętrzny proszek tytanu powstający w procesie przygotowania tytanu gąbczastego. Ze względu na dużą zawartość zanieczyszczeń rzadko wykorzystuje się go do produkcji proszku tytanowego. Proszek tytanu przygotowany metodą redukcji sodu charakteryzuje się wysoką czystością, szczególnie niską zawartością zanieczyszczeń tlenem, azotem, żelazem i węglem oraz dobrą płynnością. Jest to jedna z obiecujących metod wytwarzania proszku tytanowego.
Metoda elektrolizy stopionej soli
Podobnie jak w przypadku innych metali aktywnych, wytwarzanie proszku tytanu metodą elektrolizy należy przeprowadzić w środowisku stopionej soli. Tradycyjna metoda elektrolizy stopionej soli polega na rozpuszczeniu soli tytanu w stopionej soli. Dow-Howmet i Timet ze Stanów Zjednoczonych zbudowały odpowiednio dwie linie do produkcji elektrolitu, ale zostały one zakończone, ponieważ nie były w stanie kontrolować odwrotnej reakcji tytanu i chloru. Obecnie firma Ginatta we Włoszech zbudowała duży zakład testowy w Turynie, aby kontynuować badania nad tym procesem i zaproponować elektrochlorowanie i fluorowanie bez przepony.
