Les entreprises américaines attachent l'importance de la technologie des brevets en titane
Les entreprises américaines attachent l'importance à la technologie brevetée en titane et remodèlent la chaîne d'approvisionnement en titane locale aux États-Unis.
Iperionx est l'un des principaux développeurs de produits en titane des États-Unis, dédiés à la fourniture de ressources en titane de haute qualité et de dérivés pour des industries avancées telles que l'aérospatiale, l'aérospatiale, les véhicules électriques et l'impression 3D. La société possède un certain nombre de technologies de production de titane brevetées révolutionnaires, telles que la pulvérisation de réduction thermique métallique assistée par l'hydrogène (HAMR), le frittage d'hydrogène et la transformation de phase (HSPT). Ces technologies peuvent produire des produits de titane peu carbone et entièrement recyclés, ce qui est extrêmement important pour le développement de l'industrie nationale de la fabrication en titane aux États-Unis.
La technologie avancée de production en titane d'Iperionx a le potentiel de fournir un coût plus faible et une chaîne d'approvisionnement plus durable pour la chaîne d'approvisionnement nationale de matières premières en titane aux États-Unis. Iperionx produit de la poudre de titane à partir de déchets de titane dans son usine pilote opérationnelle de l'Utah et a l'intention de développer la production dans une usine de démonstration en titane en Virginie. Iperionx détient un intérêt à 100% dans le projet Titan, qui contient le plus grand sable minéral conforme au Jorc riche en titane, terres rares et zircon aux États-Unis.
Dossier de demande
En août 2023, Antarctic Bear a rapporté qu'Iperionx avait signé une commande de pièces de métal de titane avec Lockheed Martin: Iperionx utilise son processus de métallurgie en poudre et les matériaux avancés en poudre de titane pour produire des pièces de titane pour Lockheed Martin - Nanjixiong.com). Basée à Bethesda, dans le Maryland, Lockheed Martin est une entreprise mondiale de sécurité et aérospatiale avec environ 116 000 employés dans le monde engagés dans la recherche, la conception, le développement, la fabrication, l'intégration et la maintenance de systèmes, de produits et de services technologiques avancés.
En octobre, Iperionx a conclu un accord de partenariat avec le fabricant traditionnel GKN Aerospace (GKN utilise Iperionx pour la plate-forme d'impression 3D en titane recyclé - la poudre de titane recyclée à 100% de la poudre de titane recyclé est produite à partir de l'alimentation en titane déchet fournie par GKN Aerospace. Les deux projets utilisent la technologie brevetée de frittage hydrogène et de transformation de phase (HSPT) d'Iperionx, une technologie de pointe qui améliore la microstructure des pièces de titane pour fournir des propriétés de résistance et de fatigue comparables aux alliages de titane déformés.
Technologie de préparation de poudre en titane à faible teneur en oxygène - science et technologie révolutionnaires
Tout d'abord, un nouveau processus de pulvérisation appelé réduction du magnésium assisté par l'hydrogène (HAMR) sera introduit. Dans l'industrie de la métallurgie de la poudre, certains métaux courants peuvent être réduits des oxydes aux métaux par le carbone (ou l'hydrogène), comme le fer, le tungstène, le cobalt, etc. Le dioxyde de titane est difficile à préparer par cette méthode de réduction, car la liaison Ti-O Dans le composé TiO2, est extrêmement stable. En 1940, William Kroll a inventé un processus (abrégé en tant que processus de Kroll) pour surmonter ce défi, qui reposait sur le TiO2 étant chloré dans une réaction carbothermique pour produire du TICL4, qui a ensuite été réduit par du magnésium fondu dans un vide et distillé pour produire de l'éponge de titane (le métal principal). L'éponge est ensuite montée sous vide plusieurs fois pour former des lingots de titane, qui sont ensuite traités à chaud dans des produits rouleaux.
Cependant, le Dr Zakfang, d'Iperionx, a constaté en 2016 que le TiO2 peut être réduit par du magnésium solide dans une atmosphère d'hydrogène, car l'hydrogène peut perturber la stabilité de la liaison Ti-O. Ce principe s'applique également à la désoxydation des déchets de titane recyclés, car l'impureté la plus difficile à "nettoyer" est l'oxygène absorbé par la surface, en particulier comme cela est courant dans les déchets d'usinage. En conséquence, Fang a développé une technique de réduction de magnésium assistée par l'hydrogène en deux étapes (HAMR).
Diagramme des principales étapes de traitement du processus HAMR. Le TiO2 purifié utilisé dans HAMR peut être préparé par la torréfaction alcaline, la chloration ou les processus de sulfate.
Il existe de nombreux avantages à utiliser l'hydrogène. Premièrement, l'hydrogène aide à détruire la stabilité du système TI-O, augmentant la force motrice thermodynamique de la réaction MG avec TI-O. Un autre avantage de l'utilisation de l'hydrogène est que l'hydrure de titane se forme pendant le processus de réduction, au lieu du titane métal. Il est bien connu que l'hydrure de titane est moins sensible à l'oxydation dans l'air qu'alpha-Ti, ce qui facilite la gestion du matériau après la réduction et le contrôle de la teneur en oxygène dans le produit final. Une autre caractéristique clé du processus HAMR est l'utilisation de sels en fusion, en particulier les sels contenant du magnésium tels que MGCL2. Il a été trouvé nécessaire d'utiliser du sel fondu pour faciliter la réaction et améliorer considérablement la cinétique du processus de réduction. Le processus HAMR utilise une étape de désoxydation pour garantir que la teneur en oxygène dans la poudre de produit finale est suffisamment faible, c'est-à-dire en dessous du 0,15WT-% requis par ASTM-B299-13 pour Ti générique. Plus de détails sur le processus de désoxydation sont décrits dans la section suivante. La combinaison des étapes de réduction et de désoxydation, c'est-à-dire que la méthode d'élimination de l'oxygène de TiO2 en utilisant ces deux étapes, est l'un des facteurs clés pour pouvoir produire une poudre Ti avec une teneur suffisamment faible en oxygène. HAMR a révolutionné la capacité de fabriquer du titane métal à partir de minéraux ou de déchets, ce qui était auparavant inimaginable.
