英國金屬材料制造商Metalysis專訪：我們將處在鈦時代？

材料牛注：今年，英國金屬材料制造商Metalysis宣布將購置新設備并加大投資力度，此舉使其一躍成為3D打印領域的佼佼者。因此，月亮整理了Michael Petch對Metalysis冶金及業務開發負責人Kartik Rao博士的專訪，讓我們一起看看Metalysis是計劃怎樣降低3D打印成本的吧！

我們進入了鈦時代嗎？

金屬鈦是一種儲量相當豐富的元素，在地殼元素儲量中排行第9，通常存在于金紅石或鈦鐵礦等礦物中。鈦的提純是一件極不容易的事情，這一問題一直困擾了人們19年，直到1910年，紐約冶金學者Matthew Hunter論證了提純鈦的可能性，到1936年，William J. Kroll發現了提煉高純度鈦的方法。

目前我們使用的鈦基本都是利用Kroll的方法提煉的，Kroll本人預測到他的方法很快就會被廢棄，但是直到1997年，英國劍橋的科學家們才找到了提煉鈦的新技術——熔鹽電解。

Rao博士解釋了FFC法（即Fray-Farthing-Chen劍橋法）。他表示，“最基本的步驟是把金屬氧化物轉化成金屬粉末，在制備過程中，我們用到了一種類似白色顏料的東西，然后把它轉化成灰色的金屬粉末，整個過程是用電解完成的。我們在熔鹽（用的是氯化鈣）中使用碳作為陽極。要是類比的話，這各路方法與目前電解鋁的方法最為接近。雖然不完全一樣，但是高度相似。唯一的區別就是電解鋁是固體原料生產液體，我們是用固體原料生產固體，這期間并沒有熔化原材料。這正是我們的高明之處，因為不熔化原材料就意味著我們能夠制備任何傳統方法無法制備的合金。”

降低原材料成本

對于Metalysis生產金屬粉末的獨特技術，Rao給出了詳細的回答，“生產3D打印粉末有3種方式：等離子、氣體霧化、等離子旋轉電極工藝(PREP)。這3種方式生都能生產出適用于3D打印的粉末，但是原材料都要進行研磨。原料價格為每千克60~70美元。”

“而我們的原料用的是氧化物，即TiO2，每千克2.5美元。我們還可以將其與氧化鋁混合制備合金或與氧混合。最重要的是，我們能夠控制粉末顆粒的尺寸。對于每種不同的應用，我們都能用內芽成形法量身定制顆粒的分布，也就是說在制備粉末的時候就能知道某種尺寸粉末的確定數量。這很簡單，減去氧原子數量就可以了，這正是我們的優勢所在。”Rao補充道。

3D打印技術的突破

FFC法適用范圍廣泛，Rao博士表示，“元素周期表中30~40種元素和所有的合金均出自此法。具體能節省多少成本要取決于一系列因素，如生產規模和成品用途。人們將FFC法視為取得突破的唯一法寶，因為它確實行之有效。目前金屬鈦主要用于航空合金，但是我們沒有理由不相信，未來鈦價格會下降，汽車材料也可使用鈦。”

原文鏈接：The Titanium Age: Interview with Metalysis。

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