בתעשיית הטיטניום, בכל הנוגע ל"טיטניום ספוג", ספקים רבים ומשתמשים במורד הזרם יתנו תשומת לב מיוחדת. למרות שזה לא מוצר סופי, הוא צורה מקורית שאין לה תחליף בכל שרשרת תעשיית הטיטניום ושלב מפתח עבור מתכת טיטניום, מעפרה ועד ליישומים מתקדמים.-
מהו טיטניום ספוג?
במונחים של הדיוט, טיטניום ספוג הוא מצב עוברי מחוספס של מתכת טיטניום. הוא לבן אפרפר או כסוף -גושי אפור, מרקמו נקבובי, וצורתו כמו "ספוג", ומכאן השם. זה לא חומר המשמש ישירות למוצרים סופיים, אלא חומר גלם בסיסי לייצור שלאחר מכן של מוצרי טיטניום- גבוהים כגון מטילי טיטניום, מוטות טיטניום, לוחות טיטניום וסגסוגות טיטניום.
תיאור קצר של תהליך הייצור: שיטת ההכלרה היא הזרם המרכזי
תהליך ייצור הטיטניום הספוג המיינסטרים הנוכחי בתעשייה הוא "שיטת הפחתת הכלור", המכונה גם שיטת קלאואר. התהליך הבסיסי הוא תחילה להכליר עפרות טיטניום (כגון רוטיל או תרכיז טיטניום) ליצירת טיטניום טטרכלוריד (TiCl₄), ולאחר מכן להפחית את TiCl₄ לטיטניום מתכתי באמצעות הפחתת מגנזיום או תגובה להפחתת נתרן, ולאחר מכן לקרר, לכתוש, להחמיץ ועוד שלבים ליצירת טיטניום ספוג.
בנוסף, ישנם תהליכים חלופיים כגון שיטת סיליקון תרמית ושיטה תרמית נתרן, אך בשל הבדלים בבקרת עלויות או טוהר, הם אינם נמצאים כיום במיינסטרים ביישומים תעשייתיים בקנה מידה- גדול.
תכונות פיזיקליות וכימיות
אחד המאפיינים של טיטניום ספוג הוא הטוהר הגבוה שלו (בדרך כלל מעל 99%) ומעט זיהומים, כך שהפעילות הכימית שלו חזקה יחסית. יש לו תכונות פיזיקליות כמו צפיפות נמוכה, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה חזקה, אך קל להגיב עם חמצן, מימן וחנקן בטמפרטורה גבוהה או בסביבה לחה. לכן, יש לאמץ הגנה על גז אינרטי או תנאי ואקום במהלך האחסון והעיבוד כדי למנוע זיהום של פני השטח הפעילים שלו.
הבדל מצורות טיטניום אחרות
טיטניום ספוג אינו החומר הסופי, אלא מבשר להתכת מטילי טיטניום. מטילי טיטניום מיוצרים על ידי התכת טיטניום ספוג בכבשן קשת מתכלה בוואקום, בעל מבנה צפוף יותר, הנוח לזיוף ולגלגול שלאחר מכן. לעומת זאת, סגסוגות טיטניום מתווספות עם יסודות מתכת אחרים (כגון אלומיניום, ונדיום, מוליבדן וכו') במהלך תהליך ההיתוך כדי לשפר תכונות ספציפיות כגון חוזק, עמידות בחום או יכולת עיבוד. במילים אחרות, ספוג טיטניום הוא צורת המתכת הפרימיטיבית ביותר של טיטניום, אשר קובעת את הטוהר והביצועים של המוצר הסופי ומהווה את השלב הראשון בבקרת האיכות של תעשיית הטיטניום כולה.
לסיכום, למרות שספוג טיטניום אינו נכנס ישירות ליישום הטרמינל, הוא תופס עמדה חיונית בכל תעשיית עיבוד הטיטניום. עבור הספקים, הבנת המאפיינים הבסיסיים שלו, תהליך הייצור ותפקידו בשרשרת התעשייתית במורד הזרם תסייע לתפוס בצורה ברורה יותר את קצב השוק ולשפוט את מגמת הביקוש, במיוחד בהקשר של המשך הגידול בביקוש לחומרי טיטניום בציוד-מתקדם, תעופה וחלל, אנרגיה חדשה וכו'.
