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admin

2017-01-12 10:00:45

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스펀지티탄[titanium sponge]

금속티탄의 제련 후 용융하여 잉곳으로 하기 전 지금(地金)의 상태를 가리켜 말한다. 다공질이기 때문에 이 명칭이 사용되고 있다.

금속티탄은 공업적으로 1936년에 룩셈부르크의 크롤에 의해 발명된 크롤법, 또는 사염화티탄을 금속나트륨으로 환원하는 나트륨환원법에 의해 제조된다. 다시 크롤법에서는 진공증류에 의해, 나트륨환원법에서는 추출법에 의해 정제된다.

마그네슘환원에 의한 크롤법에서는 우선 스테인리스강 용기 속의 공기를 빼고 아르곤가스를 채운다. 이어서 용융마그네슘을 장입하고 용기온도를 850℃로 유지하면서 사염화티탄(끓는점 136℃, 상온에서는 액체)을 용기 내에 적하하고 반응을 일으킨다. 금속티탄의 녹는점은 1668℃이고, 반응은 스테인리스제 용기와 금속티탄 사이에서 합금을 만드는 것을 피하기 위해 950℃ 이하에서 이루어지므로, 금속티탄은 미세한 결정 형태로 생성함을 볼 수 있다. 이 미세한 금속티탄이 용융마그네슘으로 생성한 용융염화마그네슘 속을 침하하는 사이에 서로 소결하고, 스테인리스제 용기 저부(底部)에 퇴적하여 다공질의 스펀지티탄이 생긴다. 부성(副成)하는 염화마그네슘은 반응용기에서 누출되는데, 다공질티탄의 표면 및 내부에 포함되는 미반응마그네슘과 염화마그네슘은 다음 진공증류의 공정에서 제거된다. 정제된 스펀지티탄의 덩어리(사진참조)는 파쇄되고 12.7(1/2인치)～0.84mm(20메시)에 입도조정되어 시판품의 스펀지티탄이 된다.

시판되는 스펀지티탄에는 JIS H 2151, ASTM B 299 등의 규격이 정해지고 있고, 불순물로는 산소와 철의 함유량의 차이에 따라 1～4종으로 분류되고 있다.