Desestabilización termodinámica de la solución sólida de Ti-O mediante H2 y desoxigenación de Ti utilizando Mg

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los metales reactivos como el titanio (Ti), el zirconio (Zr) y el hafnio (Hf) poseen una alta afinidad con el oxígeno, lo que complica su purificación y aumenta los costos de producción.
• La estabilidad termodinámica inherente del oxígeno en soluciones sólidas con estos metales dificulta los métodos convencionales de desoxigenación, especialmente para producir polvos metálicos de alta pureza.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo enfoque termoquímico para la desestabilización de soluciones sólidas de titanio y oxígeno (Ti-O).
• Para permitir la desoxigenación del polvo de titanio utilizando magnesio (Mg), superando las limitaciones termodinámicas anteriores.

Principales métodos:

• Se utiliza el hidrógeno como elemento de aleación temporal para desestabilizar termodinámicamente las soluciones sólidas de Ti-O.
• Modelado analítico y validación experimental para demostrar el efecto del hidrógeno sobre el potencial de oxígeno en aleaciones de Ti-O.
• Investigó el aumento de la fuerza motriz termodinámica para que el magnesio reaccione con el oxígeno en sistemas de Ti-O desestabilizados.

Principales resultados:

• Se ha demostrado que el hidrógeno aumenta el potencial de oxígeno de las aleaciones de solución sólida de Ti-O, disminuyendo efectivamente su estabilidad.
• Mostró una exitosa desoxigenación de polvo de titanio utilizando magnesio, un proceso que antes no se podía lograr.
• Confirmado el papel temporal del hidrógeno, fácilmente removible mediante tratamiento térmico, preservando la integridad del metal desoxigenado.

Conclusiones:

• El enfoque termoquímico desarrollado ofrece un avance en la desoxigenación de metales reactivos, aplicable a diversos materiales.
• Este método aborda un desafío clave en la producción de polvos metálicos de alta pureza, cruciales para aplicaciones avanzadas.
• Se espera que los hallazgos beneficien significativamente al campo en rápido crecimiento de la fabricación aditiva de metales.