JP2023510640A - チタン合金生成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法（１００）は、TiO2粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む複合粉末状酸化物混合体を調製するステップ（１１０）を含む。前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施す（１２０）ことにより、水素化チタン合金生成物を生成する。前記水素化チタン合金生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施す（１３０）ことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成する。前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.2重量％以下に低減する脱酸処理を施す（１４０）ことにより、脱酸水素化チタン生成物を粉末状生成物として形成する。任意処理として、前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施す（１５０）ことで前記チタン合金生成物を粉末状生成物として形成するようにしてもよい。【選択図】図１

Description

米国連邦政府の権利

本発明は米国エネルギー省から支給されたグラント第DE-AR0000420号による政府助成の下に成されたものである。米国連邦政府は本発明に関する所定の権利を有する。

チタンは強度が高く、軽量であり、耐蝕性に優れ、生体適合性を有する。これら特性を兼ね備えるのはチタンに独特のものであり、このことがチタンをして数多くの工業的用途を有する価値ある天然資源たらしめている。チタンは、遅くとも1948年までには工業的製造が始まり現在に至っており、現在では宇宙産業、医療産業、防衛産業などに幅広く利用されている。例えば、米国地質調査所はチタンに関してMineral Industry Surveysにて、2011年度に生産された圧延製品及び鋳造製品は、その約67％が商用宇宙用途ないし軍事宇宙用途に使用されたと報告している。しかるに、チタンを使用することで大きな利点が得られるにもかかわらず、今なお使用材料を汎用鋼材に大きく依存している産業分野が存在している。鋼材に大きく依存しているのは驚くことではなく、なぜならば、従来方法によるチタンの製造コストは、鋼材の製造コストの20倍もの高コストだからある。この高コストの主たる原因は、既知のチタン製造法のプロセスは間接的プロセスであるために、時間がかかり、大量のエネルギを要することにある。そのような従来のチタン製造法には、例えば、炭素熱還元法や、塩化チタンに還元処理を施す金属熱還元法などがあり、後者の具体例としては、例えば、クロール法、ハンター法などがある。最近ではより経済的なチタン製造法を確立せんとする研究がなされており、例えばアームストロング法、ＦＣＣ－ケンブリッジ電解法、等々の研究が行われている。

チタン合金の製造には、以上に言及した問題点に加えて更に、チタン合金ならではのその他の問題も付随している。例えば、大量のチタン合金材料を高度の均質性をもって製造することは極めて困難である。チタンの製造プロセスは、多くの場合、スポンジチタンを生成することから始まり、このスポンジチタンは工業用純チタン（ＣＰチタン）であることがしばしばある。そして、このスポンジチタンとマスター合金（例えばAlVなど）とに真空アーク再溶解（ＶＡＲ）処理を施す。このＶＡＲ処理では、銅るつぼ内で電極を溶解することで、スポンジチタンとマスター合金とが均質に混合した混合体を生成する。工業的規模で実施されているＶＡＲ処理では、炉内に形成される鋳塊は、多くの場合、その重量が1～10トン、その高さが10～20フィートの大きさを持つ。高純度チタン合金を得るにはこのＶＡＲ処理を複数回（例えば２～３回）反復して実施する必要があり、そのために炉内への電極の再装填作業が行われており、大量のエネルギーが注入されている。かかる事情から、金属チタンを製造するための、また特に、チタン合金を製造するための、より簡明で低コストの製造方法が求められている。

固相合金化プロセスを用いることでAl、Mo、V、Nb、Ta、Fe、Cr、Mn、Co、Cu、W、Al、Zr、Sn、Ni、Si、及びその他の元素のうちの１つまたは幾つかを合金元素とするチタン合金粉末を形成することができる。その概要を述べるならば、粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法は、TiO₂粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む複合粉末状酸化物混合体を調製するステップを含む。前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、好ましくは少なくとも部分水素雰囲気である水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン合金生成物を生成する。次に、前記水素化チタン合金生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成する。前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に（またはしばしば0.15％以下に）低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成する。任意処理として、前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことで前記チタン合金生成物を形成するようにしてもよい。尚、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である。

以上に本発明の数々の特徴のうちでも重要度の比較的高い特徴についてかなり大まかに概説したが、これは、以下に提示する本発明の詳細説明を理解し易くし、また、当業界への本発明の貢献を認識し易くするためである。本発明のその他の特徴は、以下に提示する本発明の詳細説明を添付図面及び請求の範囲の記載と共に参照することでより明瞭に理解することができ、また本発明を実施することで体得できるであろう。

粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法のプロセスを示したフローチャートである。 Mgの量をストイキ量とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量の理論算出値を示したグラフである。 図２Ａに示したグラフをｙ軸方向に拡大して様々な水素化物及び酸化物に関する詳細を示したグラフである。 Mgの量をストイキ量の1.2倍とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。 Mgの量をストイキ量の1.5倍とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。 Mgの量をストイキ量の1.2倍とした、アルゴン雰囲気下での共還元処理における同様の幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。 Mgの量をストイキ量の1.5倍とした、アルゴン雰囲気下での共還元処理における同様の幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。 実施例１における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図３Ａの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例１において生成された、水素化されて還元された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図３Ｃの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例１において生成された、熱処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図３Ｅの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例１において生成された、脱酸処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図３Ｇの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例２における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図４Ａの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例２において生成された、水素化されて還元された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例２において生成された、熱処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図４Ｄの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例２において生成された、脱酸処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図４Ｆの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例３における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図５Ａの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例３において生成された、水素化されて還元された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図５Ｃの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例３において生成された、熱処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図５Ｅの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例３において生成された、脱酸処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図５Ｇの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例４における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図６Ａの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例４において生成された、水素化されて還元された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図６Ｃの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例４において生成された、熱処理が施された合金粉末のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図６Ｅの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例５（試料Ａ５）における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図７Ａの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例５（試料Ａ６）における、部分的焼結処理が施された複合金属酸化物合金粒子のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 図７Ｃの画像の倍率を拡大したＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例５における、共還元処理の完了時点での試料Ａ５のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例５における、共還元処理の完了時点での試料Ａ６のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。 実施例５における、熱処理の完了時点での試料Ａ５のＳＥＭ顕微鏡写真画像である。

以上の添付図面は、本発明の様々な態様を例示するために提示するものであって、図面に示した寸法、材料、構造、構成、比率は、それらが特許請求の範囲に明記されているのでない限り、本発明の範囲の限定要件を成すものではない。

以下に具体例としての数々の実施の形態を、当業者が本発明を実施し得るように十分に詳細に説明するが、ただしそれら実施の形態とは異なる形態で本発明を実施することも可能であり、またそれら実施の形態に様々な改変を加えた形態で本発明を実施することも可能であって、そのようなその他の実施の形態もまた、本発明の概念及び範囲から逸脱するものではない。従って本発明の実施の形態についての以下の詳細な説明は、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を限定することを意図したものではなく、本発明の特徴及び特性を説明する上で、例示することのみを目的とし、限定することは目的とせず、本発明を実施するための最良の形態を記載することで当業者が本発明を実施することを可能にする十分な説明とするものである。従って本発明の範囲は請求の範囲の記載によってのみ規定されるべきものである。

定義
明細書及び特許請求の範囲において本発明を記載する上では以下の語法及び用語を用いる。

名詞で示されているものが単数であると明記されていない場合には、当該名詞で示されているものは単数である場合もあれば複数である場合もある。従って、例えば「還元剤」と記載されているとき、それは、ただ１つの還元剤を意味していることもあれば複数の還元剤を意味していることもある。また、「処理を施す」と記載されているとき、それは、当該処理をただ一度だけ施すことを意味していることもあれば当該処理を複数回に亘って施すことを意味していることもあり得る。

明細書及び特許請求の範囲の記載において特定の属性ないし状態に関して用いる「実質的に」なる用語は、その特定の属性ないし状態からの偏位が容易に測定できないほど十分に小さいことを意味する。どれほどの大きさの偏位までなら許容されるかは個々の状況に応じて異なることがあり得る。

明細書及び特許請求の範囲の記載に用いる「隣接している」なる用語は、２つの構造体ないし構造要素が互いに近接していることを意味する。また特に、「隣接している」と記載された２つの構成要素は、互いに当接していることもあれば、互いに連結していることもある。更に、そのような２つの構成要素は、互いに近接はしていても、互いに接触はしていないこともある。実際にどれほど近接しているかは個々の状況に応じて異なることがあり得る。

明細書及び特許請求の範囲の記載に用いる「水素化生成物」なる用語は、水素化化合物を形成することで水素を含有している生成物、水素が固溶することで水素を含有している生成物、それに、それら２つの含有機序の組合せによって水素を含有している生成物、以上のいずれを意味することもある。金属に固溶した水素は金属結晶格子の間隙に侵入した侵入元素として存在している。水素が固溶したTiをもってTiと水素の固溶体という。これに対して、水素化化合物とは、水素が相手金属と化学結合しているものをいう（例えば水素化チタンなど）。水素化が完全に行われたチタンは、水素化チタンと呼ばれ、化学式TiH₂で表される。ただし、水素化が完全ではないチタンでも水素化チタンと呼ばれることがあり、そのようなものは化学式TiH_2-xで表される。

明細書及び特許請求の範囲の記載に用いる「粉末」ないし「粉末状」なる用語は、材料ないし生成物が微細粒子から成るものであることを意味しており、その微細粒子の粒径は約1 mm以下であり、また多くの場合500 μm以下である。

明細書及び特許請求の範囲の記載においては、便宜上、複数の品目要素、複数の構造要素、複数の構成要素、及び／又は、複数の材料を、１つのリストの形で列挙することがある。その場合に、同一のリストに含まれる個々の要素ないし材料は、相互に関連性を有するものではなく、各々が独立した要素ないし材料として当該リストに収載されているのである。従って、同一のリストに含まれる複数の要素ないし材料は、それらが同一のリストに一括りに列挙されていることをもって事実上の均等物であると解釈されてはならず、均等物である旨が明記されている場合にのみ、均等物であると解釈されるべきものである。

明細書及び特許請求の範囲の記載に用いる「～のうちの少なくとも１つ」なる用語は、「～のうちの１つまたは幾つか」と同義である。例えば、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」とは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、及び、それらのうちの２つ以上のものの任意の組合せを含み得ることを明示するものである。

明細書及び特許請求の範囲の記載に用いる「約」なる用語は、それが付されているところの期間、量、ないし数値に許容範囲が付随することを意味する。その許容範囲は当業者であれば容易に判断し得るものである。ただし、特段の記載がある場合を除き、「約」なる用語で表される許容範囲は、一般的には2％以下であり、また多くの場合に1％以下であり、また場合によっては0.01％以下のこともある。また、特定の値に言及している以上、正確にその値であることをも明確に開示しているのであって、それゆえ、例えば「約4」との記載は「正確に4」であることも含むものである。また、パーセンテージでの表記は、それが重量％以外のパーセンテージであることを明示する場合を除いて、常に重量％である。

明細書及び特許請求の範囲には、濃度、量、等々の数値データを、その数値の範囲を示す形で提示することもある。このように数値の範囲を示す形で提示するのは簡潔明瞭を旨としたものであり、その数値の範囲の解釈は柔軟性をもって行われねばならない。即ち、明示された値である範囲の上限値及び下限値のみならず、当該範囲に包含される全ての数値及び当該範囲に包含される全ての部分範囲もまた、明示されたものとして扱われねばならない。例えば、約1～約4.5という数値範囲は、そこに明示された限界値である1及び4.5のみならず、それら以外の数値である例えば2、3、4などをも含意するものであり、また、当該範囲に包含される部分範囲である例えば1～3、2～4、等々をも含意するものである。また、ただ１つの数値が明示されている場合にも同様の原則が適用され、例えば「約4.5より小さい」との記載は、以上に例示した数値並びに数値範囲の全てを含意すると解釈されるべきものである。更に、かかる解釈は、その数値範囲の大小に関わらず、また、その数値が表している特性の如何に関わらず、適用されるべきものである。

方法の発明ないしプロセスの発明を記載した請求項に複数のステップが記載されているとき、当該発明は、それら複数のステップが当該請求項に記載されている通りの順序で実行されるものに限定されず、それらステップの実行順序を変更可能なこともあり得る。また、「～する手段」との記載、それに「～するステップ」との記載により規定される限定要件は、（ａ）「手段」ないし「ステップ」なる用語が明記されており、且つ、（ｂ）何を「する」かが明記されていることによって限定要件を成すものである。「～する手段」なる記載に関して、それを「する」ために要する構造、材料、動作、等々は明細書に記載されている通りのものである。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載された発明並びにその法的均等発明として規定されるものであり、明細書の詳細な記載によって規定されるものではなく、況んや明細書中に示された実施例によって規定されるものではない。

図１を参照してその概要を述べるならば、粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法１００は複合粉末状酸化物混合体を調製するステップ１１０を含む。前記複合粉末状酸化物混合体は、TiO₂粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む。本方法１００は更に、前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、全水素雰囲気下または部分水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン合金生成物を生成するステップである共還元処理ステップ１２０を含む。前記共還元処理ステップ１２０に続いて、前記水素化チタン合金生成物に熱処理を施す熱処理ステップ１３０を実施する。前記熱処理ステップ１３０は、水素雰囲気下で、空孔径を縮小し比表面積を縮減するのに十分な熱処理温度に維持することにより、熱処理水素化チタン生成物を形成するステップである。本方法１００は更に、前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に低減する（またしばしば0.15重量％以下に低減する）脱酸処理を施すことにより、粉末状生成物である脱酸水素化チタン生成物を形成するステップである脱酸処理ステップ１４０を含む。最終生成物としてのチタン製品は水素化チタン生成物とすることが望ましい場合もあり、それが望ましいのは、水素化チタン生成物は優れた保管性及び長期安定性を備えているからである。その一方で、最終生成物としてのチタン生成物は脱水素処理を施した生成物とすることが望ましいこともある。その場合には、本方法が、任意ステップである脱水素処理ステップ１５０を含むようにするとよく、この脱水素処理ステップ１５０は、前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施して粉末状生成物である前記チタン合金生成物を形成するステップである。以上のステップの各々について以下に更に詳細に説明して行く。

チタン供給原料であるTiO₂粉末としては、任意の二酸化チタン原料粉末を用いればよい。二酸化チタン原料粉末は様々な適宜の原材料から製造され、例えば、鉱石から取出される天然原材料から製造されることも、また、その天然原材料に前処理を施した材料から製造されることもある。用いる天然原材料の具体例を挙げるならば、例えば、天然ルチル（TiO₂）、イルメナイト（FeTiO₃）、白チタン石（チタン含有変性鉱物）などがある。また、天然原材料のうちには、様々なグレードの金紅石が入り交じったものもある。チタン原鉱石から成る出発原料に処理を施してチタン成分量を高めるということも行われている。一般的に、チタン原鉱石のチタン酸化物成分量は約50～約65重量％である。チタン成分量を高めるための処理方法には様々なものがあるが、その一例として、チタン原鉱石に炭素熱還元処理を施してTiO₂スラグを形成するという方法がある。これにより得られるのは低グレードTiO₂スラグであり、そのチタン酸化物成分量は多くの場合、約80重量％ほどであるが、ただし原料供給条件や処理条件によって約70～約90重量％の幅を持つ。それら条件は個々の事例ごとにまちまちであるが、一般的なガイドラインとして、炭素熱還元処理では約1000℃～約1600℃の温度にまで加熱するようにしている。また、炭素熱還元処理によって得られるTiO₂スラグはTiO₂に加えて更にその他に様々な反応生成物や不純物を含有しており、例えば銑鉄なども含有している。グレードを高めたアップグレードスラグ（ＵＧＳ）ではTiO₂成分量が約92～約95重量％となる。その他の公知の処理方法としては、湿式冶金法や化学冶金法などがあり、これら処理方法によって生成される高濃縮原料ではTiO₂成分量が80重量％以上となり、場合によっては99重量％に達することもある。

いずれの処理方法を用いるにせよ、その処理によって生成されるTiO₂粉末は不純物を含んでいる。ただしTiO₂粉末は、少なくとも50重量％の、またしばしば80重量％以上の、また多くの場合約95重量％以上のTiO₂を含有しており、更には、約99重量％以上のTiO₂を含有しているものもあれば、99.5重量％以上のTiO₂を含有しているものもある。TiO₂原料粉末はその粉末粒子の粒径をほぼ任意の大きさとすることができる。広く一般的に市販されている高純度TiO₂粉末の多くは、その粒径が約0.2 μm～約0.3 μmであるが、これでは微細過ぎて粉末を安全に処理できないおそれがあり、これについては後に詳述する。ただしTiO₂原料粉末の粒径は約50 nm～約500 μmとすることができ、しばしば約1 μm～約100 μmとし、場合によっては3 μm～80 μmとし、またしばしば20 μm～60 μmとし、また場合によっては約30 μmとする。例えば、顔料として市販されているTiO₂原料粉末は、その粒径が300 nm以下となるように製造されている。この粒径のTiO₂粉末でも本方法における処理の原料粉末として使用可能であるが、ただし、先ず最初に顆粒化処理及び焼結処理を実施してその原料粉末を粗粒化するのがよい。かかる処理によって形成される金属TiないしTiH₂から成る粉末は、その平均粒径を20ミクロン以上とすることができ、しばしば30ミクロン以上としている。この粗粒化によって、取扱中及び保管中に粉末が酸素を過剰に取り込むのを防止することができる。また、原料粉末の粒径は、ミル粉砕処理、焼結処理、凝集化処理、等々の処理を施すことで調節可能であり、これについては後に詳述する。同様に、TiO₂原料粉末の比表面積も、0.1 m²/g～100 m²/gとすることができ、場合によっては30 m²/g～50 m²/gとしている（それら比表面積の値はＢＥＴ法による測定値である）。尚、TiO₂は、上記の処理中に一時的に中間チタン酸化物に転化することがあり、そのような中間チタン酸化物には、例えばTi₂O₃、Ti₅O₉などがあり、またそれらのみに限定されない。また、上記の処理はそのような中間チタン生成物にも好適に適用されるものである。

前記チタン酸化物粉末と組み合されて前記複合粉末状酸化物混合体を構成する前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属単体粉末、金属酸化物粉末、金属水素化物粉末、または、それらの様々な組合せから成るものとすることができる。一具体例によれば、前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属酸化物粉末である。好適に用い得る金属酸化物粉末の具体例を挙げるならば、例えば、Al₂O₃、V₂O₅、CuO、MnO、V₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅、ZrO₂、MoO₃、MoO₂、Cr₂O₃、SnO₂、SiO₂、Ta₂O₅、CoO、WO₃、NiO、及びそれらの様々な組合せから成る金属酸化物の粉末があり、またそれらのみに限定されない。以上に列挙した合金元素の金属酸化物は様々な原子価状態を持つものであり、例えば、V₂O₅を用いる場合と比べて、V₂O₃を用いることでより良好な濡れ性が得られ、焼結処理（例えば均質化処理における焼結処理）における焼結保持時間をより短く、焼結温度をより低くすることができる。

前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属酸化物粉末に替えて金属単体粉末としてもよく、或いはまた、金属酸化物粉末に加えて更に金属単体粉末を含むものとしてもよい。好適に用い得る金属単体粉末の具体例を挙げるならば、例えば、Al、Mo、V、Nb、Ta、Fe、Cr、Mn、Co、Cu、W、Zr、Sn、Ni、Si、及びそれらの様々な組合せから成る金属単体の粉末があり、またそれらのみに限定されない。また、一具体例によれば、前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属水素化物粉末から成る。好適に用い得る金属水素化物粉末の具体例を挙げるならば、例えば、水素化アルミニウム、水素化バナジウム、水素化ニオブ、水素化タンタル、水素化ジルコニウム、水素化ケイ素、及びそれらの様々な組合せから成る金属水素化物の粉末があり、またそれらのみに限定されない。

一具体例によれば、前記合金元素粉末は、金属酸化物粉末と金属単体粉末とを混合した混合粉末から成る。いかなる合金元素粉末を用いるにせよ、その合金元素粉末は生成しようとするチタン合金生成物に応じて選択される。また、原料粉末に含まれる金属元素の適切なモル比も同様に生成しようとするチタン合金生成物に応じて選択される。生成されるチタン合金の具体例を挙げるならば、例えば、Ti-6Al-4V、Ti-2.5Cu、Ti-8Mn、Ti-3Al-2.5V、Ti-5Al-2.5Fe、Ti-6Al-7Nb、Ti-13Nb-13Zr、Ti-15Mo-5Zr、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-8V-3Al-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si、Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si、Ti-15Mo-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Feなどがあり、またそれらのみに限定されない。

共還元処理を施すことに先立って、前記金属酸化物粉末に、または前記複合粉末状酸化物混合体に、任意処理としての予備処理を施すようにしてもよく、その予備処理には、例えば、予備還元処理、純化処理、粗粒化処理、均質化処理、等々の処理がある。例えば、前記金属酸化物粉末に予備還元処理を施すのは、共還元処理ステップとは別の処理ステップにおいて前記金属酸化物粉末の酸化状態を変化させる場合などである。一具体例によれば、V₂O₅を還元してV₂O₃にしている。

場合によっては、前記複合粉末状酸化物混合体を調製する際に不純物を低減する処理を実施することもある。この処理の一例は、TiO₂粉末及び／又は合金元素粉末に予備濾過処理を施して、好ましからざる不純物（即ち、処理の妨害となるような、或いは、最終製品の価値を落とすような不純物）を除去する処理である。除去する不純物の具体例を挙げるならば、例えば、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミニウム、クロム、バナジウム、ナトリウム、鉄、マグネシウムなどがあり、またそれらのみに限定されない。不純物を低減ないし除去するためには適宜の処理方法を用いればよく、その処理方法の具体例を挙げるならば、例えば、濾過処理（NaOH溶液を用いた濾過処理など）、電解処理、沈殿処理、洗浄処理、等々があり、またそれらのみに限定されない。例えば、供給粉末の初期品質と、最終的な合金生成物の目標品質とに応じて、ケイ素の含有量を低減する場合があり、これは酸溶解処理や沈殿処理などによって行われる。最終的なチタン合金生成物における目標ケイ素成分量は0.1重量％以下とする場合もあり、0.04重量％以下とする場合もある。従って、任意処理として、脱珪処理ステップを実施することにより、二酸化ケイ素成分量を更に低減することがある。一般的なガイドラインとして、固体中の二酸化ケイ素成分量は0.04重量％以下に低減することが望ましく、またしばしば0.015重量％以下に低減することが望ましい。

共還元処理に先立って実施することが望まれる予備処理のうちの１つに、粉末粒子の粒径を目標粒径にするための処理がある。一具体例によれば、前記複合粉末状酸化物混合体に粗粒化を施すようにしており、その粗粒化は、ミル粉砕処理、均質化処理、乾燥処理、グラインド粉砕処理、脱バインダ及び焼結処理、それにクラッシュ粉砕処理などの処理によって行われる。先ず、前記TiO₂粉末及び前記少なくとも１つの合金元素粉末にミル粉砕処理を施して、目標粒径を有する酸化物供給粉末を形成する。このミル粉砕処理は、前記TiO₂粉末と前記少なくとも１つの合金元素粉末とに個別に施すようにしてもよく、それらを混合した混合粉末に施すようにしてもよい。幾つかの具体例では、ミル粉砕処理を施して形成する酸化物供給粉末の目標粒径を100 nm～1000 nmとしており、また多くの場合、その目標粒径を200 nm～600 nmとしている。

次に、前記酸化物供給粉末に均質化処理を施して、複合均質化凝集体を形成する。この均質化処理においては、前記酸化物供給粉末を、水に適宜の懸濁化剤を混合した混合液に投入して混合する。懸濁化剤は粉末粒子を水中に良好に懸濁させる役割を果たし、これによって後続の乾燥処理に先立って粉末粒子をより均質に混合することができる。懸濁化剤の具体例を挙げるならば、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などがあり、またそれらのみに限定されない。このように混合する際の水と前記酸化物供給粉末との質量比は、前記酸化物供給粉末の均質な混合を達成し得る質量比であればよい。ただし一般的なガイドラインとして、水と前記酸化物供給粉末との質量比を、約0.5：1～3：1とするとよく、また、約0.8：1～1.5：1とするのもよく、場合によっては約1：1とすることもある。懸濁化剤の量も同様に、前記酸化物供給粉末の均質な混合を達成するのに十分な量とすればよい。一般的なガイドラインとして、懸濁化剤の量は、前記酸化物供給粉末の量に対して0.5重量％～5重量％に相当する量とするとよい。また、ＰＥＧなどの懸濁化剤が完全に且つ速やかに溶解するように、水を予め温めておくのもよい。

次に、前記複合均質化凝集体に乾燥処理及びグラインド粉砕処理を施して、均質化複合酸化物粉末を形成する。乾燥処理は水の蒸発温度以上の温度で行えばよい。また、グラインド粉砕処理は凝集体を分離するために行うものである。多くの場合、グラインド粉砕処理は、粒径を小さくするというよりは、むしろ、粉末粒子が凝集した凝集体を突き崩して個々の粒子に分離する処理であるといえる。一般的なガイドラインとして、乾燥処理及びグラインド粉砕処理を施して形成する粉末は、その粒径が約50メッシュ～約200メッシュとなるようにしており、一具体例では約100メッシュとなるようにしている。

次に、前記均質化複合酸化物粉末に脱バインダ及び焼結処理を施して、焼結複合酸化物材料を形成する。脱バインダ及び焼結処理は大気圧下で実施可能である。また、多くの場合、脱バインダ及び焼結処理は、複数の処理段階を持つ処理として実施され、例えば、低温の脱バインダ処理段階と高温の焼結処理段階との二段階の処理として実施される。例えば、脱バインダ処理温度は一般的に約100℃～400℃の温度とし、脱バインダ処理が完了したならば、その処理が完了した酸化物粉末を1000℃～約1800℃の焼結処理温度にまで加熱する。この焼結処理段階が実施されることで酸化物粉末の粗粒化が達成される。脱バインダ及び焼結処理は、ただ１つの加熱段階から成る処理として実施することも可能であるが、多くの場合、複数の加熱段階から成る処理として実施される。脱バインダ処理時間及び焼結処理時間は一般的に約2時間～約24時間であり、3時間～8時間とすることが最も多い。同様に焼結処理時間は一般的に約2時間～約8時間とすることができる。脱バインダ処理温度に到達させるための中間加熱段階、焼結処理温度に到達させるための中間加熱段階、それに、室温にまで冷却するための冷却段階までも含めると、この脱バインダ及び焼結処理の総処理時間は約12～約48時間になる。場合によっては、この脱バインダ及び焼結処理を、複合酸化物粉末の全領域に亘ってTi粉末及び合金元素粉末を均一に分布させるための均質化処理段階として利用することも可能である。

粉末状材料に焼結処理を施すと凝集が生じる。凝集した粉末状材料を個々の粉末粒子に分離するにはクラッシュ粉砕処理を施せばよい。前記均質化複合酸化物粉末に焼結処理を施すことで形成された前記焼結複合酸化物材料は、個々の粒子が夫々に２種類以上の金属酸化物から成り、そのような粒子どうしが物理的にくっつき合った凝集体の形態であることもあり、また、個々の粒子が夫々にただ１種類の金属酸化物から成り、そのような粒子が混在した凝集体の形態であることもある。いずれの形態であるにせよ、前記焼結複合酸化物材料にはクラッシュ粉砕処理を施し、それによって、目標粒径より大きい増大粒径を有する焼結均質化複合酸化物粉末を形成する。増大粒径の大きさは様々に設定されるが、一般的には約0.5 μm～約300 μmとし、しばしば約10 μm～約250 μmとし、場合によっては25 μm～50 μmとすることもある。供給粉末の粒径をこのように増大させることで、粉塵爆発の発生機会を低減するなどの供給粉末の安定化を図ることができる。

前記複合粉末状酸化物混合体に共還元処理を施すための前記共還元処理ステップにおいては、水素雰囲気下で、還元温度下で、前記複合粉末状酸化物混合体を金属還元剤に曝露することにより、水素化チタン合金生成物を生成する。またその際に、多くの場合、固体粒子状の金属還元剤と前記複合粉末状酸化物混合体とを物理的に混合して還元温度にまで加熱する。混合する金属還元剤は、その還元電位がチタンの還元電位より高い。また、水素が存在することでTi-O系の不安定化が促進され、それによって金属還元剤による前記複合粉末状酸化物混合体の還元が助勢される。還元反応が完了したならば、その還元により生成された生成物を還元温度から室温にまで冷却する。この冷却段階では水素雰囲気を保持するようにし、それによって水素化チタンを形成させる。Ti合金中の水素成分量の正確な値がどれ程になるかは、夫々の段階における温度と、それら温度での夫々の保持時間とに左右される。炉中冷却をして最終的に得られるチタン生成物は、多くの場合、3～4重量％の水素を含有する水素化チタン生成物である。この共還元処理ステップによって生成される前記水素化チタン合金生成物は、金属不純物から化学的に分離されている。ここで化学的に分離されているとは、チタンが、合金元素以外の金属から成る金属不純物との間で、合金も形成しておらず、また、化学結合もしていない状態をいう。

前記金属還元剤は、マグネシウム還元剤とカルシウム還元剤との少なくとも一方から成るものとするのもよい。一具体例によれば、前記金属還元剤はMgを含有するマグネシウム還元剤である。還元反応を助勢するために、更にMgCl₂を添加して混合することも任意である。原理的にはMg及びH₂だけでも還元反応を進めることができる。しかしながら、還元反応の反応速度を高める上で、溶融塩溶媒中で還元反応を行わせるようにするとよい。それには例えばMgCl₂などを用いるとよい。還元温度ではMgCl₂は還元反応を促進することのできる溶融状態にあるが、ただし還元反応それ自体には関与していない。マグネシウム還元剤を用いるときの還元温度は、一般的に、約600℃～約950℃とするとよく、645℃～800℃とすることが最も多い。また、還元剤の混合量は、酸化物と還元剤との質量比が1:1～1:5となる量とするとよく、その質量比が約1：1～1：2となる量とすることが最も多い。後に詳述するように、金属還元剤の混合量は、少なくともTi及び合金元素のモル量に対する化学量論的等量（ストイキ量）とするとよく、場合によっては、そのストイキ量の６倍までの量とするのもよい。

例えば、図２Ａは、Mgの量をストイキ量とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量を示したグラフである。図２Ｂは、図２Ａに示したグラフをｙ軸方向に拡大して様々な水素化物及び酸化物に関する詳細を示したグラフである。注目すべきは、約600℃以上の温度領域では、温度が高いほどTiOの量が多いことである。もう１つ注目すべきは、Alは約500℃～約800℃の温度領域ではTiAlとして存在しているのに対して、Vは全温度領域においてV単体として存在していることである。同様に、図２Ｃは、Mgの量をストイキ量の1.2倍とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。注目すべきは、700℃以上の温度領域では、Mgの量をストイキ量の1倍にした系（図２Ａ）と比べて、TiOの量が遙かに少ないことである。図２Ｄは、Mgの量をストイキ量の1.5倍とした、水素雰囲気下での共還元処理における幾つかの酸化物の相対的還元量を示した図である。Mgの量をストイキ量の1.5倍に増量したために、図２Ａ及び図２Ｂの場合と比べて、700℃以上の温度領域におけるTiOの量が更に少なくなっている。図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄからは、Mgの量が700℃以上の温度領域におけるTiOの量に影響を及ぼしていることが明らかであり、そして、例えばTiOの残存量が多いほど還元の完了度は低いのである。比較のために、図２Ｅ及び図２Ｆに、Mgの量をストイキ量の1.2倍及び1.5倍とした、アルゴン雰囲気下での共還元処理における同様の幾つかの酸化物の相対的還元量を示した。注目すべきは、水素雰囲気に替えてアルゴン雰囲気を用いることで、相対的還元量の温度依存性が格段に弱まり、そして、高温領域でのTiOの生成量が水素雰囲気下での共還元処理の場合と比べて多くなることである。

前記金属還元剤は、Mgに替えて、CaとCaH₂のいずれか一方もしくは両方とするのもよい。カルシウムは効果的な金属還元剤である。ただし、カルシウムを用いる場合には還元温度を約750℃～約850℃とするため、一般的に、Mgを金属還元剤として用いる場合よりも還元温度は高くなる。いかなる金属還元剤を用いるにせよ、共還元処理を実施している間は、還元温度を、その金属還元剤を溶融状態に維持できる十分な温度（例えばMgならば649℃、MgCl₂ならば714℃、Caならば842℃、CaCl₂ならば772℃）にしておく。

また別の具体例として溶融塩を用いるのもよく、溶融塩を用いることで還元反応の反応速度を高めることができるため、共還元処理を速やかに行わせることができる。より詳しくは、溶融塩は高い導電率を有することから、還元反応が進行するときの電子の移動を容易にするのである。加えて、溶融塩は、還元処理に際してMgOやCaOなどの副生成物の解離を促進する効果も発揮する。溶融塩としては、単金属塩化物が用いられることに加えて、MgCl₂+NaCl、MgCl₂+KCl、MgCl₂+CaCl₂などの二成分も用いられ、更にその他の二成分塩や三成分塩なども用いられる。

いかなる金属還元剤を用いるにせよ、共還元処理においては、前記水素化チタン合金生成物を生成するために水素ガスの濃度を維持するようにしている。一般的に、共還元処理は３つの段階から成り、それらは、初期加熱段階、保持段階、及び冷却段階である。初期加熱段階では、多くの場合、加熱によって略々室温から還元温度まで温度を上昇させる。初期加熱段階ではアルゴンなどの不活性ガスから成る雰囲気を用いるが、ただし水素雰囲気を用いることも可能である。一具体例によれば、共還元処理は、不活性ガス雰囲気下で還元温度を目指して温度を上昇させ、還元温度より約10％低い温度を超えたところで水素雰囲気を導入することにより行われる。還元温度は、使用する還元剤に応じて約700℃～約800℃の温度とされる。使用される還元剤は１種類とは限られず、２種類以上の還元剤が併用されることもある。還元温度はチタン酸化物及び合金元素金属酸化物を還元するのに十分な長さの適宜の保持時間に亘って保持される。保持時間は事例によってまちまちであるが、一般的には4時間～24時間であり、場合によっては4時間～18時間であり、6時間～8時間とすることが最も多い。共還元処理における保持時間は、前記水素化チタン合金生成物の残存酸素の成分量を目標成分量とするのに十分な長さとし、その目標成分量は約3重量％以下とすることもあり、また多くの場合約2重量％以下とし、場合によっては約1重量％とすることもある。この残存酸素は合金中に固溶酸素として（即ち固溶体を形成する形で）存在するものである。

Mgを用いてTiO₂を還元するときの還元反応における熱力学的駆動力は、水素が存在することで大幅に強化される。水素は（合金元素などを）一時的に不安定化する一時的不安定化剤として機能し、それによって前記共還元処理ステップにおいてTiO₂及び合金元素金属酸化物の還元反応を促進する。また、脱酸処理ステップにおいては、水素が存在することによって、Mg（またはCa）による酸素除去が確実に行われるため、酸素成分量を十分に低減する（例えば0.2重量％以下にする）ことができる。ただし、Ti中の水素成分量は温度に左右される。例えば、比較的高温の温度領域（400℃以上）では、Tiが含有している水素は水素化物として均一に分布しているのではない。即ち、その水素はTiH₂やTiH_2-xなどの水素化チタンを形成せずに、Ti中に固溶している。尚、共還元処理における還元圧力は事例によってまちまちであるが、多くの場合、略々大気圧とし、また一般的に大気圧の約100％の圧力以内とする。

更に加えて、金属Tiが形成されるようにするよりも、むしろTiH₂が形成されるようにする方が有利であり、なぜならば、金属TiはFeなどの他の金属元素との間で合金を形成し易く、合金を形成した金属元素を金属Tiから分離することは容易でないからである。更に、TiH₂は独特の化学特性を備えている。即ち、TiH₂は水に不溶性であり、弱酸性溶液に難溶性であり、TiO₂リッチな材料に含有されているその他の不純物にも殆ど又は全く不溶性である。更に、TiH₂は、金属Tiと比べて、酸素取り込みに抗する酸素不浸透性に優れており、このことは、最終的な金属製品に含有される酸素成分量のレベルを低く抑える上で助けとなる。尚、TiH₂が水に不溶性であるのは、TiH₂が水によって運動論的に不動態化されることによる。共還元処理における高温の還元温度下では、Ti中の水素成分量は比較的少量である。そして、合金（Tiと合金元素金属とから成る合金）は、Ti中に水素が固溶した固溶体を形成している。更に、この高温の還元温度下では合金化が進行し得る。しかるに、水素雰囲気下で材料が冷却されるときには、温度の低下に伴ってTi中の水素成分量が増加し、それと共にTiが徐々にその水素と化合してTiH₂を形成して行く。TiH₂を形成したTiは、金属Tiであったときよりも、合金元素金属と固溶することが困難になる。前記共還元処理ステップでは、このことを利用して合金化の到達度を制御することができ、即ち、金属どうしの合金化がTiH₂によって制限されることを利用して、合金化の到達度を意図したレベルにとどめることができる。この特性によって、高純度のTiO₂に直接的還元法を適用して生成した生成物に、続いて濾過処理を施すことで、不純物元素の除去を行いTiH₂を分離することで、高純度のTiH₂を得るための条件が整う。尚、濾過処理によってTiH2を様々な不純物から分離できるのはTiH₂が耐薬品性を備えているからであるが、ただしTiH₂粉末の粒径が例えばサブミクロンスケールなどであって微細すぎる場合には、TiH₂粉末もまた濾過処理に用いる溶液に溶解してしまうおそれがある。

一具体例によれば、前記冷却段階では水素雰囲気を保持するようにしており、場合によっては、その水素雰囲気への不活性ガスの添加を任意に行う。任意に添加する不活性ガスの濃度は、水素化を続行させてTiH₂の形成を継続させ得る濃度としている。また、還元処理、熱処理、それに脱酸処理では、その処理が完了したならば、処理が施されたチタン合金材料の冷却を行う。その冷却の過程では、温度が低下するのにつれて、一定圧力下での（例えば1気圧の水素ガス気流中での）Ti中における水素成分の平衡量が減少して行く。冷却が完了してそのチタン合金材料の温度が室温に落ち着いた時点では、そのチタン合金材料中のチタンは、その大部分が水素化チタンになっている。

注目すべきは、共還元処理によって生成される生成物は、表面積の大きな多孔質材料となっているということである。また、かくして生成される水素化チタン合金生成物は粉末状生成物であり、その比表面積及び平均粒径は事例によってまちまちであるが、例えば、その比表面積は0.1 m²/g～100 m²/gであることがあり、平均粒径は1 μm～100 μmであることがある。尚、かかる多孔質材料の空孔径及び構造は、通常、Mgを用いた水素雰囲気下での還元処理によって生成される水素化チタン合金生成物において、その処理前から処理後へと受け継がれたものである。

前記水素化チタン合金生成物は、共還元処理の完了時点では、チタン合金水素化物、チタン水素化物、合金元素金属水素化物、純チタン単体、及びその他合金元素金属単体を含有しているばかりでなく、それらの他に更に、共還元処理における副生成物のMgOと、未反応のMgCl₂とを含有している。MgOは濾過処理によって除去することができる。例えば、弱酸を用いてMgOを溶解し、その溶液を濾過することで、水素化チタン合金リッチな生成物を取出すことができ、用いる弱酸の具体例を挙げるならば、希釈HCl、有機酸溶液、HCl-HNO₃溶液、酢酸溶液、それに、塩化アンモニウム溶液などがあり、またそれらのみに限定されない。希釈HCl水溶液は、濾過処理によりMgOを除去して清浄な高純度の水素化チタン合金生成物を取出す上で特に効果的である。かくして得られる合金生成物のTi成分量は、多くの場合、95重量％以上になる。また、濾過処理に伴って発生する使用済み塩酸は、必要に応じて次回の濾過処理に再利用することもでき、余剰分は売却することも可能である。

前記共還元処理ステップに続いて、熱処理ステップを実施する。この熱処理ステップでは、熱処理温度にまで加熱することで粉末粒子を稠密化及び粗粒化し、もって空孔径を縮小し比表面積を縮減する。また更に、かかる熱処理によって、粒径が均一化され、粒子表面構造が均質化されるという効果も得られる。一具体例によれば、熱処理温度は700℃～1500℃としており、約1100℃とする場合もある。更に、前記水素化チタン合金生成物を熱処理温度にまで加熱するときには水素雰囲気を導入するようにしている。また、この熱処理ステップでは、前記水素化チタン合金生成物を熱処理温度にまで加熱するときに用いる雰囲気を不活性ガス雰囲気とし、熱処理温度に達したならばその雰囲気を水素雰囲気に切り替えるようにしてもよい（この切り替えは、例えば不活性ガスに水素を添加することで行ってもよい）。この熱処理ステップでは、熱処理のための保持時間が経過するまでの間、水素雰囲気下で、熱処理温度が維持される。処理条件は事例によってまちまちであるが、十分な長さの保持時間は約1分間～約10時間であることもあり、1時間～4時間であることが最も多い。熱処理温度から冷却して行くときには、一般的に、少なくとも、前記水素化チタン合金生成物の水素化を続行させ得るだけの十分な量の水素ガスを保持するようにする。そのため幾つかの具体例では、冷却の過程では水素と不活性ガス（例えばアルゴン）との混合ガス雰囲気を保持するようにしている。ただし、冷却の過程で保持する雰囲気は、不活性ガスを含まない水素雰囲気としてもよい。また、冷却の過程で保持する水素雰囲気を利用して、冷却後の生成物の水素成分量を制御することができる。例えば、冷却後の生成物の水素成分量が非常に多ければ、その生成物は粉砕が容易である。この段階の生成物は粉砕が容易なものであることが望ましく、なぜならば、続いてその生成物を粉砕して目標粒径を有する粒子とするのに好都合だからである。この熱処理ステップが完了した時点では、粒子が互いに付着し合って凝集体を形成している。粉末状生成物を生成するためには、その凝集体を粉砕することで目標粒径を有する粉末にし得ることが望まれる。冷却の過程で用いる雰囲気に水素が含まれていない場合には、金属Tiが形成されることになり、金属Tiは粉末にすることが極めて困難である。更に、この熱処理ステップが完了した時点で水素化チタンが形成されていれば、生成された材料に多量の酸素が取り込まれているという事態を防止できるという利点も得られる。少量の酸素が取り込まれることまで防止するのは容易でないが、一般的に、酸素の取り込み量はできる限り少なくすべきである。また、一般的なガイドラインとして、この熱処理ステップでは、水素雰囲気における水素濃度を調節することで熱処理後の粉末状材料の水素成分量を制御することができ、その制御によって熱処理後の粉末状材料の水素成分量を0.数％～数％の成分量範囲内で変化させることができ、また多くの場合、0.5％～3.0％の成分量範囲内で変化させることができる。尚、水素化チタン合金粉末が少量の水素成分（例えば1.0重量％～2重量％）を含有しているようにすると、熱処理によって互いに部分的にくっつき合った状態にある粉末粒子を分離して個々の粒子にする上で有利なことがある。

熱処理による粗粒化の結果は、材料によって、また処理条件によって、まちまちであるが、一般的に、粉末状材料に粗粒化のための処理を施すことで、粉末粒子が凝集した多孔質の凝集体が形成される。この凝集体にクラッシュ粉砕処理を施すことで、また場合によっては更に任意処理としてミル粉砕処理を施すことで、目標粒径を有する粉末粒子から成る粉末状材料とすることができる。クラッシュ粉砕処理やミル粉砕処理を施して得られる粉末粒子の粒径は、粉砕の程度に応じたものとなる。また、熱処理によって細孔が縮小して空孔径が10ミクロン以下になる。そのため、クラッシュ粉砕処理によって形成する粉末粒子の粒径を10ミクロン～100ミクロンとするならば、その粉末粒子は、表面に開孔を持たないソリッド粒子となる。一方、熱処理を施してなければ、即ち細孔が縮小してなければ、粒径が10ミクロンン～100ミクロンの粉末粒子は、表面に開孔を持つミニ多孔質スポンジ状の粒子となる。一具体例によれば、熱処理ステップによって形成される熱処理水素化チタン生成物は粗粒化した粉末状生成物であり、この粉末状生成物は、その比表面積が0.01 m²/g～0.5 m²/gであり、また場合によっては0.08 m²/g～0.15 m²/gであり、そして、その平均粒径が約10 μm～約1000 μmであり、また場合によっては約10 μm～約300 μmであり、また多くの場合に約50 μm～約150 μmである。尚、理想的な粒径の値の範囲は、粉末状生成物の意図する用途に応じて決まるものである。

粉末状材料の粒径及び均質度は、後続の処理における処理品質及び処理安定性に影響を及ぼす。そのため、場合によっては、前記熱処理水素化チタン生成物にクラッシュ粉砕処理を施すことで凝集度を低下させて平均粒径が1 μm～1000 μmの、またより好ましくは10 μm～200 μmの、粉末状材料を形成することが望ましい。

酸化物の成分として存在していた酸素は、前記共還元処理ステップを経た後には、その大部分が除去されている。ただし僅かながら、酸化物の成分のままで残存している酸素もあり、またこれも僅かながら、固溶した状態で残存している酸素もある。チタン中に固溶する酸素（O）の固溶上限は非常に高い。α－チタン中の固溶上限は33.3原子％（14.3重量％）である。更に加えて、Ti合金の中に固溶している酸素は、そのTi合金の機械的特性に悪影響を及ぼしている。僅か0.35重量％の酸素が固溶しているだけで、チタン合金生成物の機械的特性が大きく劣化していることもあり、特に展性が毀損される。既述のごとく、酸素残存量は処理条件によってまちまちであるが、水素化されて更に熱処理が施されたチタン合金生成物である前記熱処理水素化チタン生成物にも、約0.5重量％～約3重量％の酸素が残存していることがあり、この残存酸素の成分量は、共還元処理が施された直後でまだ熱処理が施されていない時点での水素化チタン合金生成物の酸素成分量から殆ど変わっていない。

以上の事情により、かかる残存酸素の成分量を更に低減するために、脱酸それ自体を目的とした処理ステップである脱酸処理ステップを実施するようにしている。この脱酸処理は、前記熱処理水素化チタン生成物を、脱酸剤と共に、水素雰囲気下で、脱酸温度にまで加熱することにより行われる。好適に用い得る脱酸剤の具体例を挙げるならば、例えば、Mg、Ca、それにCaH₂などがあり、またそれらのみに限定されない。また多くの場合、脱酸処理を促進するために、反応速度を高める脱酸触媒としての溶融塩が用いられる。用い得る溶融塩の具体例を挙げるならば、例えばMgCl₂やCaCl₂などがあり、またそれらのみに限定されない。別の具体例によれば、用いられる溶融塩は、CaCl₂を含有すると共にKCl、LiCl、及びNaClのうちの少なくとも１つを含有するハロゲン化カルシウム共融塩である。また更に、用い得るカルシウムを含む塩の具体例を挙げるならば、例えば、CaCl₂、CaBr₂、CaI₂、CaCl₂-LiCl、CaCl₂-KCl、CaCl₂-MgF_2、CaCl₂-LiF、CaCl₂-KF、CaCl₂-NaF、CaCl₂-NaBr、CaCl₂-LiBr、CaCl₂-KBr、CaCl₂-NaI、CaCl₂-LiI、CaCl₂-KI、CaBr2-LiCl、CaBr₂-KCl、CaBr₂-MgF₂、CaBr₂-LiF、CaBr₂-KF、CaBr₂-NaF、CaBr₂-NaBr、CaBr₂-LiBr、CaBr₂-KBr、CaBr₂-NaI、CaBr₂-LiI、CaBr₂-KI、CaI₂-LiCl、CaI₂-KCl、CaI₂-MgF₂、CaI₂-LiF、CaI₂-KF、CaI₂-NaBr、CaI₂-LiBr、CaI₂-KBr、CaI₂-NaI、CaI₂-LiI、CaI₂-KI、CaCl₂-CaBr₂、CaCl₂-CaI₂、CaCl₂-CaF₂、CaBr₂-CaI₂、CaBr₂-CaF₂、CaI₂-CaF₂、及びそれらの様々な組合せがあり、またそれらのみに限定されない。

一般的に、チタン合金生成物にハロゲン化カルシウム共融塩及び固体状カルシウムを混合して、カルシウムの融点以下の温度にまで加熱するようにしている。ハロゲン化カルシウム共融塩を形成するには、ハロゲン化カルシウムとハロゲン化アルカリ金属とを混合した混合体を、カルシウムの融点温度（即ち842℃）より低い共融温度にまで加熱すればよい。殆どの場合、共融温度は脱酸温度より少なくとも30℃低い温度である。別の具体例によれば、脱酸剤としてMgが用いられ、溶融塩溶媒としてMgCl₂が用いられる。脱酸処理では適宜の量の脱酸剤が用いられる。この適宜の量とは、例えば、前記熱処理水素化チタン生成物と脱酸剤との質量比が1：0.2～1：1となるような量である。

一般的に、前記脱酸温度は、脱酸剤と塩溶媒とのいずれをも融解するのに十分な温度とされる。また、前記脱酸処理は、前記熱処理水素化チタン生成物を、不活性ガス雰囲気下で、前記脱酸温度の±10％の範囲内の温度にまで加熱し、続いて、脱酸のための保持時間に亘って前記水素雰囲気を保持することにより行われる。一具体例によれば、脱酸温度は650℃～800℃である。一般的に、前記脱酸温度は、脱酸剤を融解でき、また溶融塩溶媒を用いる場合にはその塩も融解できることに加えて、更に、脱酸反応の熱力学的駆動力の提供も可能な十分な温度とされる。いかなる脱酸処理を行うにせよ、その脱酸処理が施されて形成される脱酸水素化チタン生成物の残存酸素量は0.2重量％以下とするとよく、場合によっては0.15重量％以下とするとよい。更に、多くの場合、前記脱酸水素化チタン生成物の比表面積は、減縮することで前記熱処理水素化チタン生成物の比表面積より小さくなっている。一具体例によれば、減縮後の比表面積は0.05 m²/g～0.5 m²/gである。

高温下でMgを用いて（水素は用いずに）Ti中の酸素量を低減することには、熱力学的観点から限界があり、温度が600℃ならば、約1.5重量％がその下限量となる。更に加えて、チタンの脱酸が行われるためには、チタン内で酸素原子の拡散が行われなければならない（尚、その拡散時のチタン内の酸素量レベルは14.3重量％以下である）。チタンの脱酸処理のための加熱によって温度が約900℃を超えると、チタンの結晶構造が六方最密（ＨＣＰ）構造から体心立方（ＢＣＣ）構造へ変化する相変態が発生する。ＢＣＣ構造へ変化することで、酸素拡散の活性度が高くなる。即ち、チタンの相変態温度に達するまでは酸素の拡散速度は低速度であるが、相変態温度を超えて結晶構造がＢＣＣ構造へ変化したならば、ＨＣＰ構造であったときと比べて100倍以上の高速度で酸素原子が移動するようになる。

高温下で酸素量を約2重量％から更に低減して約0.2重量％以下にするためには、カルシウムを用いるとよい。一具体例によれば、チタンを含有する粉末状材料に金属Caを混合し、それを高温の脱酸温度に加熱する。一般的なガイドラインとして、適切な脱酸温度は約500℃～約1000℃である。一局面によれば、還元剤であるCaH₂を用いるということも行われる。CaH₂を用いることで、Ti中の酸素成分量を0.2重量％以下に低減することができる。

従って、一具体例によれば、マグネシウムまたは水素化マグネシウムを用いた共還元処理により得られるチタン合金粉末は、水素化され熱処理が施されたチタン合金粉末であって、このチタン合金粉末をCaH₂またはCaH₂/CaCl₂と混合し、その混合体を、マグネシウムまたは水素化マグネシウムを用いた共還元処理における還元温度より高い温度にまで加熱し、そして、チタン中ないし水素化チタン粉末中の残存酸素成分を除去できるだけの十分な保持時間に亘ってその温度に保持する。こうして行ったCaH₂を用いた共還元処理による生成物は、未反応のCaH₂ないしCaCl₂と、この共還元処理による副生成物であるCaOとを含んでおり、それらを洗浄処理によって除去することで、残存酸素量が非常に少ない脱酸水素化チタン合金粉末が得られる。

本方法は更に、前記水素化チタン合金生成物ないし前記熱処理水素化チタン生成物に残存している金属還元剤ないし金属還元剤酸化物を、それら生成物に脱酸処理を施すのに先立ってそれら生成物から除去するための、任意ステップとしての除去処理ステップを含むようにしてもよい。更に、脱酸処理を施すことによってCaOないしMgOが形成されることもある。そのため、脱酸処理を施した後に、脱酸剤と、残存するCaOないしMgOとを除去するための除去処理を行うようにしてもよい。これら除去処理は、濾過処理によるものとすることができる。その濾過処理は、例えば、共還元処理を施した後や原料粉末を調製する際などに行う処理として先に説明した濾過処理と、同様のものとしてよい。

脱酸処理が施された合金粉末は水素化物となっており、この合金粉末は、この水素化物の形のままで保管されることもあり、それは、水素化物の形の合金粉末は非水素化物の形の合金粉末と比べて保管中の酸素の取り込み量が格段に少ないからである。水素化物の形の合金粉末には、使用に際して脱水素処理を施して、水素を（水素化物の成分である水素と固溶した状態で残存している水素との両方を）除去することがある。この脱水素処理によって、多くの場合、水素成分量を約60 ppm以下にまで低減することが可能である。

また、合金粉末が非水素化物の形であることが望ましい場合に、脱水素処理を実施すればよく、この脱水素処理は、前記脱酸水素化チタン生成物から水素を放逐するのに十分な水素欠乏雰囲気下で、前記脱酸水素化チタン生成物を加熱することにより、水素成分量が約100ppm以下のチタン合金生成物を形成する処理である。また、この脱水素処理は、多くの場合、400℃～800℃の処理温度で実施される。また、この脱水素処理では、多くの場合、合金粉末の粒径及び比表面積はそのまま維持される。

本方法の利点のうちには、電解処理と、塩素化処理と、塩化チタンの還元処理とのいずれも本方法では行われないということがある。本方法では更に、その実施中に（即ち、還元処理、熱処理、脱酸処理、脱水素処理、等々の処理の実施中に）、チタン酸化物と、その他金属の酸化物と、金属チタンと、その他金属とは、いずれも融解されることがない。即ち、それらは完全に固体状態で処理が施される。

更に、本方法により生成されるチタン合金生成物は、ＶＡＲプロセスの供給原料として利用可能である。即ち、ＶＡＲ炉の中へ、チタンスポンジとマスター合金とを装填するのではなく、本方法により生成されるチタン合金生成物だけを、そのまま、ただ１つの供給原料として装填すればよい。また同様に、本発明により生成されるチタン合金生成物はその他の固相合金化法にも利用可能であり、例えばプラズマ溶融法や電子ビーム溶融法などにも利用でき、またそれらのみに限定されない。

本方法は、以上に説明した原理に則りつつその一部を変更して、チタン酸化物の還元処理の完了後に合金元素金属を導入する手順とすることも可能である。例えば、粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法は、チタン酸化物粉末を含む粉末状酸化物混合体を調製するステップを含む。前記粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン生成物を生成する。前記水素化チタン生成物に、少なくとも１つの合金元素を導入することにより、複合水素化チタン生成物を形成する。前記複合水素化チタン生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成する。前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成する。任意処理として、前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことで前記チタン合金生成物を形成するようにしてもよい。尚、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である。以上において、各々の処理ステップ、各々の生成材料、及び各々の処理条件は、既述の共還元処理ステップを含む処理手順に関連して説明したガイドライン及び原理に則ったものとすればよいが、ただし、かかる変更によって効率及び利点の幾分かが喪失ないし変化することはあり得る。

多くの場合、前記少なくとも１つの合金元素粉末は金属単体粉末である。また、場合によっては、前記合金元素を導入するステップと前記熱処理のステップとは同時に実施される。ただしここで同時というのは、前記合金元素の導入が前記熱処理の直前に行われることなどを意味する。

実施例１
Kronos社の製品であるナノサイズ顔料のTiO₂粉末を入手した。Alfa Aesar社の製品である粒径が1 μm以下、純度が99.9％のAl₂O₃粉末を入手した。Alfa Aesar社の製品である純度が99.6％、粒径が10メッシュ弱のV₂O₅粉末を購入した。V₂O₅粉末には12時間に亘るミル粉砕処理を施してその粒径を1 μm以下にした。以上の３つの原料粉末に均質化処理を施して均質粉末混合体を生成した。この均質化処理では、先ず、それら原料粉末を合わせた複合粉末を1.0％ＰＥＧ水溶液に投入して混合した。その混合比は、水と複合粉末との質量比が1：1となる混合比とした。尚、原料粉末をＰＥＧ水溶液に投入して混合する際には、各々の原料粉末を個別に投入して混合してもよく、それら原料粉末を合わせて複合粉末とした上で投入して混合してもよい。第１バッチではそれら原料粉末の配合量を、TiO₂粉末が600 g、Al₂O₃粉末が45.3 g、V₂O₅粉末が28.6 gとした。かくして混合したものを2時間に亘って攪拌して均質混合体とした。続いて、水分を含むその均質混合体をトレイ内で乾燥させ、その乾燥したものにグラインド粉砕処理を施して粒径が100メッシュの粉末とした。次に、その乾燥粉末に対して、700℃にまで加熱してその温度に約2時間保持することで脱バインダ処理を施し、更に、加熱温度を約1200℃にまで昇温して（昇温速度は10℃／分とした）その温度に約4時間保持することで部分的焼結処理を施した。これによって図３Ａ及び図３Ｂに示したように、凝集体である複合粒子から成る粉末材料が形成された。また、以上の脱バインダ及び焼結処理ステップはアルゴン雰囲気下で実施した。チタン酸化物の粉末粒子と合金元素酸化物の粉末粒子とが互いに混じり合いくっつき合うことで形成された粒径の大きな複合粒子は、幅の広い粒径分布を有していた（例えば、平均粒径が128.8 μm、粒径標準偏差が0.13、ＢＥＴ表面積が0.85 m²/gであった）。この複合粒子にエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ分析）を適用したところ、その分析結果は表１に示す通りであった。

次に、凝集体である複合粒子から成るその粉末材料に還元剤としてのMg及びMgCl₂を混合し、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から還元温度の750℃にまで加熱した。その混合体の混合比は、酸化物：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.66：1となる混合比とした。続いて、アルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替えて還元温度の750℃に12時間保持することで合金粉末に還元処理を施した。次に、この還元処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は純粋水素雰囲気下で行ってもよく、水素とアルゴンの混合雰囲気下で行ってもよいが、ただし合金粉末の水素化を続行させ得る雰囲気下で行うものである。図３Ｃ及び図３Ｄはかくして水素化されて還元された合金粉末を示しており、この合金粉末は酸化物の大部分が還元されたことで多孔質構造となっていた。以上の共還元処理が完了した時点での酸素成分量は1.92重量％であった（試料Ａ１）。

次に、水素化されて還元されたその合金粉末をアルゴン雰囲気下で室温から約1100℃にまで加熱し、その温度に達したところでアルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替え、その温度を3時間保持した。これは空孔径を縮小するための熱処理ステップを実施したものである。次に、かくして熱処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、アルゴンと水素の混合雰囲気下で行ってもよく、純粋水素雰囲気下で行ってもよい。図３Ｅ及び図３Ｆは、熱処理が施されて粗粒化した合金粉末を示したものである。かくして得られた合金粉末は、その平均粒径が96.85 μm、その比表面積が0.14 m²/gであった。

次に、熱処理を施したその合金粉末に脱酸処理を施した。それには先ず、その合金粉末に脱酸剤としてのMg及びMgCl₂を混合した。その混合比は、合金粉末：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.2：0.3となる混合比とした。次に、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から740℃にまで加熱し、続いて水素雰囲気下でその740℃の温度に4時間保持した。次に、水素濃度を約1～約4重量％に保持して冷却を行った。以上によって、図３Ｇ及び図３Ｈに示す脱酸水素化合金粉末が生成された。かくして得られた脱酸水素化合金粉末は、その平均粒径が79.52 μm、その比表面積が0.21 m²/gであった。注目すべきは、脱酸処理の前後で粒径及び粒子構造にさほどの違いがないことである。表２にこの合金製造の各段階での平均粒径及び比表面積の変化を示した。この表２に示した結果からは、熱処理及び脱酸処理を経ることで平均粒径が縮小していることが分かる。この平均粒径の縮小は、熱処理によって酸化物から酸素が除去されて微粒子が縮んだことによって生じたものである。熱処理を経ることで比表面積が劇的に縮減しているが、これは熱処理によって空孔径が縮小したことによる。チタンは酸素との親和力が極めて強いが、このように比表面積が縮減することでチタンの表面に結合する酸素の量も減少する。

実施例２
実施例１の処理条件を略々そのまま踏襲したが、ただし、初期原料として用いる酸化アルミニウムの配合量を10％増とした。実施例１で用いた３つの原料粉末に均質化処理を施して均質な粉末混合体を形成した。この均質化処理では、先ず、それら原料粉末を合わせた複合粉末を2重量％ＰＥＧ水溶液に投入して混合した。その混合比は、水と複合粉末との質量比が1：1となる混合比とした。第１バッチではそれら原料粉末の配合量を、TiO₂粉末が600 g、Al₂O₃粉末が49.8 g、V₂O₅粉末が28.6 gとした。かくして混合したものを2時間に亘って攪拌して均質混合体とした。続いて、水分を含むその均質混合体をトレイ内で乾燥させ、その乾燥したものにグラインド粉砕処理を施して100メッシュの粉末とした。次に、その乾燥粉末に対して、700℃にまで加熱してその温度に約2時間保持することで脱バインダ処理を施し、続いて更に、加熱温度を約1200℃にまで昇温して（昇温速度は10℃／分とした）その温度に約4時間保持することで部分的焼結処理を施した。これによって図４Ａ及び図４Ｂに示したように、凝集体である複合粒子から成る粉末材料が形成された。また、以上の脱バインダ及び焼結処理ステップはアルゴン雰囲気下で実施した。

次に、凝集体である複合粒子から成るその粉末材料に還元剤としてのMg及びMgCl₂を混合し、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から還元温度の750℃にまで加熱した。その混合体の混合比は、酸化物：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.66：1となる混合比とした。続いて、アルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替え、還元温度の750℃に12時間保持することで合金粉末に還元処理を施した。次に、この還元処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は純粋水素雰囲気下で行ってもよく、水素とアルゴンの混合雰囲気下で行ってもよいが、ただし合金粉末の水素化を続行させ得る雰囲気下で行うものである。図４Ｃはかくして水素化されて還元された合金粉末を示しており、この合金粉末は酸化物の大部分が還元されたことで多孔質構造となっていた。以上の共還元処理が完了した時点での酸素成分量は2.48重量％であった（試料Ａ２）。

次に、水素化されて還元されたその合金粉末をアルゴン雰囲気下で室温から約1100℃にまで加熱し、その温度に達したところでアルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替えてその温度を6時間保持した。これは空孔径を縮小するための熱処理ステップを実施したものである。次に、かくして熱処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、アルゴンと水素の混合雰囲気下で行った。図４Ｄ及び図４Ｅは、熱処理が施されて粗粒化した合金粉末を示したものである。かくして得られた合金粉末は、実施例１の合金粉末（試料Ａ１）と比べてクラッシュ粉砕処理が容易でないものであったが、これは熱処理の保持時間が実施例１の場合より長かったことによる。

次に、熱処理を施したその合金粉末に脱酸処理を施した。それには先ず、その合金粉末に脱酸剤としてのMg及びMgCl₂を混合した。その混合比は、合金粉末：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.2：0.3となる混合比とした。次に、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から740℃にまで加熱し、続いて水素雰囲気下でその740℃の温度に4時間保持した。次に、水素濃度を約1～約4重量％に保持して冷却を行った、以上によって、図４Ｆ及び図４Ｇに示す脱酸水素化合金粉末が生成された。かくして得られた脱酸水素化合金粉末は、実施例１の金属粉末（試料Ａ１）と比べて粒子の不揃いの度合いが強く、その平均粒径が177.83 μm、その比表面積が0.14 m²/gであった。注目すべきは、脱酸処理の前後で粒径及び粒子構造にさほどの違いがないことである。表３に、この合金製造の各段階での酸素成分量の変化を示した。

実施例３
実施例１の処理条件を略々そのまま踏襲したが、ただし、初期原料として用いる酸化アルミニウムの配合量を10％増とした。実施例１で用いた３つの原料粉末に均質化処理を施して均質な粉末混合体を形成した。この均質化処理では、先ず、それら原料粉末を合わせた複合粉末を2重量％ＰＥＧ水溶液に投入して混合した。その混合比は、水と複合粉末との質量比が1：1となる混合比とした。第１バッチではそれら原料粉末の配合量を、TiO₂粉末が600 g、Al₂O₃粉末が49.8 g、V₂O₅粉末が28.6 gとした。かくして混合したものを2時間に亘って攪拌して均質混合体とした。続いて、水分を含むその均質混合体をトレイ内で乾燥させ、その乾燥したものにグラインド粉砕処理を施して100メッシュの粉末とした。次に、その乾燥粉末に対して、700℃にまで加熱してその温度に約2時間保持することで脱バインダ処理を施し、続いて更に、加熱温度を約1200℃にまで昇温して（昇温速度は10℃／分とした）その温度に約4時間保持することで部分的焼結処理を施した。これによって図５Ａ及び図５Ｂに示したように、凝集体である複合粒子から成る粉末材料が形成された。また、以上の脱バインダ及び焼結処理ステップはアルゴン雰囲気下で実施した。

次に、凝集体である複合粒子から成るその粉末材料に還元剤としてのMg及びMgCl₂を混合し、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から還元温度の750℃にまで加熱した。その混合体の混合比は、酸化物：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.66：1となる混合比とした。続いて、アルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替え、還元温度の750℃に12時間保持することで合金粉末に還元処理を施した。次に、この還元処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、合金粉末の水素化を続行させ得る、水素とアルゴンの混合雰囲気下で行った。図５Ｃ及び図５Ｄはかくして水素化されて還元された合金粉末を示しており、この合金粉末は酸化物の大部分が還元されたことで多孔質構造となっていた。以上の共還元処理が完了した時点での酸素成分量は1.28重量％であった（試料Ａ３）。

次に、水素化されて還元されたその合金粉末をアルゴン雰囲気下で室温から約1100℃にまで加熱し、その温度に達したところでアルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替えてその温度を3時間保持した。これは空孔径を縮小するための熱処理ステップを実施したものである。次に、かくして熱処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、アルゴンと水素の混合雰囲気下で行った。図５Ｅ及び図５Ｆは、熱処理が施されて粗粒化した合金粉末を示したものである。かくして得られた合金粉末は、実施例１の合金粉末（試料Ａ１）と比べてクラッシュ粉砕処理が容易でないものであったが、これは熱処理の保持温度がやや高めであったことによる。それゆえ、保持温度をより低めにし、保持時間をより長めにするのがよいかも知れない。

次に、熱処理を施したその合金粉末に脱酸処理を施した。それには先ず、その合金粉末に脱酸剤としてのMg及びMgCl₂を混合した。その混合比は、合金粉末：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.2：0.3となる混合比とした。次に、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から740℃にまで加熱し、続いて水素雰囲気下でその740℃の温度に4時間保持した。次に、水素濃度を約1～約4重量％に保持して冷却を行った、以上によって、図５Ｇ及び図５Ｈに示す脱酸水素化合金粉末が生成された。かくして得られた脱酸水素化合金粉末は、実施例１の金属粉末（試料Ａ１）と比べて粒子の不揃いの度合いが強く、その平均粒径が145.32 μm、そのＢＥＴ表面積が0.16 m²/gであった。注目すべきは、脱酸処理の前後で粒径及び粒子構造にさほどの違いがないことである。表４に、この合金製造の各段階での酸素成分量の変化を示した。

実施例４
基本的な処理内容は実施例１のものをそのまま踏襲したが、ただし、バナジウム酸化物原料粉末としてV₂O₅に替えてV₂O₃を用いることにした。そのために先ずV₂O₅粉末にミル粉砕処理を施してその粒径を1 μm以下にし、そしてその粉末を、水素雰囲気下で、第１段階で600℃にまで加熱してその温度に3時間保持し、続いて第２段階で900℃にまで加熱してその温度に5時間保持した。この予備還元処理を施すことで、初期重量が40 gであったV₂O₅粉末から、31.85 gのV₂O₃粉末が得られた。

３つの原料粉末に均質化処理を施して均質な粉末混合体を形成した。この均質化処理では、先ず、それら原料粉末を合わせた複合粉末を2重量％ＰＥＧ水溶液に投入して混合した。その混合比は、水と複合粉末との質量比が1：1となる混合比とした。第１バッチではそれら原料粉末の配合量を、TiO₂粉末が600 g、Al₂O₃粉末が45.3 g、V₂O₃粉末が28.6 gとした。かくして混合したものを2時間に亘って攪拌して均質混合体とした。続いて、水分を含むその均質混合体をトレイ内で乾燥させ、その乾燥したものにグラインド粉砕処理を施して100メッシュの粉末にした。次に、その乾燥粉末に対して、700℃にまで加熱してその温度に約2時間保持することで脱バインダ処理を施し、更に、加熱温度を約1200℃にまで昇温して（昇温速度は10℃／分とした）その温度に約4時間保持することで部分的焼結処理を施した。これによって図６Ａ及び図６Ｂに示したように、凝集体である複合粒子から成る粉末材料が形成された。また、以上の脱バインダ及び焼結処理ステップはアルゴン雰囲気下で実施した。

次に、凝集体である複合粒子から成るその粉末材料に還元剤としてのMg及びMgCl₂を混合し、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から還元温度の750℃にまで加熱した。その混合体の混合比は、酸化物：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.66：1となる混合比とした。続いて、アルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替え、還元温度の750℃に12時間保持することで合金粉末に還元処理を施した。次に、この還元処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、合金粉末の水素化を続行させ得る、水素とアルゴンの混合雰囲気下で行った。図６Ｃ及び図６Ｄはかくして水素化されて還元された合金粉末を示しており、この合金粉末は酸化物の大部分が還元されたことで多孔質構造となっていた。以上の共還元処理が完了した時点での酸素成分量は1.16重量％であった（試料Ａ４）。

次に、水素化されて還元されたその合金粉末をアルゴン雰囲気下で室温から約1100℃にまで加熱し、その温度に達したところでアルゴン雰囲気を水素雰囲気に切り替えてその温度を2時間保持した。これは空孔径を縮小するための熱処理ステップを実施したものである。次に、かくして熱処理を施した合金粉末を室温にまで冷却した。この冷却は、アルゴンと水素の混合雰囲気下で行った。図６Ｅ及び図６Ｆは、熱処理が施されて粗粒化した合金粉末を示したものである。かくして得られた合金粉末は、実施例２の合金粉末（Ａ２）と比べてクラッシュ粉砕処理が容易なものであった。

次に、熱処理を施したその合金粉末に脱酸処理を施した。それには先ず、その合金粉末に脱酸剤としてのMg及びMgCl₂を混合した。その混合比は、合金粉末：Mg：MgCl₂の質量比が1：0.2：0.3となる混合比とした。次に、その混合体をアルゴン雰囲気下で室温から740℃にまで加熱し、続いて水素雰囲気下でその740℃の温度に10時間保持した。次に、水素濃度を約1～約4重量％に保持して冷却を行った、以上によって、脱酸水素化合金粉末が生成された。かくして得られた脱酸水素化合金粉末における各成分の最終成分量は、酸素が0.15重量％、アルミニウムが6.88重量％、バナジウムが4.82重量％であった。これら成分量の値は市販のTi-6Al-4V合金の仕様に良好に合致している。

実施例５
第１段階では600℃で3時間とし第２段階では900℃で5時間としたV₂O₅の予備還元処理の他は、実施例４の処理条件を略々そのまま踏襲した。また、脱バインダ及び焼結処理については、第１バッチ（試料Ａ５）は水素雰囲気下で冷却を行い、第２バッチ（試料Ａ６）は空気雰囲気下で冷却を行うようにした他は、実施例４と同じ処理とした。図７Ａ及び図７Ｂは焼結処理後の試料Ａ５を示しており、図７Ｃ及び図７Ｄは焼結処理後の試料Ａ６を示している。

粉末材料の共還元処理は実施例４と同じ処理とした。図７Ｅは試料Ａ５に共還元処理を施して得られた生成物を示しており、その酸素成分量は2.08％であった。図７Ｆは試料Ａ６に共還元処理を施して得られた生成物を示しており、その酸素成分量は5.04％であった。

次に、還元生成物であるそれら試料の粉末材料に実施例４と同じ熱処理を施した。図７Ｇ及び図７Ｈは、夫々、試料Ａ５及び試料Ａ６にこの熱処理を施して得られた粉末を示している。次に、それら粉末に実施例４と同じ脱酸処理を施した。図７Ｉ及び図７Ｊは、この脱酸処理を施して得られた粉末を、即ち脱酸合金粉末を示している。試料Ａ５の脱酸合金粉末の酸素成分量は0.087重量％であったのに対して、試料Ａ６の脱酸合金粉末の酸素成分量は0.25重量％であった。試料Ａ５の脱酸合金粉末は、その平均粒径が102.32 μm、その比表面積が0.11 m²/gであった。試料Ａ６の脱酸合金粉末は、その平均粒径が74.17 μm、そのＢＥＴ表面積が0.35 m²/gであった。ＥＤＳ分析により測定した成分量によれば、試料Ａ５及び試料Ａ６におけるAl成分量及びV成分量は、まずまず目標値に近い値であったが（即ち、Al成分量は7.57重量％と7.66重量％、V成分量は4.36重量％と4.11重量％）、ただし、Al成分量の値は目標値の6重量％より大きかった。

比較結果
表５は、各バッチにおける酸素成分量とＢＥＴ表面積とを対比して示した表である。この表５からは、Ti-6Al-4V合金における脱酸処理後の酸素成分量はＢＥＴ表面積が大きいほど多いことが分かる。この表５からは更に、粒子の表面に結合する酸素が、酸素成分量の総量に最も大きく寄与するものであることが分かる。また、比表面積（ＢＥＴ表面積）を0.15 m²/g以下に抑えれば、脱酸処理後の酸素成分量をASTM B299規格に規定された範囲内（0.15重量％以下）に少なくとも収め得ることが保証される。

前記熱処理ステップが比表面積に大きな影響を及ぼしていることが見受けられる。前記熱処理ステップでは、熱が加えられることで粉末粒子が活性化されて空孔径が縮小する。熱処理の処理温度を高温とすることでも、熱処理の保持時間を長時間とすることでも、空孔径の縮小の効果を高めることができる。しかしながら、処理温度が高温であることも、保持時間が長時間であることも、ケーキングを発生させる原因となり、ケーキングによって固まった粉末を個々の粉末粒子に分離することは容易でない。冷却の段階で水素を作用させてTiH₂が形成されるようにしているのはこの問題を解決するためであり、TiH₂は室温下で粉末粒子に分離することが比較的容易である。

合金製造の各段階で撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を観察したところ、Ti酸化物、Al酸化物、及びV酸化物に脱バインダ及び焼結処理を施した段階ではAlリッチな領域及びVリッチな領域が明瞭に視認できた。還元が完了した段階ではAlとVの２つの合金元素はいずれも元素分布の均一度が向上していた。しかるに、熱処理及び脱酸処理が完了した段階ではAlリッチな領域及びVリッチな領域はいずれも略々視認不可能であった。これらのことから、３つの元素はこの合金製造の過程を経ることで分布が均一化されることが明らかとなった。同様に、脱酸処理後のTi-6Al-4V合金粉末の断面に対してライン走査を実施した。そのライン走査の結果からは、Ti、Al、及びVの３つの元素はいずれも同じように、その合金粉末の粒子中に均一に分布していることが明らかとなった。

更に、脱酸処理後の試料Ａ１、Ａ２、及びＡ３にエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ分析）を適用した。Ti-6Al-4V合金の規格に沿ったそれら試料の断面からのスペクトルを測定した。10個ずつの粉末粒子を分析対象粒子として選り出し、粒子間での測定値の変動幅を調べた。その測定結果によれば、粒子間での測定値の変動幅はAlでは0.8以内であり、Vでは0.46以内であった。また、その測定結果によれば、Al成分量の測定値は7.34％であり、V成分量の測定値は3.76％であった。しかるに、これら測定値は、誘導結合プラズマ分析（ＩＣＰ分析）によって得たそれら成分量の値とは異なっていた。そこで、ＩＣＰ分析によって得た成分量の値との比較に基き、Al成分量については測定値から13.2％相当分を減ずる補正を適用し、V成分量については測定値に4.0％相当分を加える補正を適用することとした。

本実験において、試料Ａ１でのAl及びVの配合量はいずれも理論成分量（即ちAlでは6％、Vでは4％）である。これに対して、試料Ａ２及びＡ３ではアルミニウムの配合量をその10％増としている。ＥＤＳ分析による成分量の測定結果は下記の表６に示す通りであった。

表６の測定結果によれば、試料Ａ１のAl成分量の補正後の値は6.15％であり、この値は許容範囲の中に収まっている。一方、試料Ａ２及び試料Ａ３のAl成分量の補正後の値は許容範囲の上限を超えている。従って、Al₂O₃の配合量は、これを理論成分量とすることで良好な結果が得られる。また、試料Ａ１～試料Ａ３の全てのバッチにおいて、同一バッチ内の粒子間でのAl成分量及びV成分量の変動幅は許容範囲の中に収まっており、このことによってそれら成分が良好な均一性をもって分布していることが明らかとなった。

表６の測定結果からは更に、試料Ａ１～試料Ａ３のいずれにおいても、含有するバナジウム成分量が目標とする下限値に達していないことが見て取れる。上に実施例として示した試料Ａ４～試料Ａ６において、バナジウム酸化物原料粉末としてV₂O₃粉末を使用してその配合量をストイキ量としているのは、かかる事情によるものである。即ち、V₂O₃はその融点（1970℃）がV₂O₅の融点（690℃）より高いことから、1200℃の温度で脱バインダ及び焼結処理が施される際の気化散逸量がV₂O₅の場合より少なくなるのである。試料Ａ４～試料Ａ６に関するＥＤＳ分析による測定結果は下記の表７に示す通りであった。

表７の測定結果によれば、アルミニウム成分量とバナジウム成分量とはいずれも許容範囲の中に収まっている。しかしながら、同一バッチ内の粒子間でのバナジウム成分量の変動幅は許容できないほど大きなものであった。これは、V₂O₅と比べてV₂O₃は濡れ性が劣っているため、元素の分布が粒子間で不均一になったことによるものと思われる。それゆえ、複合粉末混合体にはV₂O₅粉末を配合してその配合量を20％～50％増とするのがよく、そうすることで、良好な濡れ性を確保できると共に、予備還元処理ステップでの気化散逸によるバナジウムの減損を許容できるようになる。尚、場合によっては、その配合量を10％～50%増とするのがよいこともあり得る。

以上の詳細な説明は、具体例としての特定の実施の形態に即して本発明を説明したものである。しかるに、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び改変を施し得ることを理解すべきである。詳細な説明並びに添付図面は、本発明を限定するものではなく、本発明を例示するものであり、以上に記載して明らかにしたように、様々な変更ないし改変はいずれも本発明の範囲に包含されるべきものである。

Claims (30)

1. 粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法において、
   チタン酸化物粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む複合粉末状酸化物混合体を調製するステップであって、前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属酸化物粉末、金属単体粉末、及び金属水素化物粉末のうちの少なくとも１つであり、前記金属酸化物粉末はAl₂O₃、V₂O₅、CuO、MnO、V₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅、ZrO₂、MoO₃、MoO₂、Cr₂O₃、SnO₂、SiO₂、Ta₂O₅、CoO、WO₃、NiO、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属酸化物の粉末であり、前記金属単体粉末はAl、Mo、V、Nb、Ta、Fe、Cr、Mn、Co、Cu、W、Zr、Sn、Ni、Si、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属単体の粉末であり、前記金属水素化物粉末は、水素化アルミニウム、水素化バナジウム、水素化ニオブ、水素化タンタル、水素化ジルコニウム、水素化ケイ素、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属水素化物の粉末である、複合粉末状酸化物混合体調製ステップと、
   前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン合金生成物を生成するステップである、共還元処理ステップと、
   前記水素化チタン合金生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成するステップである、熱処理ステップと、
   前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成するステップである、脱酸処理ステップと、
   前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことによって前記チタン合金生成物を形成する任意ステップである、脱水素処理ステップと、
   を含み、
   以上において、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記チタン酸化物粉末は、チタン酸化物成分量が80重量％以上の粉末であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記複合粉末状酸化物混合体の調製は、
   前記チタン酸化物粉末と前記少なくとも１つの合金元素粉末とにミル粉砕処理を施すことで、目標粒径を有する酸化物供給粉末を形成し、
   前記酸化物供給粉末に均質化処理を施すことで、複合均質化凝集体を形成し、
   前記複合均質化凝集体に乾燥処理及びグラインド粉砕処理を施すことで、均質化複合酸化物粉末を形成し、
   前記均質化複合酸化物材料に脱バインダ及び焼結処理を施すことで、焼結複合酸化物材料を形成し、
   前記焼結複合酸化物材料にクラッシュ粉砕処理を施すことで、目標粒径より大きい拡大粒径を有する焼結均質化複合酸化物粉末を形成する、
   ことにより行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記チタン生成物はTi-6Al-4V、Ti-2.5Cu、Ti-8Mn、Ti-3Al-2.5V、Ti-5Al-2.5Fe、Ti-6Al-7Nb、Ti-13Nb-13Zr、Ti-15Mo-5Zr、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-8V-3Al-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si、Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si、及びTi-15Mo-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Feから成る部類中から選択されたチタン生成物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記金属還元剤はマグネシウム還元剤及びカルシウム還元剤のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 前記共還元処理において更に溶融塩溶媒が用いられ、前記還元温度は前記金属還元剤と前記溶融塩媒体との両方を融解するのに十分な温度であることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 前記金属還元剤はMgであり、前記溶融塩溶媒はMgCl₂であることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記共還元処理は、不活性ガス雰囲気下で前記還元温度を目指して温度を上昇させ、前記還元温度より約10％低い温度を超えたところで前記水素雰囲気を導入することにより行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 前記共還元処理は冷却段階を含み、前記冷却段階では水素雰囲気が保持され、場合によってはその水素雰囲気への不活性ガスの添加が任意に行われることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記水素化チタン合金生成物の酸素成分量は約0.2％以下であることを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 前記水素化チタン合金生成物は、TiH2に合金元素が固溶しており、場合によっては更に金属チタンも固溶している生成物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
12. 前記方法は電解処理及び塩素化処理を含まないことを特徴とする請求項１記載の方法。
13. 前記水素化チタン合金生成物は粉末状生成物であり、該粉末状生成物の粉末粒子は、その比表面積が0.1 m²/g～100 m²/gであり、その平均粒径が1 μm～1000 μmであることを特徴とする請求項１記載の方法。
14. 前記熱処理水素化チタン生成物は稠密化して粗粒化した粉末状生成物であり、該粉末状生成物の粉末粒子は、その小さな比表面積が0.01 m²/g～0.5 m²/gであり、その平均粒径が1 μm～1000 μmであることを特徴とする請求項１記載の方法。
15. 前記熱処理水素化チタン生成物にクラッシュ粉砕処理を施すことで凝集度を低下させて平均粒径が10 μm～1000 μmの粉末状材料を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
16. 前記脱酸処理は、前記熱処理水素化チタン生成物を、脱酸剤と共に、水素雰囲気下で、脱酸温度にまで加熱することにより行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
17. 前記脱酸剤は、Mg、MgH₂、Ca、及びCaH₂のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 前記脱酸剤はMgであり、溶融塩溶媒としてMgCl₂が用いられることを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 前記熱処理水素化チタン生成物と前記脱酸剤との質量比が1：0.2～1：1であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
20. 前記脱酸温度は、前記脱酸剤を融解するのに十分な温度であり、且つ、混合体中の前記塩を融解するのに十分な温度であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
21. 前記脱酸処理は、前記熱処理水素化チタン生成物を、不活性ガス雰囲気下で、前記脱酸温度の±20％の範囲内の温度にまで加熱し、続いて、脱酸のための保持時間に亘って前記水素雰囲気を保持することにより行われることを特徴とする請求項１６記載の方法。
22. 前記脱酸処理に先立って前記水素化チタン合金生成物または前記熱処理水素化チタン生成物から残存する金属還元剤または金属還元剤酸化物を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
23. 前記脱酸温度は650℃～800℃であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
24. 前記脱酸水素化チタン生成物における残存酸素量は0.15重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の方法。
25. 前記脱水素処理は、非任意の処理であって、前記脱酸水素化チタン生成物から水素を放逐するのに十分な水素欠乏雰囲気下で、前記脱酸水素化チタン生成物を加熱することにより、水素成分量が約100 ppm重量％以下のチタン合金生成物を形成する処理であることを特徴とする請求項１記載の方法。
26. 粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法において、
    チタン酸化物粉末を含む粉末状酸化物混合体を調製する、粉末状酸化物混合体調製ステップと、
    前記粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って還元処理を施すことにより、水素化チタン生成物を生成するステップである、還元処理ステップと、
    前記水素化チタン生成物に、少なくとも１つの合金元素を導入することにより、複合水素化チタン生成物を形成するステップであって、前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属酸化物粉末、金属単体粉末、及び金属水素化物粉末のうちの少なくとも１つであり、前記金属酸化物粉末はAl₂O₃、V₂O₅、CuO、MnO、V₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅、ZrO₂、MoO₃、MoO₂、Cr₂O₃、SnO₂、SiO₂、Ta₂O₅、CoO、WO₃、NiO、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属酸化物の粉末であり、前記金属単体粉末はAl、Mo、V、Nb、Ta、Fe、Cr、Mn、Co、Cu、W、Zr、Sn、Ni、Si、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属単体の粉末であり、前記金属水素化物粉末は、水素化アルミニウム、水素化バナジウム、水素化ニオブ、水素化タンタル、水素化ジルコニウム、水素化ケイ素、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属水素化物の粉末である、合金元素導入ステップと、
    前記複合水素化チタン生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン合金生成物を形成するステップである、熱処理ステップと、
    前記熱処理水素化チタン合金生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成するステップである、脱酸処理ステップと、
    前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことによって前記チタン合金生成物を形成する任意ステップである、脱水素処理ステップと、
    を含み、
    以上において、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である、
    ことを特徴とする方法。
27. 前記少なくとも１つの合金元素粉末は金属単体粉末であり、前記合金元素導入ステップと前記熱処理ステップとは同時に実施されることを特徴とする請求項２６記載の方法。
28. 粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法において、
    チタン酸化物粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む複合粉末状酸化物混合体を調製する、複合粉末状酸化物混合体調製ステップと、
    前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン合金生成物を生成するステップであって、前記共還元処理は、不活性ガス雰囲気下で前記還元温度を目指して温度を上昇させ、前記還元温度より約10％低い温度を超えたところで前記水素雰囲気を導入することにより行われる、共還元処理ステップと、
    前記水素化チタン合金生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成するステップである、熱処理ステップと、
    前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下に低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成するステップである、脱酸処理ステップと、
    前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことによって前記チタン合金生成物を形成する任意ステップである、脱水素処理ステップと、
    を含み、
    以上において、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である、
    ことを特徴とする方法。
29. 前記少なくとも１つの合金元素粉末は、金属酸化物粉末、金属単体粉末、及び金属水素化物粉末のうちの少なくとも１つであり、前記金属酸化物粉末はAl₂O₃、V₂O₅、CuO、MnO、V₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅、ZrO₂、MoO₃、MoO₂、Cr₂O₃、SnO₂、SiO₂、Ta₂O₅、CoO、WO₃、NiO、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属酸化物の粉末であり、前記金属単体粉末はAl、Mo、V、Nb、Ta、Fe、Cr、Mn、Co、Cu、W、Zr、Sn、Ni、Si、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属単体の粉末であり、前記金属水素化物粉末は、水素化アルミニウム、水素化バナジウム、水素化ニオブ、水素化タンタル、水素化ジルコニウム、水素化ケイ素、及びそれらの様々な組合せから成る部類中から選択された金属水素化物の粉末であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
30. 粉末状生成物であるチタン合金生成物の製造方法において、
    チタン酸化物粉末と少なくとも１つの合金元素粉末とを含む複合粉末状酸化物混合体を調製する、複合粉末状酸化物混合体調製ステップと、
    前記複合粉末状酸化物混合体に、金属還元剤を用いて、水素雰囲気下で、還元温度下で、十分な還元時間に亘って共還元処理を施すことにより、水素化チタン合金生成物を生成するステップである、共還元処理ステップと、
    前記水素化チタン合金生成物に、水素雰囲気下で、熱処理温度下で、熱処理を施すことにより、空孔径を縮小し比表面積を縮減して熱処理水素化チタン生成物を形成するステップである、熱処理ステップと、
    前記熱処理水素化チタン生成物に、残存酸素量を0.3重量％以下にまで低減する脱酸処理を施すことにより、脱酸水素化チタン生成物を形成するステップであって、前記脱酸処理において、前記熱処理水素化チタン生成物を、脱酸剤と共に、水素雰囲気下で、脱酸温度にまで加熱し、且つ、前記脱酸処理において、前記熱処理水素化チタン生成物を、不活性ガス雰囲気下で、前記脱酸温度の±20％の範囲内の温度にまで加熱し、続いて、脱酸のための保持時間に亘って前記水素雰囲気を保持する、脱酸処理ステップと、
    前記脱酸水素化チタン生成物に脱水素処理を施すことによって前記チタン合金生成物を形成する任意ステップである、脱水素処理ステップと、
    を含み、
    以上において、前記脱酸水素化チタン生成物及び前記チタン合金生成物は粉末状生成物である、
    ことを特徴とする方法。

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