KR101573560B1 - 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 티타늄 알루미늄 계열의 합금 또는 티타늄 알루미늄 금속간 화합물 계열의 합금을 생성하는 리액터 및 방법을 개시한다. 이 리액터는 약염화티타늄과 알루미늄을 함유한 전구체 물질이 도입될 수 있는 유입구를 갖춘 제1 영역을 포함한다. 이 제1 영역은 약염화티타늄과 알루미늄 사이에서 반응이 일어날 수 있는 제1 온도까지 가열될 수 있고, 형성된 어떠한 기상(氣相) 부산물도 제거될 수 있는 가스 유출구를 추가로 구비하고 있다. 이 리액터는 또한 제1 영역으로부터 이송된 물질의 반응이 일어나서 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성할 수 있는 제2 온도까지 가열될 수 있는 제2 영역과, 이 제2 영역에서 반응으로 생성된 어떤 기상 부산물을 제1 영역 쪽으로 보내는 데에 사용하도록 된 가스 드라이버와, 제1 및 제2 영역 사이의 중간 영역을 포함한다. 이 중간 영역은 중간 온도까지 가열될 수 있으며, 이 중간 영역에서는 제1 영역으로부터 이송된 물질 중의 적어도 일부분이 고착해서 중간 영역의 표면에 덩이(cake)를 생성할 수 있고, 제2 영역에서 반응으로 형성된 기상 부산물이 수용 및 응축될 수 있다. 리액터는 또한 중간 영역의 표면으로부터 덩이진 물질을 제거하고, 이를 제2 영역으로 이송하는 제거 장치를 포함한다.

Description

티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING TITANIUM-ALUMINIUM BASED ALLOYS}
본 발명에 개시된 리액터와 방법은 티타늄 알루미늄 계열의 합금 또는 티타늄 알루미늄 금속간 화합물 계열의 합금, 구체적으로는 티타늄 알루미늄 계열의 저알루미늄 합금 또는 티타늄 알루미늄 금속간 화합물 계열의 합금을 생성하는 데에 사용될 수 있다.
티타늄 알루미늄(Ti-Al) 합금 및 티타늄 알루미늄(Ti-Al) 금속간 화합물 계열 합금은 매우 값비싼 물질이다. 그러나 이들 합금을 특히 분말 형태로 제조하는 것은 곤란하고 비용이 많이 들 수 있다. 이러한 제조 비용 때문에 이들 물질이 항공 산업, 자동차 산업 및 기타 산업에 사용하기에 매우 바람직한 특성을 가지고 있어도 이들 물질의 광범위한 용도가 제한된다.
티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하기 위한 리액터와 방법이 개시된 적이 있다. 예를 들면, 국제특허출원공개 WO2007/109847에는 티타늄 알루미늄 화합물, 티타늄 합금, 및 티타늄 알루미늄 금속간 화합물과 합금을 제조하기 위한 순차적인 방법이 개시되어 있다.
국제특허출원공개 WO2007/109847에는 사염화티타늄(titanium tetrachloride)을 알루미늄으로 환원하는 것을 기반으로 하는 2단계 환원 공정을 통해 티타늄 알루미늄 계열 합금을 제조하는 것이 기술되어 있다. 제1 단계에서는 TiCl4이 AlCl3의 존재 하에서 Al에 의해 환원되어 아래의 반응에 따라 약염화티타늄(titanium subchlorides)을 생성한다.
Figure 112010075806089-pct00001
(1) 또는
Figure 112010075806089-pct00002
(1)
제2 단계에서는 반응식 (1)에 따른 생성물이 200℃에서 1300℃까지의 온도에서 처리되어 아래의 (단순화된) 반응식에 따라 티타늄 알루미늄 계열 합금의 분말을 생성한다.
TiCl3 + (l+x)Al → Ti-Alx + AlCl3 (2) 또는
TiCl2 + (0.666+x)Al → Ti-Alx+0.666AlCl3 (2)
본 발명은 전술한 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
제1 양태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 리액터가 제공된다. 이 리액터는,
약염화티타늄과 알루미늄(예컨대, 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크)을 포함하는 전구체 물질이 도입될 수 있는 유입구를 구비하고, 상기 약염화티타늄과 상기 알루미늄 사이의 반응이 일어날 수 있는 제1 온도까지 가열될 수 있고, 형성된 어떠한 기상 부산물(예컨대, 기상 염화알루미늄)도 제거될 수 있는 가스 유출구를 더 구비하는 제1 영역과,
상기 제1 영역으로부터 이송된 물질의 반응이 일어나서 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성할 수 있는 제2 온도까지 가열될 수 있는 제2 영역과,
상기 제2 영역에서의 반응으로 형성된 어떠한 기상 부산물(예컨대, 기상 염화티타늄)도 사용 중에 상기 제1 영역을 향한 방향으로 이동시키도록(상기 제2 영역을 벗어나 복귀하도록) 된 가스 드라이버와,
상기 제1 영역 및 제2 영역 사이에서 중간 온도까지 가열될 수 있는 중간 영역으로서, 상기 중간 온도에서는 상기 제1 영역으로부터 이송된 물질의 적어도 일부분이 침착해서 중간 영역의 표면(예컨대, 중간 영역의 벽면)에 덩이를 형성하고, 상기 제2 영역에서의 반응으로 형성된 기상 부산물이 수용 및 응축될 수 있는 것인 중간 영역과,
상기 중간 영역의 표면으로부터 덩이진 물질을 제거하고 이를 상기 제2 영역으로 이송하는 제거 장치를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "티타늄 알루미늄 계열 합금"은 티타늄 알루미늄에 기반을 둔 합금 또는 티타늄 알루미늄 금속간 화합물에 기반을 둔 합금을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약염화티타늄"은 본 명세서에서 사염화티타늄으로 언급되는 TiCl4이 아니라, 삼염화티타늄인 TiCl3 및/또는 이염화티타늄인 TiCl2, 또는 티타늄과 염소의 다른 조합을 언급하는 것으로 이해될 수 있다. 그러나 본 명세서의 일부에서는 보다 일반적인 용어인 "염화티타늄"이 사용될 수도 있으며, 이는 사염화티타늄인 TiCl4, 삼염화티타늄인 TiCl3 및/또는 이염화티타늄인 TiCl2, 또는 티타늄과 염소의 다른 조합을 언급하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명자가 발견한 바에 따르면, 국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 공정에서, 티타늄 알루미늄 화합물 등의 제조는 리액터 내부에서 소결 또는 경화된 물질의 형성에 의해 방해를 받을 수도 있으며, 이것은 물질이 리액터를 (어느 방향으로든) 추가로 통과하는 것을 방해 또는 방지할 수도 있다는 것이다. 이러한 경화는 본 명세서에서는 침착(accretion)으로 언급되기도 하는데, 물질이 리액터 내의 어떤 온도에서 큰 소결 고체를 형성하도록 결정화하는 결과로서 발생한다. 이러한 문제는 리액터의 고온 영역에서 형성되어 경화 물질에 응축되는 기상 부산물에 의해 더욱 악화될 수도 있다.
국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 리액터는 어떤 조건(예컨대, 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 데에 필요한 조건) 하에서 γ-TiAl 및 Ti3Al과 같은 티타늄 알루미늄 화합물을 생성하는 데데 사용되었지만, 이 리액터는 긴 기간 동안 사용될 수 없고, 이에 따라 정상 상태 운전에 도달할 수 없고, 균일한 조성을 가진 물질을 생성할 수도 없다.
본 발명자가 알아낸 바에 따르면, 본 명세서에 개시된 리액터의 구성은 유리하게는 긴 기간 동안 리액터가 작동될 수 있게 하고, 이에 의해 리액터는 정상 상태 운전에 도달할 수 있고, 균일한 조성을 가진 물질을 생성할 수 있다. 특히 본 명세서에 개시된 리액터는 정상 상태 운전 중에 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 데에 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금," 등은 약 10 wt% 내지 15 wt% 범위 미만의 알루미늄을 함유한 티타늄 알루미늄 계열 합금을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "티타늄 알루미늄 화합물" 및 "티타늄 알루미늄 금속간 화합물," 등은 약 10 wt% 내지 15 wt% 범위 이상의 알루미늄을 함유한 티타늄 알루미늄 계열 합금을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 약 10 wt% 내지 15 wt% 범위의 알루미늄을 함유한 합금은 저알루미늄 티타늄 알루미늄 합금 및 티타늄 알루미늄 화합물 양자의 범주에 포함될 수도 있다.
제거 장치는 예컨대 상기 중간 영역을 흔들어서 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 분리시키는 장치, 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 긁어내는 장치, 또는 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 불어내도록 된 장치가 될 수도 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 제1 영역은 길고, 그 단부가 각기 상기 유입구와 상기 중간 영역에 인접해 있을 수도 있다. 사용 중에 상기 제1 영역은 상기 전구체 물질이 상기 유입구 단부로부터 상기 중간 영역까지 통과함에 따라 상기 전구체 물질의 온도가 상기 제1 온도까지 증가하도록 가열된다. 제1 온도는 예컨대 약 300℃ 내지 약 800℃의 범위에 있을 수도 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 제2 영역은 길고, 그 단부가 각기 상기 중간 영역과 고체 유출구에 인접해 있을 수도 있다. 사용 중에 상기 제2 영역은 상기 물질이 상기 중간 영역 단부로부터 상기 고체 유출구 단부까지 통과함에 따라 상기 물질의 온도가 상기 제2 온도까지 증가하도록 가열된다. 제2 영역은 예컨대 800℃ 이상이 될 수도 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 중간 영역은 길 수도 있다. 상기 중간 온도는 예컨대 상기 제1 영역에 인접한 상기 중간 영역의 단부에서 약 300℃와 약 800℃ 사이이고, 상기 제2 영역에 인접한 상기 중간 영역의 단부에서 약 400℃와 약 900℃ 사이일 수도 있다.
본 발명자가 알아낸 바에 따르면, 어떤 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성할 때, 리액터를 통과하는 물질은 약 600℃와 800℃ 사이의 온도에서 침착될 수 있다는 것이다. 침착된 물질은 리액터 내에서 여러 표면에 덩이를 형성할 수 있으며, 이것은 리액터를 폐색시킬 수 있고, 리액터를 통과하는 물질의 추가 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 중간 영역 내의 온도는 특정 물질의 침착이 일어나는 것으로 알려진 온도 범위에 걸쳐 선택된다. 그때 침착된 물질은 제거 장치를 이용하여 중간 영역의 표면으로부터 제거될 수 있으며, 이에 의해 물질이 리액터를 연속적으로 통과할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 침착을 최소화하는 것이 바람직하며, 중간 영역은 사용 중에 물질이 중간 영역을 신속하게 통과하도록 (즉, 물질이 침착이 일어날 수 있는 온도에서 더 적은 시간을 보내도록) 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 영역은 사용 중에 길고 실질적으로 수평일 수도 있는 반면에, 중간 영역은 사용 중에 길고 실질적으로 수직일 수가 있다. 일부 실시 형태에서, 물질은 중력으로 인해 중간 영역을 통해 신속하게 낙하하고, 침착이 최소화되는데, 왜냐하면 물질의 침착이 일어날 수 있는 온도의 중간 영역에서 최소의 시간을 보내기 때문이다.
일부 실시 형태에서, 상기 가스 드라이버는 불활성 가스의 소스를 포함하고, 사용 중에 불활성 가스가 제1 영역으로 들어가서 물질의 역방향으로 리액터를 통과하고, 가스 유출구를 경유하여 리액터를 빠져나가도록 되어 있다. 따라서 다양한 반응에 의해 생성된 기상 부산물이 응축되거나 가스 유출구를 통해 제거될 때까지 불활성 가스 흐름에 실려 물질의 역방향으로 리액터를 통과할 수 있다.
상기 리액터는 통상적으로 이동 장치(예컨대, 갈퀴형 장치, 스크류 또는 오거형 장치, 또는 컨베이어 벨트형 장치)를 더 포함하며, 이 이동 장치는 물질이 상기 제1 영역 내에서 이동되도록, 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이송되도록, 그리고 상기 제2 영역 내에서 수집 용기로 이동되도록 작동할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 리액터는 사염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응이 일어나서 전구체 물질 중의 적어도 일부분을 형성하도록 되어 있을 수도 있는 일차 반응 영역을 더 포함한다. 이 일차 반응 영역은 상기 유입구를 통해 상기 제1 영역에 결합되며, 그 결과 일차 반응 영역으로부터의 반응 생성물이 (티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 데에 필요한 다른 물질과 함께) 제1 영역에 용이하게 첨가될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금 중의 알루미늄의 양은 0.1 중량% 내지 50 중량%이다.
유리하게는, 제1 양태의 리액터는 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금(즉, 10 중량% 내지 15 중량% 미만의 알루미늄을 함유한 티타늄 알루미늄 계열 합금)을 생성하는 데에 사용될 수 있다. 기존의 공정을 이용하여 염화티타늄과 알루미늄에서 출발하여 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금을 직접적으로 생성하는 것이 항상 가능하지는 않다.
일부 실시 형태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금은 티타늄, 알루미늄, 그리고 1종 이상의 추가 원소를 포함할 수도 있다. 1종 이상의 추가 원소는 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 및 란탄으로 이루어진 군에서 독립적으로 선택될 수 있다.
예를 들면, 티타늄 알루미늄 계열 합금은 Ti-Al-V 합금, Ti-Al-Nb-C 합금, Ti-Al-Nb-Cr 합금 또는Ti-Al-Xn 합금(즉, 이 합금은 n개의 추가 원소(X)를 포함한다)으로 이루어진 계(system) 중의 어느 하나에 기반을 둘 수도 있으며, 여기에서 n은 20 미만이고, X는 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 및 란탄으로 이루어진 군에서 선택된 원소이다.
제2 양태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법을 제공한다. 이 방법은,
약염화티타늄과 알루미늄을 포함하는 전구체 물질을 상기 약염화티타늄과 알루미늄(예컨대, 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크) 사이의 반응이 일어나는 제1 온도까지 가열하고, 형성된 어떠한 기상 부산물도 제거하는 단계와,
상기 결과 물질을 중간 구역으로 이동시키되, 이 중간 구역에서는 상기 물질이 그 중의 적어도 일부분이 침착해서 상기 중간 구역에 위치한 표면(예컨대, 벽면)에 덩이를 형성할 수 있는 온도까지 가열되는 단계와,
상기 중간 구역으로부터 덩이지지 아니한 물질을 이동시키고, 상기 덩이지지 아니한 물질을 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성할 반응이 일어나는 제2 온도까지 가열하는 한편, 형성된 어떠한 기상 부산물도 응축해서 상기 표면의 덩이와 혼합할 수 있는 상기 중간 구역으로 기상 부산물을 이송시키는 단계와,
상기 중간 구역의 표면으로부터 상기 덩이진 물질을 주기적으로 제거하고, 상기 덩이진 물질을 상기 덩이지지 아니한 물질과 함께 상기 제2 온도까지 가열하는 단계를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 덩이진 물질은 표면으로부터 긁힘으로써 중간 구역의 표면으로부터 제거된다.
일부 실시 형태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금과 함께 형성된 기상 부산물은 불활성 가스를 상기 물질의 이동의 역방향으로 강제 이동시킴으로써 상기 중간 구역으로 이송된다.
일부 실시 형태에서, 물질은 침착을 최소화하기 위해 (예컨대, 중력에 의해) 중간 구역을 신속하게 통과한다.
일부 실시 형태에서, 전구체 물질의 적어도 일부는 염화티타늄과 알루미늄의 반응으로 형성되며, 이 반응은 전구체 물질 가열 단계 전(前)에 일어나도록 되어 있다.
제2 양태의 방법으로 생성된 티타늄 알루미늄 계열 합금은 제1 양태를 참조하여 전술한 티타늄 알루미늄 계열 합금들 중의 어느 하나가 될 수도 있다.
제2 양태의 방법에 대한 일부 실시 형태에서, 티타늄 알루미늄 계열 합금은 제1 양태의 리액터를 이용하여 생성된다.
제3 양태에서, 제1 양태의 리액터 또는 제2 양태의 방법을 이용하여 생성된 티타늄 알루미늄 계열 합금이 제공된다.
당업자에게 인지되는 바와 같이, 전술한 리액터와 방법은 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 용도보다 더 넓게 응용될 수도 있다. 따라서 다른 양태에서, 리액터가 제공되며, 이 리액터는
물질이 제1 온도까지 가열될 수 있는 제1 영역과,
물질이 제2 온도까지 가열될 수 있는 제2 영역과,
상기 제1 및 제2 영역 사이의 중간 영역을 포함하며,
이에 의해 사용 중에 물질이 제1 영역에서 제2 영역으로 통과하며, 중간 영역 내의 물질이 부산물이 형성되는 온도에 존재하며, 이 부산물은 중간 영역으로부터 제거될 수 있다.
다른 양태에서, 티타늄 합금을 생성하는 리액터가 제공되며, 이 리액터는
전구체 물질이 도입될 수 있는 유입구를 구비한 제1 영역으로서, 전구체 물질은 제1 영역에서 제1 온도까지 가열될 수 있는 것인 제1 영역과,
물질이 제2 온도까지 가열될 수 있는 제2 영역과,
상기 제1 및 제2 영역 사이의 중간 영역을 포함하며, 이에 의해 중간 영역 내의 물질이 부산물이 형성되어 중간 영역으로부터 제거될 수 있는 온도까지 가열될 수 있다.
또 다른 양태에서, 티타늄 합금을 생성하는 방법이 제공되며, 이 방법은
전구체 물질을 원하지 않는 부산물을 형성하기 시작할 수도 있는 제1 온도까지 가열하는 단계와,
원하지 않는 부산물을 형성할 온도까지 물질을 더 가열하는 구역으로 물질을 이동시키는 단계와,
이 구역 밖으로 물질을 이동시키는 단계와,
결과 물질을 티타늄 합금이 생성되는 제2 온도까지 더 가열하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 리액터의 구성은 유리하게는 긴 기간 동안 리액터가 작동될 수 있게 하고, 이에 의해 리액터는 정상 상태 운전에 도달할 수 있고, 균일한 조성을 가진 물질을 생성할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 리액터는 정상 상태 운전 중에 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 데에 사용될 수 있다.
이제 발명의 내용란에서 설명된 리액터와 방법에 관한 바람직한 형태가 아래의 도면을 참조하여 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 방법을 배치 방식으로 실시할 때 출발 물질의 [Al]/[TiCl4] 비의 함수로서 다양한 Ti-Al 합금의 Ti 농도(wt%)를 보여주는 그래프이다.
도 3은 (출발 물질이 434 mL of TiCl4, 434 mL, VCl3 20g, 및 미세한 Al 분말 137g을 포함한 상태에서) a) 발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터에 대한 실시 형태에 의해 실시된 실험의 개시 때, b) 실험을 개시한 후 15분, c) 실험을 개시한 후 30분, d) 실험을 개시한 후 45분이 경과한 때에 수집한 티타늄 알루미늄 계열 합금의 X선회절(XRD) 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 4는 발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터에 대한 실시 형태를 이용하여 생성되었고 시간을 달리하여 리액터에서 취한 Ti-Al-V (Ti-7wt%Al-3wt%V) 합금의 XRD 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
전술한 바와 같이, 티타늄 알루미늄 계열 합금은 알루미늄에 의한 사염화티타늄의 환원을 기초로 한 2단계 환원 공정을 통해 생성될 수 있다. 일차 반응 단계(예컨대, 국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 제1 단계)에서는 TiCl4이 아래의 반응에 따라 (선택적으로는 AlCl3의 존재 하에서) Al에 의해 환원되어 약염화티타늄을 생성한다.
Figure 112010075806089-pct00003
(1) 또는
Figure 112010075806089-pct00004
(1)
이 반응은 1 기압, 200℃ 이하의 온도에서 실시될 수 있다. 이 반응은 150℃ 이하의 온도에서 실시되는 것이 바람직하고, TiCl4 의 끓는 점(136℃) 이하의 온도에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.
제2 단계에서는 반응식 (1)의 생성물의 형태이고, 필요한 경우 추가의 알루미늄[예컨대 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크(flake)]를 첨가한 상태의 전구체 물질이 200℃에서 1300℃까지의 온도(바람직하게는 200℃에서 1000℃까지의 온도)에서 처리되어 아래의 (단순화된) 반응식에 따라 티타늄 알루미늄 계열 합금을 직접 생성한다.
Figure 112010075806089-pct00005
(2) 또는
Figure 112010075806089-pct00006
(2)
열역학 및 동역학에서 TiCl2와 Al 사이의 반응은 TiCl3와 Al 사이의 반응과 유사하다. 이하에서는 단순화를 위해 반응식 (2)의 단순화한 형태가 사용될 것이다.
Figure 112010075806089-pct00007
(3)
발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터와 제2 양태의 방법은 전술한 공정의 제2 단계와 관련되어 있다. 리액터가 일차 반응 영역을 더 포함하고 있는 실시 형태에서는 제1 단계의 반응(즉, 전구체 물질의 적어도 일부를 생성하기 위해 사염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응)은 일차 반응 영역에서 실시될 수 있다. 유사하게 이들 반응은 일어나서 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법에 대한 일부 실시 형태에서 전구체 물질 가열 단계에 앞서 일어나도록 할 수 있다.
결과로서 생성된 티타늄 알루미늄 계열 합금의 알루미늄 함량은 출발 물질들 중의 알루미늄 양에 의해 결정될 수 있다. 도 1은 반응식 (1)의 출발 물질의 [Al]/[TiCl4] 몰비의 함수로서 (국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 방법을 이용하여 배치 방식으로 생성된) 결과 합금 중의 Ti 함량을 보여주는 결과를 나타내고 있다. 사용된 Al은 15㎛ 미만의 입자를 가진 분말의 형태이었다. 도 1은 결과 합금 중의 알루미늄 함량(이 Al 함량은 100에서 Ti 함량을 뺀 양과 동일하다)은 예컨대 저알루미늄 Ti-Al 계열 합금을 위한 몇 퍼센트로부터 γ-TiAl과 같은 티타늄 알루미늄 화합물(titanium aluminides)까지 변화할 수 있다는 것을 보여준다. 도 1에 도시된 결과는 또한 생성된 Ti-Al 합금의 상(相) 조성(phase composition)을 포함하며, 이 조성은 Ti-Al계를 위한 공개된 이성분계 상태도와 일치한다.
Al 함량이 10 wt% 내지 15 wt% 보다 적은 티타늄 알루미늄 계열 합금은 출발 물질들 중의 Al 함량이 반응 (2)을 위해 요구되는 정상적인 화학양론적 조건(normal stoichiometric conditions) 이하인 경우에만 얻어질 수 있다. 6 wt% 미만의 합금의 경우, 출발 물질 중의 [Al]/[TiCl4] 비는 60% 미만이다. 반응 (1)의 출발 물질들이 어떠한 재순환 없이 처리되는 경우, 그때 이용 가능한 TiCl4의 최대 60%가 반응하고, 나머지 40%는 염화티타늄 형태로 잔류할 수 있다. 그 결과, 해당 단일 통과 수율(single-pass yield)은 그때 약 50%가 될 수 있다. 나머지 50%는 수집 및 재순환될 필요가 있다. 여기에서 단일 통과 수율은 생성된 합금 중의 티타늄 양 대 출발 물질 TiCl4 중의 티타늄 양의 비로서 정의된다.
도 1의 결과로부터 알 수 있듯이, 결과 티타늄 알루미늄 계열 합금의 조성은 출발 물질 중의 Al의 양을 조절함으로써 결정될 수 있으며, 이 양은 알루미늄 대 사염화티타늄의 몰비인 [Al]/[TiCl4]를 통해 도 1에 예시되어 있다.
티타늄 알루미늄 화합물의 생성을 위해, 다량의 알루미늄이 존재하면 염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응을 극대화하는 데에 도움이 되고, 그 결과 수율이 100%에 가까이 매우 높을 수 있다. 예를 들면, TiCl4 + 2.333Al → TiAl + 1.333AlCl3의 반응식을 가진 γ-TiAl의 생성을 위해, 손실이 최소이어야 하고, 출발 물질은 2.333의 화학양론적인 비에 거의 근접하는 [Al]/[TiCl4]의 몰비를 가져야 한다.
Al 함량이 10 wt% 미만인 티타늄 알루미늄 합금을 생성하기 위해, 반응식 1에 사용된 [Al]/[TiCl4]의 몰비는 반응식 2의 화학양론적인 요건보다 낮아야 하며, 반응식 1의 생성물(즉, 제1 영역의 전구체 물질)은 과잉의 염화티타늄을 함유해야 한다. 이들 물질이 리액터(예컨대 국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 리액터)의 고온 구역 쪽으로 나아가기 때문에, 과잉의 약염화티타늄이 승화해서 리액터의 저온 영역을 향해 (통상적으로는 불활성 가스 흐름과 동반함으로써) 취입되며, 이 리액터의 저온 영역에서는 과잉의 약염화티타늄이 재응축되어 리액터를 통과하는 전구체 물질의 새로운 흐름과 혼합된다. 약염화티타늄의 재순환의 결과, 고온 구역으로 들어가는 물질을 위한 [Al]/[TiClx]의 비는 감소된다. 도 1의 결과는 이러한 [Al]/[TiClx]의 감소가 결과 티타늄 알루미늄 계열 합금 중의 알루미늄의 농도를 더 낮추는 결과에 이른다는 것을 암시한다.
약염화티타늄의 재순환이 리액터 내에서 고유한 것으로 기대되지만, 본 발명자는 어떤 운전 조건 (구체적으로는 저알루미늄 티타늄 알루미늄 합금을 생성하기에 바람직한 조건) 하에서는 재순환은 리액터 내의 물질이 저알루미늄 함금의 요건 쪽으로 진행하기 때문에 리액터 내부의 물질을 소결/경화시킴으로써 방해를 받을 수 있다는 것을 알았다. 본 발명자는 어떤 운전 조건 하에서는 리액터를 통과하는 물질이 600℃ 내지 800℃의 범위의 온도에서 경화할 수 있으며, 이는 리액터를 폐색시킬 수 있고, 분말이 리액터 튜브를 추가로 통과하는 것을 방지할 수 있다는 것을 알았다. 이러한 경화는 이하에서는 침착(accretion)이라고 언급되기도 하며, 600℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 물질이 결정화하여 큰 소결 고상물을 형성한 결과로서 발생한다.
침착 구역 내의 경화 물질은 약염화티타늄, 알루미늄, 티타늄, 및 TiAlx 입자의 혼합물로 이루어진다. 이 혼합물은 자연발화성(pyrophoric)이 있고, 취급하기에 어렵고 위험하다.
또한 본 발명자는 고온 구역에서 물질로부터 증발된 약염화티타늄은 800℃보다 높은 온도의 고온 구역에서 방출된 증기가 800℃보다 낮은 온도의 저온 구역에서 재응축하기 때문에 물질의 형성에 기여할 수도 있다는 것을 알았다. 재응축된 물질은 리액터의 벽에 두꺼운 코팅 또는 침착 물질을 형성할 수 있으며, 이는 리액터 내의 물질의 이동을 더욱 방해하거나 방지할 수 있다.
리액터 튜브 내에서 물질을 이동시키는 데에 사용되는 장치가 경화 물질에 의해 이동하지 못하는 경우, 리액터의 고온 구역에 위치한 처리 후의 합금 분말은 과도한 시간 동안 고온 하에 잔류할 수 있으며, 이것은 폐색 문제를 더욱 강화시키는 큰 소결 금속 스펀지의 형성으로 이어진다.
발명의 내용란에서 설명된 리액터와 방법은 전술한 경화/소결 문제를 극복하고, Al 함량이 낮은 티타늄 합금을 연속적으로 생성하기 위해 개발되었다. 전술한 바와 같이, 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하기 위한 리액터는 제1, 중간, 및 제2 영역뿐만 아니라, 가스 드라이버(gas driver)와 제거 장치를 포함한다. 이들 구성요소 각각은 이제 보다 상세하게 설명될 것이다.
제1 영역은 유입구를 포함하며, 이 유입구를 통해 약염화티타늄과 알루미늄(예컨대 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크)를 포함한 전구체 물질이 도입될 수 있다. 이 전구체 물질은 유입구를 통해 제1 영역에 직접 첨가될 수 있거나, 리액터가 일차 반응 영역을 추가로 포함하는 실시 형태의 경우 전술한 제1 단계의 반응(전구체 물질의 적어도 일부분을 생성하는, 사염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응)이 일차 반응 영역에서 수행될 수 있고 유입구를 통해 제1 영역으로 (원하는 합금을 형성하는 데에 필요한 기타 물질과 함께) 들어갈 수 있다.
알루미늄은 약 50 미크론 이하의 대략 상위 결정립 크기(approximate upper grain size)를 가진 분말의 형태일 수 있다. 선택적으로 알루미늄은 약 50 미크론 이하의 일차원 두께를 가진 플레이크 형태일 수 있다. 선택적으로 큰 입자 크기의 알루미늄은 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 제1 영역에 첨가되기 전에 분쇄될 수 있다.
원하는 조성을 가진 티타늄 알루미늄 계열 합금을 얻기 위해 전구체 물질에 추가 원소(들)의 1종 이상의 소스(들)를 포함하는 것도 가능한데, 이는 추가 원소(들)의 소스(들)를 약염화티타늄 및 알루미늄과 혼합함으로써 가능하다. 그러나 일부 실시 형태에서 추가 원소(들)의 소스(들)를 상이한 처리 단계에서 도입될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시 형태에서 추가 원소(들)의 소스(들)는 출발 알루미늄과 함께 분쇄될 수 있으며, 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 다른 실시 형태에서 추가 원소(들)의 소스(들)는 일차 반응 영역(즉, TiCl4를 알루미늄과 반응시킬 때)에서 도입된다. 일부 실시 형태에서 추가 원소(들)의 소스(들)는 중간 영역 또는 제2 영역에서 물질에 첨가될 수 있다.
바나듐을 함유한 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 것이 바람직한 실시 형태에서는, 예컨대 염화바나듐(VCl4) 및/또는 삼염화바나듐(VCl3) 및/또는 이염화바나듐(VCl2)과 같은 약염화바나듐이 전구체 물질에 첨가될 수 있고, 결과 티타늄 알루미늄 계열 합금은 바나듐을 포함할 수 있다. 예를 들면, Ti-6A1-4V (즉, 6 wt% 알루미늄과 4 wt% 바나듐을 함유한 티타늄, 이 티타늄은 그 조성으로 인해 금속 특성, 가령 더 우수한 크리프 저항, 피로 강도, 및 더 높은 동작 온도에 대한 내구력을 향상시킨다) 합금이 제조될 수 있다.
추가 원소의 소스는 가령 금속 할로겐화물(metal halide), 금속 약할로겐화물(metal subhalide), 순수 원소, 또는 이 원소를 포함한 다른 화합물(바람직하게는 금속 할로겐화물, 더욱 바람직하게는 금속 염화물)이 될 수 있다. 또한 이 소스는 필요한 최종 생성물에 따라 필요한 합금 첨가물을 함유한 다른 전구체의 소스를 포함할 수도 있다. 추가 원소의 소소는 고체, 액체 또는 기체 형태가 될 수 있다. 추가 원소의 소스가 약염화티타늄과 유사한 특성을 가진 할로겐화물 계열 화학 물질인 경우에, 제2 및 중간 영역 내에서 약염화티타늄을 위한 여기에 설명된 재순환 과정은 추가 원소를 위해 일어날 수도 있다. 예를 들면, 삼염화바나듐이 바나듐의 소스인 Ti-6A1-4V의 생성을 위해 VCl3 및 VCl2은 TiCl3 및 TiCl2과 유사한 방식으로 거동하고, 리액터 내에서 일어나는 재순환은 약염화티타늄과 약염화바나듐 양자를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 추가 원소(들)의 소스(들)는 Al 분말을 분쇄하는 동안 출발 사염화티타늄과 Al 전구체와 혼합될 수 있다. Al 분말의 분쇄는 건조한 Al 분말을 AlCl3 계면활성제 [그리고, 선택적으로는 원소(들)의 다른 소스(들)]과 함께 건식 분쇄함으로써 수행될 수 있다. AlCl3는 촉매로서 사용되며, 따라서 계면활성제로서의 용도는 매우 유용한데, 왜냐하면 이것이 Al 및 AlCl3 양자로 이루어진 미분(微粉)을 만들 수 있기 때문이다.
선택적으로는 Al 분말이 실온에서 액체 TiCl4의 존재 하에서 분쇄될 수 있다. 이것은 분쇄 단계 동안에 코팅되지 않은 Al 분말의 생성과 관련한 위험을 감소시킬 수 있다. 더군다나 TiCl4의 존재 하에서 분쇄는 약염화티타늄의 생성으로 이어지는, TiCl4과 Al 사이의 반응을 가능하게 하며, 이에 따라 전술한 반응식 1에서 약염화티타늄의 생성을 위한 처리 요건을 감소시킨다.
사용 중에 제1 영역은 약염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응이 일어날 수 있는 제1 온도까지 가열된다. 이 반응에 의해 최종 생성물을 위해 요구되는 소정 백분율의 알루미늄을 함유한 반응 구역에 Ti 화학 물질의 분말이 잔류한다. 제1 온도는 제1 영역 내의 물질 및 원하는 티타늄 알루미늄 합금의 성질에 의존하게 되지만, 통상적으로는 약 300℃ 내지 약 800℃ 사이, 바람직하게는 약 400℃ 내지 약 700℃ 사이, 더욱 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 600℃ 사이의 범위에 존재하게 된다.
또한 제1 영역은 가스 유출구를 구비하며, 이 유출구를 통해 제1 영역 내의 전구체 물질(예컨대 기상 염화알루미늄)을 가열함으로써 생성된 기체 부산물이 제거될 수 있다. 이 가스 유출구는 후술하는 바와 같이 리액터를 통과할 수도 있는 불활성 가스도 제거한다.
일부 실시 형태에서 리액터는 다수의 가스 유입구를 포함할 수도 있으며, 이들 가스 유입구는 리액터 내의 기상 부산물이 리액터 내의 다양한 연결점에 위치한 밀봉부에 도달해서 손상시키는 것을 방지하도록 되어 있다.
제1 영역으로부터 제거된 염화알루미늄은 필요에 따라 후속하는 재사용을 위해 (예컨대 제1 영역으로부터의 제거 후에 챔버 내에서 응축에 의해) 재순환될 수 있다.
일부 실시 형태에서 제1 영역은 길고, 그 단부가 각기 유입구와 중간 영역에 인접해 있다. 사용 중에 제1 영역은 전구체 물질이 유입구 단부로부터 중간 영역까지 통과함에 따라 전구체 물질의 온도가 제1 온도까지 증가하도록 가열된다.
리액터는 통상적으로 이동 장치를 더 포함하며, 이 이동 장치는 물질이 제1 영역 내에서 이동되도록, 제1 영역에서 제2 영역으로 (즉, 중간 영역으로) 이송되도록, 그리고 제2 영역 내에서 수집 용기로 이동되도록 작동될 수 있다. 이동 장치는 통상적으로 물질이 리액터를 대개 연속적으로 통과할 수 있게 해준다. 이동 장치는 높은 동작 온도를 견딜 수 있다면 제1 영역, 중간 영역, 제2 영역을 통해 물질을 이동시키는 어떠한 적합한 장치도 가능하다. 예를 들면, 이동 장치는 (아래에서 보다 상세하게 설명되는) 갈퀴형 장치(rake-type apparatus), 스크류형 (또는 오거형) 장치[screw (or auger)-type apparatus], 또는 컨베이어 벨트형 장치가 될 수 있다.
제1 영역, 중간 영역, 및 제2 영역의 배열에 따라 리액터는 물질을 유입구에서 유출구로 이송시키기 위해 2대 이상의 이동 장치가 필요할 수도 있다. 예를 들면, 리액터는 물질을 전구체 물질의 유입구로부터 중간 영역의 교차점에 위치한 제1 영역의 출구까지 이동시키기 위해 제1 영역 내의 갈퀴형 장치와, 물질을 중간 영역의 교차점에 위치한 제2 영역의 유입구로부터 티타늄 알루미늄 합금이 수집될 수 있는 제2 영역 내의 유출구 쪽으로 이동시키기 위해 제2 영역 내의 제2 갈퀴를 포함할 수도 있다. 일부 실시 형태에서는 제3 갈퀴가 중간 영역을 통해 물질을 이동시키는 데에 필요할 수도 있다.
사용 중에 제2 영역은 제1 영역으로부터 (중간 영역을 경유하여) 이송된 물질이 반응하여 티타늄 알루미늄 계열 합금을 형성할 수 있는 제2 온도까지 가열된다. 제2 온도는 제2 영역 내의 물질의 성질과 원하는 티타늄 알루미늄 합금에 의존하겠지만, 통상적으로는 800℃ 이상, 바람직하게는 900℃ 이상, 더욱 바람직하게는 950℃ 이상이 될 것이다.
제2 영역에서 반응은 주로 약염화티타늄과 Al 화합물 사이의 고체-고체 반응을 기반으로 한다. 그러나, 약염화티타늄이 분해 및 승화하여 TiCl4(g), TiCl3(g) 및 TiCl2(g)의 기체 종의 존재로 이어질 수 있는 600℃ 이상의 온도에서는 가스-고체 반응이 이들 종과 고체 물질 내의 Al 계열 화합물 사이에서 일어날 수도 있다. 티타늄 알루미늄 화합물과 같은 고함량 알루미늄을 가진 합금을 생성하기 위해, 약 800℃의 제2 영역 내의 최대 온도가 염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응을 완결시키기에 충분할 수도 있다. 그러나 이것은 결국 매우 미세하게 생성된 합금 분말 합금 및/또는 생성된 합금 분말 중에 높은 레벨의 잔류 염소를 만들 수도 있다. 따라서 제2 영역 내의 반응은 보다 일관된 생성물을 생성하기 위해 더 높은 온도에서 실시되는 것이 대개 더 좋다. 기타의 것을 제쳐놓더라도 반응은 600℃에서 실시될 때 다소 느리다.
또한 리액터는 제2 영역 내의 반응으로 형성된 어떠한 기상 부산물(예컨대 기상 염화티타늄)을 제2 영역을 벗어나는 방향으로 (즉, 제1 및 중간 영역의 방향으로) 강제 이동시키는 가스 드라이버를 구비한다. 중간 영역의 온도가 더 차갑기 때문에 가스 흐름에서 포집된 어떠한 염화티타늄도 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 중간 영역에서 응축되는 경향을 가지게 된다.
리액터 내의 물질은 종종 자연 발화성이 있고 취급하기에 위험하기 때문에, 가스 드라이버는 통상적으로 불활성 가스(예컨대 헬륨 또는 아르곤)의 소스를 포함하고, 불활성 가스가 제2 영역을 경유하여 (예컨대 중간 영역으로부터 가장 먼 제2 영역의 일부분에 위치한 가스 유입구를 경유하여) 리액터 내로 들어가서 불활성 가스가 최종적으로는 가스 유출구를 경유하여 리액터를 빠져나갈 때까지 물질의 역방향으로 리액터를 통과하도록 되어 있다. 이러한 역방향 가스 흐름은 또한 그러한 반응 구역 내에서 열전도를 증가시킬 수도 있다.
통상적으로 가스 드라이버는 불활성 가스를 불어서 리액터를 통과시키는 송풍기의 형태일 것이다. 그러나 불활성 가스가 제2 영역 밖으로 강제 이동되도록 하는 어떠한 메커니즘(예컨대 약한 압력, 흡인 또는 대류)도 활용될 수 있다는 것을 알 것이다.
일부 실시 형태에서, 제2 영역은 길고, 그 단부가 각기 중간 영역과 고체 유출구에 인접해 있다. 사용 중에 제2 영역은 물질이 유입구 단부로부터 중간 영역까지 통과함에 따라 물질의 온도가 제2 온도까지 증가하도록 가열된다. 리액터에서 생성된 티타늄 알루미늄 합금은 수집 용기의 고체 유출구로부터 수집 및 냉각될 수 있다.
중간 영역은 제1 영역과 제2 영역 사이에 위치한다. 사용 중에 중간 영역은 중간 온도까지 가열되며, 이 중간 영역에서는 제1 영역으로부터 이송된 물질이 침적되어 중간 영역의 표면(예컨대, 벽면)에 덩이(cake)를 형성할 수 있고, 제2 영역 내의 반응으로 형성된 어떠한 가스 부산물도 수용 및 응축될 수 있다.
중간 영역은 통상적으로 길며, 중간 온도는 제1 영역에 가까운 중간 영역의 단부에서 약 300℃ 내지 약 800℃(바람직하게는 약 500℃ 내지 약 700℃, 더욱 바람직하게는 약 600℃)이고, 제2 영역에 가까운 중간 영역의 단부에서 약 400℃ 내지 약 900℃(바람직하게는 약 500℃ 내지 약 800℃)이다.
일부 실시 형태에서, 리액터 내의 물질이 침착될 수 있는 온도에서 소모되는 시간을 최소화하기 위해 그 물질이 중간 영역을 신속하게 통과하는 것이 바람직하다. 이 물질은 어떤 메커니즘(예컨대 비교적 고속 이동 장치)에 의해 중간 영역을 신속하게 통과하도록 될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시 형태에서는 제1 및 제2 영역이 길고 사용 중에는 실질적으로 수평이며, 중간 영역은 길고 사용 중에는 실질적으로 수직이다. 따라서 물질이 중력에 의해 제1 영역에서 중간 영역을 경유하여 제2 영역으로 신속하게 이송된다.
마지막으로 제1 양태의 리액터는 중간 영역의 표면(예컨대 벽면)으로부터 뭉쳐진 물질을 제거하기 위한 제거 장치를 구비한다. 이 제거 장치는 표면으로부터 덩이를 제거하도록 작동할 수 있는 어떤 장치가 될 수 있다. 예를 들면, 제거 장치는 중간 영역을 흔들어서 벽면으로부터 덩이진 물질을 분리시키는 장치(예컨대 초음파 진동기), 벽면으로부터 덩이진 물질을 긁어내는 장치[예컨대 이동 또는 회전 스크레이퍼 또는 블레이드(scraper or blade)], 또는 벽면으로부터 덩이진 물질을 불어내도록 된 장치가 될 수 있다. 또한 제거 장치는 이들 장치의 조합을 포함할 수도 있다. 제거 장치는 사용자에 의해 수동으로 또는 컴퓨터를 이용하여 자동으로 작동될 수도 있다.
일부 실시 형태에서 제거 장치는 또한 제2 영역으로부터 중간 영역으로 들어가는 기상 약염화티타늄을 급냉시키도록 되어 있고, 리액터의 벽면에 증기가 증착되는 것을 방지하도록 된 장치를 구비할 수도 있다.
통상적으로 중간 영역의 표면으로부터 제거된 덩이진 물질은 제2 영역으로 이송된다. 중간 영역의 표면으로부터 제거된 덩이는 침착 물질과, 제2 영역 내의 반응으로 생성된 응축 기상 부산물(예컨대 약염화티타늄)을 포함한다. 이후 이들 물질은 함께 추가로 반응해서 원하는 조성을 가진 티타늄 알루미늄 합금을 생성할 수 있다.
당업자가 알 수 있듯이, 중간 구명의 벽면으로부터 덩이를 주기적으로 제거함으로써, 물질이 리액터가 막히는 지점까지 형성될 수 없고, 이에 따라 리액터의 연속 운전이 달성될 수 있다. 또한 염화티타늄은 전술한 바와 같이 제2 영역으로 들어가는 물질 속으로 효과적으로 재순환되기 때문에, 리액터는 실질적인 연속 공정으로 저알루미늄 티타늄 알루미늄 합금을 연속적으로 생성하는 데에 이용될 수 있다.
덩이를 중간 영역의 표면으로부터 얼마나 자주 제거할 필요가 있는 지를 결정하는 것은 당업자의 기술 범위 내에 속한다. 이것은 리액터 내의 물질의 성질, 결과 합금의 조성, 및 동작 온도에 좌우될 것이다.
리액터의 각각의 영역에서 물질의 체류 시간은 가령 필요한 최종 생성물의 조성 및 특성과 같이 당업자에게 공지된 인자에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 높은 Al 함량을 가진 티타늄 알루미늄 화합물의 경우, 제2 온도(예컨대 1000℃)에서는 짧은 체류 시간만이 요구된다. 그러나 Ti-6Al와 같이 낮은 Al 함량의 분말 생성물의 경우, 고체 유출구 쪽으로 나아가기 전에 분말로부터 제거될 필요가 있는 약염화티타늄의 잉여분이 존재한다. 그 결과 더 많은 열이 요구되고, 물질은 1000℃에서 더 오래 잔류하여 결과 합금 중의 염소 함량을 최소화할 필요가 있다.
발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터 또는 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법을 사용하여 생성될 수 있는 티타늄 알루미늄 계열 합금 중의 알루미늄 양은 예컨대 합금 또는 화합물의 0.1 중량% 내지 50 중량%가 될 수 있다. 당업자가 알 수 있듯이, 그와 같은 티타늄 알루미늄 계열 합금은 저알루미늄(즉 10 wt% 내지 15 wt%의 범위 미만) 티타늄 알루미늄 합금이 될 수도 있다. 일부 실시 형태에서 이 합금은 0.1 wt%와 15 wt% 사이의 Al, 0.1 wt%와 10 wt% 사이의 Al, 0.1 wt%와 9 wt% 사이의 Al, 0.5 wt%와 9 wt% 사이의 Al, 또는 1 wt%와 8 wt% 사이의 Al을 포함할 수도 있다. 일부 실시 형태에서 이 합금은 0.5 wt%, l wt%, 2 wt%, 3 wt%, 4 wt%, 5 wt%, 6 wt%, 7 wt%, 8 wt% or 10 wt%의 Al을 포함할 수도 있다.
발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터 또는 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법을 사용하여 생성될 수 있는 티타늄 알루미늄 계열 합금은 티타늄 알루미늄 (1종 이상의 추가 원소) 계열 합금(즉, 티타늄, 알루미늄, 및 1종 이상의 추가 원소를 포함한 티타늄 알루미늄 계열 합금)을 포함한다. 그와 같은 합금은 티타늄, 알루미늄, 및 당업자가 이해하기로 합금에 합체될 수 있는 기타 추가의 원소 또는 원소들, 예컨대 금속 또는 초전도 원소를 포함할 수도 있다. 통상적인 원소들은 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 또는 란탄을 포함한다.
예를 들면, 티타늄 알루미늄 계열 합금은 Ti- Al-V 합금, Ti-Al-Nb-C 합금, Ti-Al-Nb-Cr 합금 또는Ti-Al-Xn 합금(여기에서 n은 추가 원소(X)의 개수로서 20 미만이고, X는 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 또는 란탄으로 이루어진 군(群)에서 선택된 원소이다)으로 이루어진 계(system)에 기반을 둘 수도 있다.
발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터 또는 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법을 사용하여 생성될 수 있는 티타늄 알루미늄 계열 합금의 특정 예로서는 Ti-6A1-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-13V-11Cr-3Al, Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si, Ti-3A1-2.5V, Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr, Ti-5AI-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-5Al-5Sn-2Zr-2Mo-0.25Si, Ti-6Al-2Nb-1Ta-1Mo, Ti-6A1-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.25Si, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-6Al-2Sn-1.5Zr-1Mo-0.35Bi-0.1Si, Ti-6Al-6V-2Sn-0.75Cu, Ti-7AI-4Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, 또는 Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al이다.
발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터 또는 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법을 사용하여 생성될 수 있는 티타늄 알루미늄 계열 합금은 예컨대 미세한 분말, 응집된 분말, 부분적으로 소결된 분말, 또는 스펀지형 물질의 형태가 될 수도 있다. 생성물은 추가의 처리(예컨대 다른 물질을 생성하기 위해) 고체 유출구로부터 배출될 수도 있다. 선택적으로 분말은 가열되어 조대한 결정립 분말을 만들 수도 있거나, 다짐 및/또는 가열되고 나서 용융되어 주괴(ingot)를 만들 수도 있다. 티타늄 알루미늄 계열 합금을 분말 형태로 만드는 것이 유리하다. 분말 형태는 티타늄 알루미늄 계열 합금 제품, 예컨대 항공 산업에서 사용될 수도 있는 성형 팬 블레이드의 제조에 있어서 훨씬 더 용도가 많다.
비록 제2 양태의 방법의 일부를 가장 넓은 형태로 반드시 구성하지 않더라도 약염화티타늄 및 알루미늄을 포함한 전구체 물질이 어떻게 전구체 물질 가열 단계보다 선행하는 반응으로 생성될 수 있는 지를 간략하게 설명하는 것이 유용하다. 이들 반응은 국제특허출원공개 WO 2007/109847에 개시된 반응과 본질적으로 동일하다.
일차 반응 영역에서 알루미늄 물질이 적절한 양의 TiCl4와 함께 용기 속으로 도입되어 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 일차 반응(즉, 상술한 반응식 1)을 수행한다. 이러한 환원 단계의 말기에는 잔류하는 미반응 TiCl4가 재순환을 위해 결과로 생긴 고체 전구체 물질인 TiCI3-AI-AICl3으로부터 별도로 수집될 수도 있다. 일부 실시 형태에서, 알루미늄은 또한 TiCl4에 첨가되기 바로 직전에 무수 염화알루미늄인 AlCl3와 완전히 혼합될 수도 있다. 촉매로서 임의의 AlCl3를 이용하는 장점은 보다 상세하게 간략하게 논의될 것이다.
TiCl4와 Al의 혼합물은 선택적으로는 촉매로서의AlCl3를 포함한 혼합물이 적절한 양의 Al과 함께 가열되어 중간 고체 분말인 TiCl3-Al-AlCl3를 얻는다. 일부 실시 형태에서 가열 온도는 200℃ 이하가 될 수 있다. 일부 실시 형태에서 가열 온도는 심지어 136℃ 이하(즉, TiCl4의 끊는점인 136℃ 이하)가 될 수 있으며, 그 결과 TiCl4와 Al 사이의 고체 액체 반응이 우세하다. TiCl4-Al-AlCl3의 혼합물이 가열되면서 제1 반응 구역 내에서 교반될 수 있으며, 그 결과로서 생긴 생성물인 TiCl3-Al-AlCl3가 분말 형태이고 균일하다. TiCl4를 TiCl3로 환원하는 데에 필요한 화학양론적인 양을 초과한 양의 알루미늄을 첨가함으로써, 사염화티타늄이 전부 환원되어 결과로서 생긴 생성물인 TiCl3-Al-AlCl3를 생성할 수 있으며, 이것은 발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터 또는 발명의 내용란에서 설명된 제2 양태의 방법을 위한 전구체 물질을 생성하기 위해 어떠한 추가의 알루미늄을 첨가할 필요가 없다는 것을 의미한다. 일부 실시 형태에서 TiCl4 및/또는 고체 반응물인 Al, 그리고 선택적으로 AlCl3이 반응 용기 속으로 점진적으로 공급된다. 일부 실시 형태에서 추가 원소들의 소스들이 출발 TiCl4-Al-AlCl3 혼합물에 첨가될 수 있다.
예비 반응을 수행하는 데에 사용될 수 있는 장치는 200℃ 이하의 온도에서 일괄 방식 또는 연속 방식으로 작동 가능한 리액터 용기를 포함한다. 그러한 리액터의 동작 압력은 수 기압일 수 있지만, 통상적으로는 약 1기압 정도이다. 염화알루미늄의 승화점은 약 160℃이다. 염화알루미늄을 용액으로 유지하는 것이 바람직하기 때문에 일부 실시 형태에서는 반응이 약 160℃에서 실시된다. 염화알루미늄이 염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응을 위한 촉매로서 역할을 하기 때문에, 그러한 실시 형태에서는 본 발명자는 온도를 염화알루미늄의 승화점 이하로 유지함으로써 염화알루미늄이 기상 형태로 존재한다기보다는 고상(固相)으로 반응 구역 내에 잔류하여 개선된 미립자 표면 반응이 일어날 수 있게 해준다.
이제 발명의 내용란에서 설명된 제1 양태의 리액터에 대한 실시 형태가 도 2를 참조하여 설명될 것이며, 도 2에는 리액터(100)가 도시되어 있다. 이 리액터(100)는 전술한 경화/소결 문제를 극복하고, 이에 따라 낮은 Al 함량(즉, 10 wt% 내지 15 wt% 미만)을 가진 티타늄 알루미늄 계열 합금을 연속 방식으로 생성할 수 있도록 설계되어 있다. 리액터는 세 영역, 즉 제1 영역(1), 중간 영역(3), 그리고 제2 영역(2)으로 이루어져 있다.
제1 영역(1)은 가마(도시 생략) 내측에 위치한 수평 튜브를 포함하며, 이 가마는 일단부(11)(도면에서 좌측 단부)에서 30℃에서 타단부(12)(도면에서 우측 단부)에서 800℃까지 이르는 온도로 튜브를 가열할 수 있다. 제1 영역(1)은 TiCl3-Al-AlCl3의 중간 생성물(6)의 형태인 전구체 물질을 위해 리액터(100) 속으로의 인입점을 형성하는 유입구(4)를 구비하며, 이 중간 생성물은 일차 반응 영역(도시 생략)에서 생성될 수도 있다. 또한 제1 영역(1)은 다양한 영역에서 반응물을 가열할 때에 형성된 기상 부산물이 (후술하는 불활성 가스와 함께) 리액터를 빠져나갈 수 있는 가스 통로(5)의 형태로 가스 유출구를 구비한다.
TiCl3-Al-AlCl3의 중간 생성물(6)은 유입구(4)를 통해 리액터(100)의 제1 영역(1)으로 들어가고, 제1 영역의 축선을 따라 연장하는 막대에 고정된 일련의 반원형 디스크 스크레이퍼(disc-scrapers)를 갖춘 갈퀴(도시 생략)를 이용하여 제1 영역(1)을 통해 [그리고 후술하는 바와 같이 제2 영역(2)으로] 이송된다. 갈퀴의 스크레이퍼는 리액터 내에 존재하는 화학 종에 의한 공격에 우수한 저항력을 가진 금속 또는 합금(예컨대 몰리브덴 또는 소정 등급의 스테인리스강)으로 이루어진 반원형 디스크들이며, 그 각각은 막대에 고정되어 있다. 하나의 특정 실시 형태에서, 갈퀴는 각각이 적합한 거리(예컨대 40 mm)로 인접한 스크레이퍼와 떨어져 있는 일련의 스크레이퍼를 구비할 수도 있다. 제1 영역(1) 내의 물질은 상반하는 방식으로 갈퀴를 작동시켜 튜브의 바닥을 따라 다량의 물질과 그 반응 생성물을 긁어 모음으로써 이동될 수 있다. 사용 중에 갈퀴는 일방향으로 [도면에서 단부(11)로부터 단부(12)를 향해] 축방향 외향으로 끌어 당겨지며, 스크레이퍼는 하방으로 향하며, 그 결과 각각의 스크레이퍼는 불연속적인 양의 물질을 리액터 바닥을 따라 단거리로 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼 각각은 튜브의 바닥을 따라 소정의 최대 가동 거리(즉 40 mm)에 도달함에 따라, 막대가 회전하며, 이에 따라 스크레이퍼를 회전시키며, 그 결과 스크레이퍼는 각각 수직으로 하방으로 향하게 된다. 이 상태에서 스크레이퍼는 리액터 바닥에 위치한 물질과 접촉하지 않고 40 mm의 복귀 가동 거리만큼 리액터 내로 축방향 내향으로 [도면에서 단부(12)로부터 단부(11)를 향해] 밀릴 수 있다. 그때 막대가 회전하며, 그 결과 스크레이퍼는 다시 한번 수직으로 하방으로 향하게 되고, 출발 위치로 돌아간다.
갈퀴와 이의 스크레이퍼를 이동시키는 과정은 상반하는 방식으로 반복될 수 있으며, 유입구(4)로부터 중간 영역(3)을 향해 물질의 불연속적인 이송을 허용한다. 갈퀴는 연속하는 상반 운동으로 동작하는 경우, 물질의 리액터 통과는 일반적으로 연속적인 것으로 고려될 수 있다. 이러한 이동의 횟수는 필요한 최종 생성물에 따라 리액터 내의 각각의 온도로 물질의 체류 시간을 결정한다. 이러한 이동의 시기(timing), 속도 및 횟수는 제어 시스템에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 이 시스템은 리액터 또는 반응 생성물의 물성을 감시하여 반응의 성능을 극대화하는 감시 시스템에 연결될 수 있는 컴퓨터를 사용한다.
중간 영역(3)은 수직 튜브로 이루어져 있으며, 제1 영역(1)의 출구를 제2 영역(2)의 유입구에 결합시킨다. 물질은 단지 중력 때문에 중간 영역(3)을 통과하고, 이에 따라 중간 영역(3) 내에서 시간을 거의 소모하지 않는다. 또한 중간 영역(3)은 링형 스크레이퍼(7)를 갖춘 세정 유닛을 구비하며, 이 세정 유닛은 중간 영역(3)의 튜브 내측에서 수직으로 이동하여 퇴적된 물질을 긁어 중간 영역(3)의 내벽으로부터 분리시키고 이를 후술하는 제2 영역(2)의 유입구에 퇴적시키도록 작동할 수 있다. 스크레이퍼는 예컨대 사용자에 의해 손잡이를 이용하여 외부에서 작동된다.
중간 영역(3)은 그 온도가 그 최상부(12)[즉, 제1 영역(1)의 출구 근처]에서는 300℃ 내지 800℃의 범위(예컨대, 600℃)이며, 그 하부(13)[즉, 제2 영역(2)의 유입구 근처]에서는 400℃ 내지 900℃의 범위(예컨대, 800℃)이다. 중간 영역(3)은 물질의 침적/경화가 발생할 수 있는 온도 구역을 포함하며, 튜브 및 스크레이퍼(7)의 기하학적인 구성은 그러한 경화 물질의 제거를 가능하게 한다. 수직 스크레이퍼(7)는 벽면으로부터 경화 물질을 연속적으로 제거하도록 작동될 수 있다.
제2 영역(2)은 가마 내측에 위치한 수평 튜브로 이루어지며, 이 가마는 제2 영역의 유입구(13)에서 700℃ 내지 900℃ 범위의 온도로부터 튜브의 중앙 영역에서 1000℃ 이상의 온도까지 튜브를 가열할 수 있다. 제1 영역(1)과 중간 영역(3)에서 처리되었던 물질 분말은 (가령 전술한 갈퀴 기구를 이용하여) 리액터의 제2 영역(2)을 통과하며, 결과 티타늄 알루미늄 계열 합금은 제2 영역(2)의 원위 단부(14) 근처에 위치한 전용 수집 용기(8)로 이송된다.
가스 드라이버(도시 생략)은 제2 영역(2)의 단부(14) 속으로 불활성 가스를 불어 넣는 데에 사용되며, 이 불활성 가스는 그때 분말의 이동과 반대 방향으로 리액터(100)를 통과한다[즉, 제2 영역(2), 중간 영역(3) 및 불활성 가스가 가스 통로(5)를 경유하여 리액터(100)를 빠져나가는 제1 영역(1)을 통과한다]. 불활성 가스의 유속은 물질 유동의 방향으로 기상 염소 계열 종(species)의 확산을 방지하고, 제2 영역(2) 내의 고온 구역으로부터 증발된 약염화티타늄이 불활성 가스에 의해 저온 영역으로 운반되도록 할 정도로 충분히 높아야 하며, 이 영역에서는 약염화티타늄이 재응축될 수 있다. 고온 구역으로부터 증발된 약염화티타늄은 대부분 중간 영역(3) 내에서 응축되며, 이 중간 영역에서는 약염화티타늄이 리액터의 고온 영역 쪽으로 이동하는 새로운 물질뿐만 아니라, 약염화티타늄이 재차 반응할 수 있는 중간 영역(3)의 벽면으로부터 긁힌 물질과 혼합된다. 이러한 방식으로 물질 중의 타타늄의 비율이 증가하게 되며, 이것은 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금의 생성을 촉진시킨다.
정상 상태의 생성물 중의 Al의 농도는 출발 물질 중의 Al의 양, 리액터를 통과하는 물질의 유속, 리액터의 온도 프로파일, 그리고 리액터의 제2 영역(2) 내의 불균일화 반응(disproportionation reactions)과 관련한 손실을 포함하는 인자의 조합에 의존한다.
중간 영역(3)에서 침착/경화를 최소화하는 것을 지원하는 다른 방법은 중간 영역(3)의 바닥에서 기상 약염화티타늄을 급냉시키는 것인데, 왜냐하면 이 약염화티타늄이 제2 영역(2)[즉, 유입구(13)]를 빠져나가기 때문이다. 급냉에 의해 기상 약염화티타늄은 중간 영역(3)에서 수직으로 하방으로 낙하하는 새로운 물질의 유입 흐름과 쉽게 혼합되는 분말을 형성한다.
알 수 있듯이, 리액터(100)는 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하기 위한 기존의 리액터에 비해 많은 장점을 제공한다. 예를 들면, 리액터(100)는 과잉 염화티타늄의 연속적인 재순환을 가능하게 하고, 1.33(순수한 Ti의 생성을 위한 화학양론적인 비)에 근접한 [Al]/[TiCl4] 비를 가진 출발 물질이 낮은 Al 함량을 가진 티타늄 알루미늄 계열 합금을 제조하기 위한 전구체 물질로서 사용될 수 있게 해준다. 이 공정은 또한 TiCl3를 별도로 수집 및 재순환할 필요성을 제거할 수도 있으며, 이는 전체 공정을 단순화시키고, 연속 리액터에서 일괄 방식 운전 시의 약 50%에서 90% 이상까지 수율을 증가시킬 수 있다.
또한 리액터(100)는 티타늄 알루미늄 화합물을 포함한 모든 티타늄 알루미늄 계열 합금을 위한 최종 생성물의 특성에 영향을 미치는 실험 매개변수에 대한 더 우수한 제어를 허용한다. 예를 들면, 물질은 제1 영역(1)과 제2 영역(2)에서 상이한 체류 시간으로 처리될 수 있으며, 이는 리액터 내에서 다양한 온도로 반응을 최적화하는 것을 허용한다. 티타늄 알루미늄 화합물의 경우, 예를 들면, TiClx와 Al 사이의 반응은 단지 분말 중의 잔류 염화물을 제거하기 위해 짧은 체류 시간 동안 900℃ 이상의 온도로 고온 처리를 필요로 할 수도 있다. 리액터(100)는 이러한 처리를 제1 영역(1)과 제2 영역(2)에서 해당 체류 시간과 더불어 제1 영역(1), 중간 영역(3), 및 제2 영역(2)에서 온도 프로파일을 규제함으로써 허용하며, 그리하여 최소 처리 시간이 제1 영역(1)에 대해 제2 영역(2)에서 소비된다.
10 wt% 내지15 wt% 범위 미만의 Al과 균일한 조성을 가진 저알루미늄 합금의 연속적인 생성을 위해, 다량의 물질과 늘어난 시간으로 운전하여 최종 생성물의 일정한 조성을 가진 정상 상태 조건에 도달해야 할 요건이 존재한다. 본 발명자가 알아낸 바로는 깨끗한 리액터로 실험을 개시할 때 얻어진 예비 정상 상태 생성물의 경우, 알루미늄 함량은 상대적으로 높지만, TiCl3의 재순환이 [TiClx]:[Al]의 일정한 비로 안정한 운전 쪽으로 진행함에 따라 알루미늄 함량이 시간의 경과에 따라 감소한다는 것이다. 이러한 결과는 아래의 도면에서 증명된다.
도 3은 준비되지 않는 빈 리액터로 시작하여 60분 동안 진행하는 실험에서 상이한 시점에서 생성된 Ti-Al 계열 분말에 대한 X선 회절(XRD) 패턴을 보여주고 있다. 여기에서 사용된 물질은 [Al]:[TiCl3]의 비가 1.03(반응식 TiCl3+ Al → Ti + AlCl3을 위해 요구되는 Al의 화학양론적인 양의 103%에 해당)과 동일한 전구체 물질 TiCl3-Al-AlCl3이다. 이들 물질은 90:4에 상당하는 비(ratio)의 [TiCl3]:[VCl3]에서 VCl3를 포함한다.
XRD 패턴은 Ti(Al)(Ti 중에 용해된 Al)에 대응하는 라인의 강도는 Ti3Al에 대응하는 라인에 비해 증가한다는 것을 보여주고 있으며, 이는 최종 생성물 중의 Ti 함량이 시간에 따라 증가한다는 것을 나타낸다. 이러한 결과는 도 4(a), 4(b), 4(c) 및 4(d)에 해당하는 물질을 위한 Al 함량이 각각 12 wt%, 10 wt%, 8 wt% 및 7 wt%이다는 것을 보여주는 정량적인 에너지 분산 X선(EDX) 분석에 의해 확인되었다. 바나듐 함량은 약 3 wt%이다.
정상 상태에 도달한 후에 리액터의 출구에서 수집된 물질의 조성은 일정하다. 도 4는 Ti-Al- V의 분말을 생성하기 위해 정상 상태 운전 동안에 별도의 시점에서 수집된 샘플에 대한 XRD 패턴의 예를 보여주고 있다. 알 수 있듯이, XRD 패턴은 본질적으로 동일하다.
후술하는 청구범위와 본 발명의 선행하는 설명에서, 표현 언어 또는 필요한 암시 때문에 문맥에서 달리 요구되는 것을 제외하면, 용어 "포함한다(comprise)" 또는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"과 같은 변형 용어가 포괄적인 의미로, 다시 말해서 전술한 특징의 존재를 특정하기 위해 사용되었지만, 본 발명의 다양한 실시 형태에서 다른 특징에 대한 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다.
본 명세서에서 종래 기술 문헌이 언급되었지만, 이 문헌이 오스트레일리아의 당해 기술 분야에서 통상적인 지식의 일부를 구성한다는 것을 허용하는 것은 아니다.
1: 제1 영역
2: 제2 영역
3: 중간 영역
4, 13: 유입구
7: 스크레이퍼
8: 수집 용기
11, 12: 단부
100: 리액터

Claims (26)

  1. 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 리액터로서,
    약염화티타늄과 알루미늄을 포함하는 전구체 물질이 도입될 수 있는 유입구를 구비하고, 상기 약염화티타늄과 상기 알루미늄 사이의 반응이 일어날 수 있는 제1 온도까지 가열될 수 있고, 형성된 어떠한 기상 부산물도 제거될 수 있는 가스 유출구를 더 구비하는 제1 영역과,
    상기 제1 영역으로부터 이송된 물질의 반응이 일어나서 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 제2 온도까지 가열될 수 있는 제2 영역과,
    상기 제2 영역에서의 반응으로 형성된 어떠한 기상 부산물도 사용 중에 상기 제1 영역 쪽으로 이동시키도록 된 가스 드라이버와,
    상기 제1 및 제2 영역 사이에서 중간 온도까지 가열될 수 있는 중간 영역으로서, 상기 중간 온도에서는 상기 제1 영역으로부터 이송된 물질의 적어도 일부분이 침착해서 상기 중간 영역의 표면에 덩이를 형성하고, 상기 제2 영역에서의 반응으로 형성된 기상 부산물이 수용 및 응축될 수 있는 것인 중간 영역과,
    상기 중간 영역의 표면으로부터 덩이진 물질을 제거하고 이를 상기 제2 영역으로 이송하는 제거 장치
    를 포함하는 것인 리액터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제거 장치는 상기 중간 영역을 흔들어서 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 분리시키는 장치, 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 긁어내는 장치, 또는 상기 표면으로부터 덩이진 물질을 불어내도록 된 장치인 것인 리액터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 영역은 세장형이고, 그 단부가 각기 상기 유입구와 상기 중간 영역에 인접해 있으며, 이에 의해 사용 중에 상기 제1 영역은 상기 전구체 물질이 상기 유입구 단부로부터 상기 중간 영역까지 통과함에 따라 상기 전구체 물질의 온도가 상기 제1 온도까지 증가하도록 가열되는 것인 리액터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 온도는 300℃ 내지 800℃의 범위에 있는 것인 리액터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 영역은 세장형이고, 그 단부가 각기 상기 중간 영역과 고체 유출구에 인접해 있으며, 이에 의해 사용 중에 상기 제2 영역은 상기 물질이 상기 중간 영역 단부로부터 상기 고체 유출구 단부까지 통과함에 따라 상기 물질의 온도가 상기 제2 온도까지 증가하도록 가열되는 것인 리액터.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 온도는 800℃ 이상인 것인 리액터.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간 영역은 세장형인 것인 리액터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중간 온도는 상기 제1 영역에 인접한 상기 중간 영역의 단부에서 300℃ 내지 800℃이고, 상기 제2 영역에 인접한 상기 중간 영역의 단부에서 400℃ 내지 900℃인 것인 리액터.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간 영역은 사용 중에 물질이 중력의 영향을 받아 상기 중간 영역을 통해 낙하하도록 되어 있는 것인 리액터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 영역 및 제2 영역은 세장형이고 사용 중에는 수평이며, 상기 중간 영역은 세장형이고 사용 중에는 수직인 것인 리액터.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스 드라이버는 불활성 가스의 소스를 포함하고, 사용 중에 상기 불활성 가스가 상기 제2 영역으로 들어가서 물질의 역방향으로 상기 리액터를 통과하고, 가스 유출구를 경유하여 상기 리액터를 빠져나가도록 되어 있는 것인 리액터.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물질이 상기 제1 영역 내에서 이동되도록, 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이송되도록, 그리고 상기 제2 영역 내에서 수집 용기로 이동되도록 작동할 수 있는 이동 장치를 더 포함하는 것인 리액터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 이동 장치는 갈퀴형 장치, 스크류형 장치, 또는 컨베이어 벨트형 장치인 것인 리액터.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리액터는 사염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응이 일어나서 상기 전구체 물질 중의 적어도 일부분을 형성하도록 되어 있는 일차 반응 영역을 더 포함하며, 상기 일차 반응 영역은 상기 유입구를 통해 상기 제1 영역에 결합되는 것인 리액터.
  15. 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법으로서,
    약염화티타늄과 알루미늄을 포함하는 전구체 물질을 상기 약염화티타늄과 알루미늄 사이의 반응이 일어나는 제1 온도까지 가열하고, 형성된 어떠한 기상 부산물도 제거하는 단계와,
    결과 물질을 중간 구역으로 이동시키되, 이 중간 구역에서는 상기 결과 물질이 그 중의 적어도 일부분이 침착해서 상기 중간 구역에 위치한 표면에 덩이를 형성할 수 있는 온도까지 가열되는 단계와,
    상기 중간 구역으로부터 덩이지지 아니한 물질을 이동시키고, 상기 덩이지지 아니한 물질을 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성할 반응이 일어나는 제2 온도까지 가열하는 한편, 형성된 어떠한 기상 부산물도 응축해서 상기 표면의 덩이와 혼합할 수 있는 상기 중간 구역으로 상기 기상 부산물을 이송시키는 단계와,
    상기 중간 구역의 표면으로부터 덩이진 물질을 주기적으로 제거하고, 상기 덩이진 물질을 상기 덩이지지 아니한 물질과 함께 상기 제2 온도까지 가열하는 단계
    를 포함하는 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 덩이진 물질은 상기 표면으로부터 긁힘으로써 제거되는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금과 함께 형성된 기상 부산물은 불활성 가스를 상기 결과 물질의 이동의 역방향으로 강제 이동시킴으로써 상기 중간 구역으로 이송되는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 결과 물질은 중력으로 인해 상기 중간 구역을 통해 낙하하는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 전구체 물질 중의 알루미늄은 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크 형태인 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금은 티타늄, 알루미늄, 및 1종 이상의 추가 원소를 포함하는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 1종 이상의 추가 원소는 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 및 란탄으로 이루어진 군에서 독립적으로 선택되는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  22. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금은 Ti-Al-V 합금, Ti-Al-Nb-C 합금, Ti-Al-Nb-Cr 합금 또는 Ti-Al-Xn 합금의 계(system) 중의 어느 하나에 기반을 두고 있으며, 여기에서 n은 20 미만이고, X는 크롬, 바나듐, 니오븀, 몰리브덴, 지르코늄, 실리콘, 붕소, 탄탈륨, 탄소, 주석, 하프늄, 이트륨, 철, 구리, 니켈, 산소, 질소, 리튬, 비스무스, 망간, 및 란탄으로 이루어진 군에서 선택된 원소인 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  23. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금은 Ti-6A1-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-13V-11Cr-3Al, Ti-2.25-Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si, Ti-3A1-2.5V, Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr, Ti-5AI-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-5Al-5Sn-2Zr-2Mo-0.25Si, Ti-6Al-2Nb-1Ta-1IMo, Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.25Si, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-6Al-2Sn-1.5Zr-1Mo-0.35Bi-ClSi, Ti-6Al-6V-2Sn-0.75Cu, Ti-7AI-4Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, 및 Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  24. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금은 저알루미늄 티타늄 알루미늄 계열 합금인 것인 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
  25. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 티타늄 알루미늄 계열 합금은 제1항 또는 제2항의 리액터를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 알루미늄 계열 합금을 생성하는 방법.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2526483C (en) * 2003-07-04 2013-12-17 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation A method and apparatus for the production of metal compounds
KR101399803B1 (ko) * 2006-03-27 2014-05-27 커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션 금속 화합물을 제조하기 위한 장치 및 방법
US8632724B2 (en) 2008-04-21 2014-01-21 Commonwealth Sci. and Ind. Res. Org. Method and apparatus for forming titanium-aluminium based alloys
NZ600248A (en) 2009-12-18 2014-06-27 Commw Scient Ind Res Org Method for producing low aluminium titanium-aluminium alloys
US9957836B2 (en) 2012-07-19 2018-05-01 Rti International Metals, Inc. Titanium alloy having good oxidation resistance and high strength at elevated temperatures
CN104625081B (zh) * 2015-01-26 2017-02-01 北京科技大学 一种熔盐法制备钛铝合金粉末的方法
CN105506377A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 青岛博泰美联化工技术有限公司 一种汽车增压涡轮的环保型制备方法
CN105483440B (zh) * 2015-12-29 2018-02-23 东莞市兆财实业有限公司 一种汽车发动机叶片的环保型制备方法
CN105618676A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 青岛博泰美联化工技术有限公司 一种汽车发动机壳体的环保型制备方法
CN105624465A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 青岛博泰美联化工技术有限公司 一种汽车发动机叶片
CN105618679A (zh) * 2015-12-30 2016-06-01 青岛博泰美联化工技术有限公司 一种汽车增压涡轮的制备方法
CN105537518A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 青岛博泰美联化工技术有限公司 一种发动机部件的制备方法
KR102036486B1 (ko) 2016-07-06 2019-10-24 키날텍 피티와이. 엘티디. 발열 금속 시스템의 열 화학적 처리
RU2635211C1 (ru) * 2016-08-03 2017-11-09 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Способ получения легированного губчатого титана
RU2714979C1 (ru) * 2016-10-21 2020-02-21 Дженерал Электрик Компани Получение титановых сплавов посредством восстановления тетрагалогенида титана
US11193185B2 (en) 2016-10-21 2021-12-07 General Electric Company Producing titanium alloy materials through reduction of titanium tetrachloride
WO2018075887A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 General Electric Company Producing titanium alloy materials through reduction of titanium tetrachloride
US11103926B1 (en) * 2018-03-07 2021-08-31 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of an intermetallic compound powder
FR3082853B1 (fr) 2018-06-26 2020-09-04 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication de lingots en compose metallique a base de titane
CN109022827B (zh) * 2018-07-04 2020-10-20 南京理工大学 从钛矿石直接制备TiAl合金的方法
CN108893630B (zh) * 2018-08-03 2019-08-02 燕山大学 一种高强耐腐蚀钛合金及其制备方法
CN109136648A (zh) * 2018-10-12 2019-01-04 广州宇智科技有限公司 一种新型液态复合氧化物膜型含Li和Mo的阻燃钛合金
CN110639463A (zh) * 2019-09-29 2020-01-03 河南省睿博环境工程技术有限公司 一种生产干法氟化铝的集约式氟化反应器
CN111545743B (zh) * 2020-04-21 2021-08-31 北京科技大学 一种制备高性能粉末冶金钛铝金属间化合物的方法
CN111545742B (zh) * 2020-04-21 2021-08-31 北京科技大学 一种制备高性能粉末冶金Ti6Al4V合金的方法
CN113427016B (zh) * 2021-07-08 2024-02-13 安徽理工大学 一种制备细微钛铝金属间化合物粉末的装置及其生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007109847A1 (en) 2006-03-27 2007-10-04 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Apparatus and methods for the production of metal compounds

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2745735A (en) 1953-04-28 1956-05-15 Kaiser Aluminium Chem Corp Method of producing titanium
GB757873A (en) 1954-12-08 1956-09-26 Kaiser Aluminium Chem Corp Production of titanium
US3004848A (en) * 1958-10-02 1961-10-17 Nat Distillers Chem Corp Method of making titanium and zirconium alloys
US3252823A (en) * 1961-10-17 1966-05-24 Du Pont Process for aluminum reduction of metal halides in preparing alloys and coatings
BE645733A (ko) * 1963-04-23
FR1471183A (fr) * 1965-12-31 1967-03-03 Kuhlmann Ets Procédé pour l'obtention de poudres métalliques ou composites par réduction directe des halogénures correspondants
US3455678A (en) * 1967-01-16 1969-07-15 Ethyl Corp Process for the concurrent production of aif3 and a metallic titanium product
US3684264A (en) * 1971-01-06 1972-08-15 Vasily Ivanovich Petrov Apparatus for reduction of titanium halides and subsequent vacuum separation of reduction products
US3900312A (en) * 1972-10-16 1975-08-19 Toth Aluminum Corp Reduction of aluminum chloride by manganese
NL7607838A (nl) 1975-09-08 1977-03-10 Stauffer Chemical Co Werkwijze voor de bereiding van een katalysa- torcomponent en het met deze werkwijze verkre- gen produkt.
JPS5278608A (en) 1975-12-25 1977-07-02 Arita Kenkyusho Kk Dechloridizing titanium group meta chloride
JPS5350099A (en) 1976-10-20 1978-05-08 Toyo Soda Mfg Co Ltd Production of titanium carbide
GB1566363A (en) 1978-03-21 1980-04-30 G Ni I Pi Redkometallich Promy Magnesium-thermic reduction of chlorides
FR2505364A1 (fr) * 1981-05-06 1982-11-12 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de fabrication d'alliages de titane et d'aluminium
CA1202183A (en) * 1982-05-31 1986-03-25 Hiroshi Ishizuka Apparatus and method for producing purified refractory metal from a chloride thereof
US4447045A (en) * 1982-07-21 1984-05-08 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Apparatus for preparing high-melting-point high-toughness metals
JPS59226127A (ja) * 1983-04-27 1984-12-19 Mitsubishi Metal Corp 高融点高靭性金属の製造装置
EP0134643A3 (en) 1983-07-08 1986-12-30 Solex Research Corporation of Japan Preparing metallic zirconium, hafnium or titanium
BR8402087A (pt) 1984-05-04 1985-12-10 Vale Do Rio Doce Co Processo de obtencao de titanio metalico a partir de um concentrado de anastasio,por aluminotermia e magnesiotermia
JPS6415334A (en) 1987-07-09 1989-01-19 Toho Titanium Co Ltd Production of metal from metal halide
JPS6452031A (en) * 1987-08-24 1989-02-28 Toho Titanium Co Ltd Production of titanium alloy
JPH0747787B2 (ja) * 1989-05-24 1995-05-24 株式会社エヌ・ケイ・アール チタン粉末またはチタン複合粉末の製造方法
JPH04107234A (ja) 1990-08-27 1992-04-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 高強度高靭性チタン合金
US5397375A (en) * 1991-02-21 1995-03-14 The University Of Melbourne Process for the production of metallic titanium and intermediates useful in the processing of ilmenite and related minerals
US5460642A (en) * 1994-03-21 1995-10-24 Teledyne Industries, Inc. Aerosol reduction process for metal halides
RU2082561C1 (ru) 1994-12-15 1997-06-27 Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" Способ получения интерметаллида титан - алюминий в форме порошка
US5749937A (en) * 1995-03-14 1998-05-12 Lockheed Idaho Technologies Company Fast quench reactor and method
JP4132526B2 (ja) 1999-12-28 2008-08-13 東邦チタニウム株式会社 粉末状チタンの製造方法
US6699305B2 (en) * 2000-03-21 2004-03-02 James J. Myrick Production of metals and their alloys
UA38454A (uk) 2000-07-06 2001-05-15 Державний Науково-Дослідний Та Проектний Інститут Титану Спосіб одержання змішаних кристалів трихлоридів титану та алюмінію
US6902601B2 (en) * 2002-09-12 2005-06-07 Millennium Inorganic Chemicals, Inc. Method of making elemental materials and alloys
CA2526483C (en) * 2003-07-04 2013-12-17 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation A method and apparatus for the production of metal compounds
GB0321996D0 (en) * 2003-09-19 2003-10-22 Novartis Nutrition Ag Organic compounds
JP4107234B2 (ja) 2003-12-22 2008-06-25 松下電工株式会社 温水床暖房パネル
JP5232988B2 (ja) 2006-02-27 2013-07-10 国立大学法人名古屋大学 ナノ粒子の製造方法
CN100445415C (zh) * 2007-07-31 2008-12-24 北京航空航天大学 一种细化TiAl基合金片层间距的热处理工艺
US8632724B2 (en) 2008-04-21 2014-01-21 Commonwealth Sci. and Ind. Res. Org. Method and apparatus for forming titanium-aluminium based alloys
UA38454U (en) 2008-08-14 2009-01-12 Вячеслав Андреевич Барабаш Induction heater

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007109847A1 (en) 2006-03-27 2007-10-04 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Apparatus and methods for the production of metal compounds

Also Published As

Publication number Publication date
US9080224B2 (en) 2015-07-14
ES2658355T3 (es) 2018-03-09
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CA2722017A1 (en) 2009-10-29
AU2009240782A1 (en) 2009-10-29
CN102065992B (zh) 2014-07-30
EP2296805B1 (en) 2017-11-08
US20110091350A1 (en) 2011-04-21
CA2722017C (en) 2016-06-07
CN102065992A (zh) 2011-05-18
AU2009240782B2 (en) 2014-07-03
EP2296805A1 (en) 2011-03-23
EA019581B1 (ru) 2014-04-30
US20130319177A1 (en) 2013-12-05
US8632724B2 (en) 2014-01-21
EA201071214A1 (ru) 2011-06-30
KR20100135922A (ko) 2010-12-27
WO2009129570A1 (en) 2009-10-29

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