發(fā)布時(shí)間：2020-12-07 00:46

　　定向凝固提純技術(shù)在多晶硅、鋁、銅等提純領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用,且提純效率高。本文針對(duì)金屬釓中典型金屬雜質(zhì)如Ti、Fe、Al、Cu等現(xiàn)有提純手段提純效果有限、提純效率低等問題,對(duì)定向凝固提純金屬釓技術(shù)開展了探索研究,主要研究結(jié)論如下:理論計(jì)算和分析表明:釓中Ti、Al、Fe、Cu、Mg和Mn的平衡分配系數(shù)分別為0.018、0.273、0.117、0.123、0.405和0.014,均小于1,因此定向凝固提純金屬釓具有理論可行性。通過不同定向凝固速率和凝固加熱溫度的研究,以及定向凝固金屬釓的微觀形貌分析,得到金屬釓中金屬雜質(zhì)遷移和賦存形式規(guī)律及特征如下:在3μm/s凝固速率,對(duì)1350℃、1400℃和1450℃不同定向凝固加熱溫度的研究表明:定向凝固加熱溫度越高,雜質(zhì)在熔體中的對(duì)流越強(qiáng)烈,去除效果越好。在1450℃,金屬雜質(zhì)Ti、Al、Fe和Cu的有效分配系數(shù)分別為0.021、0.297、0.355和0.275,Ti和A1接近于Scheil分布,表明其在熔體中混合均勻;Fe和Cu高于Scheil分布,在界面處富集,并形成了厚度大于5mm的溶質(zhì)邊界層;Mg和Mn等高蒸氣壓類金屬雜質(zhì)同時(shí)受蒸... 

【文章來源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

不同種類稀土金屬的提純方法

餾／升華??煉可以去除高蒸氣壓類揮發(fā)性金屬雜質(zhì)，而低蒸氣壓類金屬雜質(zhì)／升華法去除。真空蒸餾／升華與稀土金屬的飽和蒸氣壓、熔點(diǎn)及。若金屬在熔點(diǎn)以下蒸氣壓較高，并有足夠大的蒸餾速率，則可點(diǎn)以上才能獲得較高蒸氣壓，則采用蒸餾提純。當(dāng)蒸餾或升華土金屬得到更大程度地凈化；但蒸餾速率過快時(shí)，稀土金屬或雜質(zhì)元素快速蒸出，不利于提純凈化。??列出了單一稀土金屬在溶點(diǎn)時(shí)的飽和蒸氣壓，由表可知，稀土金、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ和Ｙｂ）很易揮發(fā)，可以在低于１６００°ＣＴ蒸饋（或在１８５０°Ｃ下真空蒸餾提純金屬釓，研宄發(fā)現(xiàn)釓中氣體雜質(zhì)、高除效果顯著，但對(duì)與Ｇｄ蒸氣壓相近的金屬雜質(zhì)Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ等效真空蒸餾法提純稀土金屬鋱，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明雜質(zhì)總含量由ｌｌＭｐｗ，金屬雜質(zhì)Ｍｇ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｚｎ和Ｔｍ去除效果顯著。對(duì)于Ｌａ、

＂ＴｆｉｉｉｉＲ７?ｒ川?？?￣線丨蹈移動(dòng)乃＇向??圖１．３區(qū)域熔煉示意圖??１．２．４固態(tài)電遷移??固態(tài)電遷移法是基于原子在電場的作用下能夠有序地遷移的一種金屬提純方法。??固態(tài)電遷移提純效果直接受提純環(huán)境的影響，超高真空度或擁有足夠純凈的氣氛是提??純的基本要求。如圖１．４，固態(tài)電遷移過程中，雜質(zhì)原子在電場的作用下會(huì)向原料某??一端移動(dòng)，且電場強(qiáng)度越高，雜質(zhì)遷移速率越快。電流的通過會(huì)加熱料棒，因此最大??電場強(qiáng)度受限于料棒熱傳導(dǎo)能力，料棒直徑小，可增加比表面積以增加熱量的傳導(dǎo)，??從而可加大電場的強(qiáng)度。然而，減小料棒直徑會(huì)造成提純效率降低，而增加溫度獲得??更強(qiáng)的電場又受限于金屬熔點(diǎn)和蒸氣壓，因此固態(tài)電遷移具有效率低下的特點(diǎn)。??電子動(dòng)量?空穴動(dòng)量??ｆ?４－—＾－???■?雜質(zhì)?土??陰極?Ｂ?＿????陽極??電場力??圖１．４固態(tài)電遷移理論雜質(zhì)分布圖??對(duì)于低蒸氣壓類稀土金屬，其中最難去除的雜質(zhì)為氣體類雜質(zhì)（０、Ｃ、Ｎ、Ｈ等）??及部分與被提純金屬蒸氣壓相近的金屬雜質(zhì)


本文編號(hào)：2902303