高純鈮制備方法

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1、高純鋸的制備方法調(diào)研1?前言覘是一種堅(jiān)韌、可塑、銀灰色的難熔金屬，目前鋸主要用做鋼的添加劑，只有少量以各種高純鋸和合金基體的形勢應(yīng)用。近年來由于規(guī)的超導(dǎo)性，使其成為高能物理研究所用的材料，廣泛用來制作超導(dǎo)微波腔體、射頻器，并且引起熱導(dǎo)率與純度成正比，所以提高Nb的純度是相當(dāng)有用的。近年來對高純規(guī)制備技術(shù)研究較多的是美國、日本和德國，特別是美國TWCA公司幾十年來一直致力于高純規(guī)實(shí)用化研究，使其相對電阻率（RRR）值從20增加到300,且每年都有數(shù)千磅（llb=0.454kg）產(chǎn)品給用戶。德國的MaxPlant金屬研究所的高純鋸研究水平已達(dá)RRR>IO

2、是世界上最純的銳。2高純錠的應(yīng)用覘在功能材料中的應(yīng)用大致可分為超導(dǎo)材料、原子能結(jié)構(gòu)材料和超耐熱合金。現(xiàn)在應(yīng)用的純規(guī)和鋸合金按其功能材料分類見表1,鋸具有耐熱性、耐腐蝕性、熱傳導(dǎo)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。表1金屬梶和規(guī)合金的功能、用途形態(tài)功能用途純鋸耐腐蝕電解用電極高純錠超導(dǎo)（結(jié)構(gòu)材料）超導(dǎo)微波共鳴加速器、空腔體鋸鐵高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕鋼鐵添加劑、不銹鋼、工具鋼Nb-Ti系合金超傳導(dǎo)性（線材）粒子加速器、磁懸浮列車高強(qiáng)度、加工性優(yōu)良CT診斷裝置、飛機(jī)釧釘Nb3Sn超傳導(dǎo)性（線材）超導(dǎo)磁電機(jī)、核磁共振裝置Nb-Zr系合金耐熱性、化學(xué)能穩(wěn)定高壓Na燈管套Nb-Ta系

3、合金耐腐蝕化學(xué)裝置Nb-W系合金高溫強(qiáng)度優(yōu)良航空發(fā)動機(jī)Nb-Hf-Ti系合金加工型、高強(qiáng)度航空、宇宙飛船發(fā)動機(jī)覩以前主要用作各種合金的添加劑元素，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求開發(fā)使用與尖端領(lǐng)域的材料，高純銳的新用途正在開發(fā)。純銳的臨界溫度雖然沒有Nb-Ti合金和NbzSn、Nb3Ga等化合物超導(dǎo)體的臨界溫度高，但作為功能材料規(guī)本身具有超導(dǎo)特性的最有價(jià)值金屬，其特性在超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料中有新用途。1983年世界著名的鋸生產(chǎn)廠家WCH公司為了適應(yīng)超導(dǎo)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展，開始生產(chǎn)剩余電阻率100以上的鋸棒、銳管和銳板，用于高能粒子加速器物理學(xué)領(lǐng)域的粒子加速用空腔體。電子加速每

4、米需數(shù)百萬伏特的電壓梯度，以前加速器空腔體用的是Cu材料，而銀材加速器比銅材加速器能量損失少，所以開發(fā)了高純據(jù)加速器。用超導(dǎo)材料銳加速器壁材，高頻電阻小，能夠起到防止高頻損失的作用。制作加速器空腔材料，除考慮超導(dǎo)性能外，還必須具有良好的力學(xué)性能，高純鉗深沖加工制作半殼體，把多段半殼體焊接制成加速器空腔。有學(xué)者調(diào)查了世界各國超導(dǎo)粒了加速器的制作情況，推測超導(dǎo)粒子加速器用高純鋸的消耗量大，20世紀(jì)90年代需求高純楓大30to在加速器領(lǐng)域中Nb顯示了特殊的自身超導(dǎo)功能，規(guī)新的用途隨著高純化進(jìn)展逐步擴(kuò)大，而且高純鋸具有耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良性能，在原子結(jié)構(gòu)材料中是

5、除Ta之外最好的首選材料。3.高純錠的制備方法高純規(guī)的生產(chǎn)方法一般都是首先設(shè)法將Nb2O5還原成粗規(guī)，再經(jīng)電子束熔煉進(jìn)一步提純。一般而言，粗規(guī)中的揮發(fā)性元素（Al、Fe、堿金屬等）易在電子束熔煉過程中除去，但不易揮發(fā)的元素（如Ta、W）及間隙元素（C、N、H、0）則不易除凈，因而人們圍繞Ta、W、Mo及C、N、H、0的脫凈開展了大量的研究工作，并已成功地開發(fā)了許多卓有成效的方法。有學(xué)者總結(jié)了一個(gè)制備超純Nb的方法：首先用