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PI(純鐵)項目團隊成功制備出純度達到5N2的超純鐵

發(fā)布時間:2024/7/4 11:02:08   來源:三眾純鐵 芯榜    瀏覽次數(shù):1027

近日,在由上海大學(xué)、河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司(簡稱龍鳳山鑄業(yè))、冶金經(jīng)濟研究發(fā)展中心(簡稱經(jīng)研中心)、上海大學(xué)(浙江)高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院(簡稱上善院)共同組建的PI(純鐵)項目團隊成員王林軍教授、徐閏教授的帶領(lǐng)下,該團隊成功制備出純度達到5N2的超純鐵(5N~6N)。這是繼該項目團隊于2021年制備出4N7高純鐵和2023年實現(xiàn)4N電解鐵產(chǎn)業(yè)化后的又一重大科技突破。

純鐵是重要的工業(yè)原料,純鐵的提純技術(shù)反映著一個國家的工業(yè)化發(fā)展水平。5N級超純鐵對材料的科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新、工程應(yīng)用等有著重要意義,其制備工藝一直是世界級的科技難題,此前僅有日本、美國等發(fā)達國家在實驗室制備出5N級超純鐵。我國成功制備出5N級超純鐵標(biāo)志著我國在鐵的提純方面躋身世界前列。

目前,我國大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的純鐵純度為99.0%~99.9%(2N~3N)。為攻克5N級超純鐵制備技術(shù)難關(guān),2022年4月份,王林軍將已有的半導(dǎo)體材料提純技術(shù)與鐵的超純化相結(jié)合,提出了區(qū)熔法提純超純鐵方案。徐閏率領(lǐng)團隊經(jīng)過2年連續(xù)艱苦的科研工作,設(shè)計制造出國內(nèi)第一臺超高真空垂直浮區(qū)感應(yīng)區(qū)熔爐。經(jīng)過大量深入細致的科研工作,他們進一步認識了鐵的提純規(guī)律和機理,形成系統(tǒng)的超純鐵的提純技術(shù)。PI項目團隊持續(xù)深入開展實驗工作,于2023年9月份采用電解—真空熔煉—真空垂直區(qū)熔3種組合方式首次生產(chǎn)出5N超純鐵。又經(jīng)過半年多的持續(xù)努力,該團隊于2024年3月份掌握了一致性優(yōu)異、穩(wěn)定可重復(fù)的提純工藝。經(jīng)第三方檢測,超純鐵樣品純度高達5N2(99.9992%),其中氣體雜質(zhì)元素含量(碳氮氧氫)僅為4.5ppm,其余元素含量總和為3.2ppm(包含其他所有GDMS可準(zhǔn)確測量的73種雜質(zhì)元素)。

據(jù)悉,按照碳含量不同,將鐵分為生鐵、鋼和純鐵,其中將碳含量低于0.0218%的鐵稱為純鐵。與生鐵和鋼的性能不同,4N級以上的高純鐵和超純鐵具有優(yōu)異的軟磁性能、耐腐蝕性能、延展性能、熱性能和導(dǎo)電性能等,作為原材料使用可以顯著提高特種合金、高端特種鋼、半導(dǎo)體和非晶等材料的性能和品質(zhì),從而促進航空、航天、電子、能源、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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