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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

發布時間:2024/7/4 11:02:08   來源:三眾純鐵 芯榜    瀏覽次數:970

近日,在由上海大學、河北龍鳳山鑄業有限公司(簡稱龍鳳山鑄業)、冶金經濟研究發展中心(簡稱經研中心)、上海大學(浙江)高端裝備基礎件材料研究院(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4N電解鐵產業化后的又一重大科技突破。

純鐵是重要的工業原料,純鐵的提純技術反映著一個國家的工業化發展水平。5N級超純鐵對材料的科學研究、技術創新、工程應用等有著重要意義,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級超純鐵標志著我國在鐵的提純方面躋身世界前列。

目前,我國大規模工業化生產的純鐵純度為99.0%~99.9%(2N~3N)。為攻克5N級超純鐵制備技術難關,2022年4月份,王林軍將已有的半導體材料提純技術與鐵的超純化相結合,提出了區熔法提純超純鐵方案。徐閏率領團隊經過2年連續艱苦的科研工作,設計制造出國內第一臺超高真空垂直浮區感應區熔爐。經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律和機理,形成系統的超純鐵的提純技術。PI項目團隊持續深入開展實驗工作,于2023年9月份采用電解—真空熔煉—真空垂直區熔3種組合方式首次生產出5N超純鐵。又經過半年多的持續努力,該團隊于2024年3月份掌握了一致性優異、穩定可重復的提純工藝。經第三方檢測,超純鐵樣品純度高達5N2(99.9992%),其中氣體雜質元素含量(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可準確測量的73種雜質元素)。

據悉,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異的軟磁性能、耐腐蝕性能、延展性能、熱性能和導電性能等,作為原材料使用可以顯著提高特種合金、高端特種鋼、半導體和非晶等材料的性能和品質,從而促進航空、航天、電子、能源、半導體等產業的發展。

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