[发明专利]高纯耐高温金属及装置的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料制造领域，一种高纯耐高温金属及装置的制备方法。

背景技术

科技发展，日新月异。电子信息、高端制造、生物医药、新能源、新材料、化工、环保等领域对高纯金属材料需求强劲，更为迫切。由于高纯耐高温金属及高纯金属作用重大，用途广泛，主要用于电子材料、化工材料、特殊合金材料、耐高温材料，随着大规模集成电路的发展，计算机等电子、电器制品市场的迅速扩展，高纯金属的市场需要量不断增长，高纯金属是一种制备高纯试剂及标样配置的基体材料，同时还可应用于制备航空航天、导弹、舰艇、磁记录材料、磁传感器材料、光电材料和集成电路、氢化催化、大规模集成电路、原子反应堆保护材料、生物材料、航空发动机、低膨胀合金等高技术领域。随着高新技术的发展，高纯耐高温金属已作为高新技术的战略物资，并要求将其提纯至非常高的纯度，高纯、超高纯金属的制备、特性及应用在现代材料科学和工程领域中属于新型的不断增长的领域。近年来，随着经济建设的快速发展，高强高导高纯金属及氧化物需求量将会大幅增加，性能和质量要求越来越高，高纯金属是提升国家地位的载体，是一个国家科学技术发展水平的重要标志。

纵观全球科技发展，高纯金属产业已经渗透到国民经济、国防建设和社会生活的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，对国民经济的发展具有举足轻重的作用，成为各个国家抢占未来经济发展制高点的重要领域。主要发达国家都十分重视高纯金属产业投入和发展。美国政府在1991至1995年的《国家关键技术报告》中就将材料科学与技术列为重要的研究领域。

德国自1994年就启动了跨世纪国家级高纯金属研究计划，进入21世纪后，德国在9大重点发展领域均将高纯金属列为首位，通过开发高纯金属以确保资源和环境，德国还将纳米技术列为科研创新的战略领域。

日本把开发高纯金属列为国家高新技术的第二大目标，认为高纯金属技术是推动21世纪创新和社会繁荣的主导力量。

中国政府和人民发奋努力，赶超世界。

由于现有的高纯耐高温金属的生产主要采用金属或碳热还原法、真空还原法、熔融法，纯度一般为98.5％左右。而采用大规模电解法生产的企业国内极少，国际上也不多，国内个别电解企业其产品纯度99.5-99.8％，很难达到3N以上的产品质量。由于高纯耐高温金属材料的广泛用途，许多科研院所、团体和个人，投入了大量的人财物研发创造，取得了一定的成果，但不足以满足现代化高科技发展的需要。

CN103266253A公开了一种“耐高温合金”，采用多种金属混合加入极少物质矿和润滑剂材料，经熔融制成耐高温合金。其缺陷：第一、由于是许多不同的金属，其熔点 不同，如铌的熔点3017，锰的熔点1244，要将所有金属全部熔融，耗能高，成本高。第二、加入聚丙烯不耐高温。第三、产品耐温性低，强度弱。

CN102766885A公开了一种“离子膜电解槽电化学还原三价铬制取高纯铬粉的方法”，采用阴极室液为氯化铬或硫酸铬及助剂，阳极室液为低价金属碱溶液，虽然避免了采用六价铬的污染，但存在许多缺点：第一、用碱做阳极液，容易加速阴极室PH值升高，需要快速不断的加酸调节，影响阴极电解效率，增加生产成本；第二、由于采用工业氯化铬或硫酸铬，其中含有较高含量的杂质金属铁、铝、铜、铅等杂质，电解得到的铬产品99.5％左右。即使采用试剂铬电解，其中的金属杂质含量也有上百个ppm，不能达到市场对高纯铬99.9％以上产品的需要。

云南昆明冶金学院和中南大学都研究了采用碳素铬铁铬铁电解制取高纯铬，以硫酸溶解碳素铬铁，采用加入硫酸铵冷却结晶法，硫酸亚铁铵结晶析出，溶液为硫酸铬铵。再采用硫酸铬铵法制取金属铬。由于硫酸铬铵溶液中含有2％以上的铁、铝、铅等杂质，电解所得金属铬含量达不到99％的高纯度。

对于镍、钼、钒、铬、钛、钨高纯耐高温金属的制造技术，更需要加大研究发明创造。

目前，国内外技术在制取高纯耐高温金属方面存在不足，需要开拓创新，才能满足新的高科技发展的需要。

发明内容