電子束熔煉提純金屬鎳的研究.pdf

1、鎳是重要的戰(zhàn)略儲備資源之一，高純鎳因其高塑形、耐高溫、耐腐蝕以及良好的機械性能在國民經濟和航空航天的地位和作用日益突出，受到了科學研究者前所未有的高度重視。標準中高純鎳有不同的純度牌號，每個牌號的鎳都有相應的應用，且純度越高，其替代性越弱?，F(xiàn)有的高純鎳的生產方法有冰鎳氯浸出法、還原氧化鎳法、電解精煉法、鹽酸溶液體系電積法等，現(xiàn)有的生產方法因其成本高昂、前期建設成本大，科學研究者一直在探索更高效的高純鎳的制備方法。而電子束熔煉提純因其高真

2、空度、能量密度高、容易實現(xiàn)自動化控制被廣泛應用于高純金屬的提純中，且在高純硅、高純金屬鉭、鈮、銥、鎢、鉬、鉿等高熔點金屬的提純中得到了很好的研究和實踐應用。本文通過電子束熔煉手段利用雜質蒸發(fā)作用和降束工藝誘導實現(xiàn)雜質分凝去除純鎳中的雜質元素，來實現(xiàn)鎳的進一步提純，本文研究結論如下:
　　(1)電子束熔煉提純金屬鎳得到的鑄錠，緩慢降束相對于立刻降束得到的鑄錠晶粒更粗大，且從底部到頂部貫穿，可見，緩慢降束有助于鑄錠形成粗大的柱狀晶;<

3、br>　　(2)同一功率下，隨著熔煉時間的增加，揮發(fā)性雜質含量呈對數(shù)趨勢下降，基體鎳的質量損失成線性增加。熔煉功率的增加，揮發(fā)性雜質去除越快，鎳損失也越大。且電子束熔煉對于As、Cu、P、C元素去除效果明顯，其去除的反應為一級反應，且蒸發(fā)能力P＞Cu＞As，而對于雜質元素Pb、Co無明顯提純效果;
　　(3)綜合質量損失和雜質的去除率考慮，選用12kW功率條件下，熔煉15分鐘為本實驗的最佳熔煉參數(shù)，且在該條件下，理論上純度由99.

4、89％提純到99.96％，實際純度達到99.94％其中As元素的去除率達到78.7％，Cu元素達到80.6％;
　　(4)后期降束工藝誘導分凝效應對As、Cu、Pb、Co有明顯的效果，且雜質元素均富集在鑄錠的底部。所以對于在蒸發(fā)過程中無法去除的Pb、Co元素可以通過降束工藝來去除。且Pb、Co的最大去除率為55.9％、24.5％。推導出As、Pb、Co的有效分凝系數(shù)分別為5.8、3.3、2.4，分凝效果大小關系為As＞Pb＞Co。