1. Definisi dan Karakteristik Bahan Logam Kemurnian Tinggi
Bahan logam dengan kemurnian tinggi adalah bahan logam dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (biasanya di atas 99,999%). Karakteristik utamanya termasuk struktur kristal yang sangat lengkap, kandungan pengotor yang sangat rendah dan konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik. Persiapan bahan logam dengan kemurnian tinggi menuntut dan biasanya melibatkan beberapa langkah proses, seperti peleburan vakum dan pemurnian elektrokimia, untuk memastikan tingkat kemurnian yang tinggi.
2. Area aplikasi untuk bahan logam dengan kemurnian tinggi
Bahan logam kemurnian tinggi banyak digunakan di banyak bidang, di mana industri elektronik adalah salah satu area aplikasi utama. Dalam proses pembuatan sirkuit terintegrasi, penggunaan logam dengan kemurnian tinggi sebagai bahan dasar dapat memastikan keandalan dan kinerja tinggi perangkat elektronik. Lapangan medis juga menggunakan biokompatibilitas logam dengan kemurnian tinggi untuk menyiapkan implan logam dengan kemurnian tinggi, seperti sambungan buatan dan bahan restoratif gigi. Selain itu, di bidang optoelektronik, manufaktur semikonduktor, sel surya, dll., Bahan logam dengan kemurnian tinggi juga memainkan peran penting dan memiliki nilai aplikasi yang penting. Pada saat yang sama, bidang aplikasi ini juga mengedepankan persyaratan yang sangat tinggi pada kemurnian, stabilitas, dan konduktivitas bahan logam dengan kemurnian tinggi, yang mempromosikan pengembangan berkelanjutan dan inovasi teknologi persiapan material logam dengan kemurnian tinggi.
Kedua, tinjauan teknologi peleburan vakum
1. Prinsip dasar peleburan vacuum
Melting vakum adalah metode penting dari persiapan logam, prinsip dasarnya adalah menempatkan sampel logam dalam vakum tinggi atau lingkungan bertekanan sangat rendah, melalui pemanasan pencairan logam dan kemudian pendinginan dan pemadatan, untuk mendapatkan kandungan bahan logam rendah, gas rendah. Inti dari proses ini adalah untuk memanfaatkan lingkungan vakum untuk menghindari logam yang bereaksi dengan oksigen, nitrogen dan kotoran lainnya di udara, sehingga mengurangi pencampuran kotoran. Lelucon vakum tidak hanya membutuhkan lingkungan proses yang sangat murni, tetapi juga kontrol suhu, tekanan, dan parameter lainnya yang tepat untuk memastikan kemurnian dan keseragaman bahan logam.
2. Klasifikasi dan karakteristik peleburan vakum
Peleburan vakum dapat dibagi menjadi peleburan busur vakum, peleburan induksi vakum dan peleburan balok elektron vakum sesuai dengan karakteristik proses yang berbeda dan area aplikasi. Melting busur vakum adalah penggunaan busur listrik efek suhu tinggi dari proses peleburan sampel logam. Peleburan induksi vakum menggunakan prinsip pemanasan induksi untuk menghasilkan arus induksi pada permukaan sampel logam melalui induksi elektromagnetik untuk memanaskan dan melelehkannya. Lelucon balok elektron vakum adalah balok elektron berenergi tinggi langsung pada permukaan sampel logam akan dipanaskan dan proses meleleh. Berbagai jenis metode peleburan vakum memiliki karakteristik mereka sendiri, tetapi semuanya berada dalam lingkungan vakum yang tinggi untuk mewujudkan kemurnian peleburan logam. Teknologi leleh vakum telah menjadi salah satu cara paling penting untuk persiapan logam dengan kemurnian tinggi karena proses persiapannya yang sangat murni dan sifat-sifat yang sangat baik dari bahan yang disiapkan.
Ketiga, teknologi utama dalam peleburan vakum
1. Teknologi Kontrol Lingkungan Vakum
Teknologi kontrol lingkungan vakum terutama mencakup pemeliharaan vakum tinggi dan kontrol gas. Dalam leleh vakum, mempertahankan lingkungan vakum yang tinggi adalah dasar untuk memastikan kemurnian bahan logam yang tinggi. Pemeliharaan vakum yang tinggi adalah melalui pompa vakum canggih dan teknologi penyegelan untuk memastikan bahwa proses pencairan dalam konsentrasi gas sistem sangat rendah. Kontrol gas yang tepat sangat penting untuk mencegah kotoran gas eksternal memasuki bahan logam. Dengan memasukkan gas inert atau campuran gas ke dalam ruang peleburan dan memantau mereka secara real time menggunakan peralatan pemantauan online seperti spektrometer massa, komposisi gas dapat dikontrol secara efektif, yang membantu menghindari reaksi oksidasi dan proses kontaminasi lainnya dan memastikan kemurnian logam yang tinggi.
2. Peralatan Melting dan Parameter Proses Teknologi Kontrol
Tungku listrik adalah salah satu peralatan inti dari peleburan vakum, yang secara langsung mempengaruhi pemanasan dan pendinginan logam dalam proses pencairan. Sangat penting untuk merancang struktur tungku secara wajar untuk memastikan bahwa sampel logam dipanaskan secara merata. Sistem kontrol tungku canggih dapat memastikan stabilitas suhu logam selama peleburan dan pemadatan dengan mengontrol suhu secara tepat. Laju pendinginan secara langsung mempengaruhi laju pertumbuhan kristal dan struktur kisi. Dengan menyesuaikan laju pendinginan, ukuran dan bentuk kristal logam dapat dikontrol, sehingga meningkatkan sifat mekanik dan homogenitas struktural bahan logam. Laju pendinginan yang sangat terkontrol adalah parameter proses utama dalam teknologi leleh vakum.
3. Teknologi Pemisahan dan Pemurnian Slag-Liquid
Dalam proses pencairan vakum, mungkin ada beberapa penyimpangan padat yang tidak larut dalam logam cair, seperti oksida, inklusi dan sebagainya. Proses pemisahan dan pemurnian slag-cair bertujuan untuk menghilangkan kotoran dari logam cair untuk meningkatkan kemurnian logam. Melalui desain yang masuk akal dari struktur tungku, dapat membuat pemisahan slag cairan dan logam ini efektif, metode umum untuk penggunaan siklon, medan magnet, dan peralatan lainnya untuk memisahkan cairan terak dari logam.
4. Teknologi Pemurnian dan Pemurnian
Penyempurnaan kimia adalah melalui penambahan jumlah agen pereduksi yang tepat, zat pengoksidasi dan zat kimia lainnya, sehingga kotoran dalam logam cair dan reaksinya, pembentukan gas volatil atau dilarutkan dalam terak, dan pada akhirnya menyadari pengangkatan pengotor. Pemurnian kimia membutuhkan pengukuran dan kontrol yang tepat dari jumlah bahan kimia yang ditambahkan dan kondisi reaksi untuk memastikan efek pemurnian.
