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PI(纯铁)项目团队成功制备出纯度达到5N2的超纯铁

发布时间:2024-7-4 11:02:08   来源:三众纯铁 芯榜    浏览次数:33

近日,在由上海大学、河北龙凤山铸业有限公司(简称龙凤山铸业)、冶金经济研究发展中心(简称经研中心)、上海大学(浙江)高端装备基础件材料研究院(简称上善院)共同组建的PI(纯铁)项目团队成员王林军教授、徐闰教授的带领下,该团队成功制备出纯度达到5N2的超纯铁(5N~6N)。这是继该项目团队于2021年制备出4N7高纯铁和2023年实现4N电解铁产业化后的又一重大科技突破。

纯铁是重要的工业原料,纯铁的提纯技术反映着一个国家的工业化发展水平。5N级超纯铁对材料的科学研究、技术创新、工程应用等有着重要意义,其制备工艺一直是世界级的科技难题,此前仅有日本、美国等发达国家在实验室制备出5N级超纯铁。我国成功制备出5N级超纯铁标志着我国在铁的提纯方面跻身世界前列。

目前,我国大规模工业化生产的纯铁纯度为99.0%~99.9%(2N~3N)。为攻克5N级超纯铁制备技术难关,2022年4月份,王林军将已有的半导体材料提纯技术与铁的超纯化相结合,提出了区熔法提纯超纯铁方案。徐闰率领团队经过2年连续艰苦的科研工作,设计制造出国内第一台超高真空垂直浮区感应区熔炉。经过大量深入细致的科研工作,他们进一步认识了铁的提纯规律和机理,形成系统的超纯铁的提纯技术。PI项目团队持续深入开展实验工作,于2023年9月份采用电解—真空熔炼—真空垂直区熔3种组合方式首次生产出5N超纯铁。又经过半年多的持续努力,该团队于2024年3月份掌握了一致性优异、稳定可重复的提纯工艺。经第三方检测,超纯铁样品纯度高达5N2(99.9992%),其中气体杂质元素含量(碳氮氧氢)仅为4.5ppm,其余元素含量总和为3.2ppm(包含其他所有GDMS可准确测量的73种杂质元素)。

据悉,按照碳含量不同,将铁分为生铁、钢和纯铁,其中将碳含量低于0.0218%的铁称为纯铁。与生铁和钢的性能不同,4N级以上的高纯铁和超纯铁具有优异的软磁性能、耐腐蚀性能、延展性能、热性能和导电性能等,作为原材料使用可以显著提高特种合金、高端特种钢、半导体和非晶等材料的性能和品质,从而促进航空、航天、电子、能源、半导体等产业的发展。

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