純(chun)鐵(tie)是(shi)(shi)一種(zhong)含碳量很(hen)(hen)低(di)的(de)鐵(tie)合金(jin), 具有(you)矯頑力(li)低(di)、導熱和(he)電磁(ci)性(xing)能良好(hao)、質地柔軟、韌(ren)性(xing)大等優良性(xing)能。純(chun)鐵(tie)純(chun)度在99.990%~99.999 9%范圍內(nei), 又稱(cheng)為(wei)超純(chun)鐵(tie)(Ultra-HighPurity Iron)。其純(chun)度很(hen)(hen)高并具有(you)很(hen)(hen)多(duo)獨特的(de)性(xing)能,如(ru)不溶(rong)解于(yu)鹽酸(suan)、硫(liu)酸(suan),而溶(rong)于(yu)硝酸(suan), 難(nan)以用傳統的(de)鋸條切割(ge),熔點比(bi)普通鐵(tie)高,在潮濕的(de)空氣中不易生銹等。正是(shi)(shi)鑒(jian)于(yu)超純(chun)鐵(tie)的(de)優異(yi)性(xing)能以及潛在的(de)應用價(jia)值,其價(jia)格(ge)非常昂貴(gui)。
超純鐵制備工藝是:
制備(bei)超純鐵(tie)的原料是工業(ye)電(dian)解鐵(tie)和(he)(he)鐵(tie)鹽等,制備(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)一般有如(ru)下幾種:溶劑(ji)萃取法(fa)(fa)(fa)(fa)(SolventExtraction)、離子(zi)交換(huan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(Anion Exchange Separation)、區(qu)域提純法(fa)(fa)(fa)(fa)(Zone Refmg,又稱區(qu)域熔煉)、浮區(qu)熔煉法(fa)(fa)(fa)(fa)(Floating Zone Melting)、等離子(zi)電(dian)弧熔煉法(fa)(fa)(fa)(fa)(Plasma arcmelting)、冷坩堝熔煉法(fa)(fa)(fa)(fa)(ColdCrucible Melting)、電(dian)磁(ci)懸(xuan)浮熔煉法(fa)(fa)(fa)(fa)(ElectromagneticLevitation Melting) 和(he)(he)固態電(dian)遷移法(fa)(fa)(fa)(fa)(SolidState Electro migration / Electro transport)。
其中,溶劑萃取(qu)法(fa)(fa)(fa)和離子交(jiao)換法(fa)(fa)(fa)屬于“濕法(fa)(fa)(fa)冶金”,區域(yu)提純法(fa)(fa)(fa)、浮區熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)法(fa)(fa)(fa)、等離子電弧熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)法(fa)(fa)(fa)和冷坩(gan)堝熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)法(fa)(fa)(fa)屬于“火法(fa)(fa)(fa)冶金”,電磁懸浮熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)法(fa)(fa)(fa)和固態電遷移法(fa)(fa)(fa)屬于“電化學冶金”的(de)(de)范疇。等離子電弧熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)一般可得(de)到純度為99.99%的(de)(de)超純鐵(tie)。
由于單一的(de)提純(chun)(chun)(chun)方法難(nan)以滿足(zu)制(zhi)備99.999 9%以上超純(chun)(chun)(chun)鐵(tie)(tie)的(de)要求,因此需要將多種(zhong)(zhong)提純(chun)(chun)(chun)方法結合(he)使(shi)用。比較常見的(de)工藝流程為:離子交換法+溶劑萃取法→電解精煉→冷坩(gan)堝熔煉→區域熔煉。幾(ji)種(zhong)(zhong)方法的(de)配(pei)合(he)使(shi)用可使(shi)金屬得以大(da)幅度純(chun)(chun)(chun)化。傳統方法的(de)制(zhi)備工業純(chun)(chun)(chun)鐵(tie)(tie)的(de)方法是電解法,這也仍(reng)是超純(chun)(chun)(chun)鐵(tie)(tie)的(de)主要制(zhi)備方法之一。
