電子束真空精煉直接定向凝固制備高純銅的氧氫元素去除效果
氧氫元素的去除效果如圖6 所示。高純銅鑄錠的氧氫元素有了較大幅度的下降, 與銅原料相比,O、H 分別降低了86.47%, 85.00% 。氧氫含量的降低, 可提高純銅的導(dǎo)電性能和防止材料開裂。
圖6 氧氫元素去除效果比較
張華偉等研究了固態(tài)Cu 金屬中氫濃度的計(jì)算公式
式中, [ H ] 為銅液中氫的溶解度, 單位為100 g 金屬中溶解的氣體在標(biāo)況( 101325 Pa, 273 K) 下的體積,即mL/ 100g; p H2為氫的平衡分壓; T 為銅液的溫度。當(dāng)T= 1500 K, 取氫分壓p H2= 5 * 10- 2 Pa, 計(jì)算可得氫的平衡濃度是2.05 * 10- 3 ml/ 100 g ( 0.184 * 10-2 ug/g, 氫在標(biāo)況下的密度為0.0899 g/L ) 。
經(jīng)過TCH600 氧氫分析儀測(cè)量, 實(shí)際測(cè)量得到銅鑄錠中的氫含量為0.6 ug/ g, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論計(jì)算值, 主要原因是石墨坩堝中的氫滲入銅錠中, 還有一個(gè)原因是坩堝較深, 氫無(wú)法形成氣泡上浮, 需要較長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散才能析出。
然而, 提純后高純銅鑄錠的氫與原料中氫的濃度相比, 氫濃度仍然下降了85% 。氧含量也降到了4.60 ug/ g, 不能進(jìn)一步下降的主要原因同上所述。如果采用更高純度的高純坩堝, 通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)可獲得更高純度的高純銅鑄錠。
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