电子束真空精炼直接定向凝固制备高纯铜的氧氢元素去除效果

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)台州学院物理与电子工程系 作者:付亚波

  氧氢元素的去除效果如图6 所示。高纯铜铸锭的氧氢元素有了较大幅度的下降, 与铜原料相比,O、H 分别降低了86.47%, 85.00% 。氧氢含量的降低, 可提高纯铜的导电性能和防止材料开裂。

电子束真空精炼直接定向凝固制备高纯铜的氧氢元素去除效果

  图6 氧氢元素去除效果比较

  张华伟等研究了固态Cu 金属中氢浓度的计算公式

  式中, [ H ] 为铜液中氢的溶解度, 单位为100 g 金属中溶解的气体在标况( 101325 Pa, 273 K) 下的体积,即mL/ 100g; p H2为氢的平衡分压; T 为铜液的温度。当T= 1500 K, 取氢分压p H2= 5 * 10- 2 Pa, 计算可得氢的平衡浓度是2.05 * 10- 3 ml/ 100 g ( 0.184 * 10-2 ug/g, 氢在标况下的密度为0.0899 g/L ) 。

  经过TCH600 氧氢分析仪测量, 实际测量得到铜铸锭中的氢含量为0.6 ug/ g, 远远高于理论计算值, 主要原因是石墨坩埚中的氢渗入铜锭中, 还有一个原因是坩埚较深, 氢无法形成气泡上浮, 需要较长时间的扩散才能析出。

  然而, 提纯后高纯铜铸锭的氢与原料中氢的浓度相比, 氢浓度仍然下降了85% 。氧含量也降到了4.60 ug/ g, 不能进一步下降的主要原因同上所述。如果采用更高纯度的高纯坩埚, 通过多次重复实验可获得更高纯度的高纯铜铸锭。

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