定向凝固结合电子束制备高纯铜的研究

对定向凝固结合电子束制备5N高纯铜进行了研究。首先采用真空感应熔炼4N(99.99%)阴极铜并进行定向凝固实验,然后利用电子束对定向凝固后的铸锭进行重熔精炼,利用辉光放电质谱仪进行成分分析。实验结果表明:真空熔炼可以有效去除铜中饱和蒸气压高的杂质;通过定向凝固,杂质元素含量沿铸锭轴向逐渐升高;经过组合工艺提纯后,总杂质含量由13.6×10-6降低至4.0×10-6,铜的纯度提高至99.9996%。     

真空感应熔炼和定向凝固制备多晶硅中铝的除杂

用真空感应熔炼和定向凝固法制备多晶硅,通过成分测定和理论计算研究了铝杂质的除杂机理。结果表明,在真空熔炼保温阶段(T≥1723 K),硅中的铝杂质明显蒸发;在随后的定向凝固过程中,铝杂质的分凝偏析是主要的,但仍有部分铝蒸发。建立了一个包括铝分凝和蒸发机制的新模型,模拟铝在硅中的分布曲线。模拟结果与铝在硅中的实际分布符合得很好。     

连续柱状晶组织纯铜板材的制备

采用真空熔炼﹑氩气保护下拉式连续定向凝固技术制备纯铜板材,研究了工艺参数对凝固成形过程的影响,分析了连续定向凝固板材的组织和性能.结果表明:当熔体温度1160℃、下拉速度70mm/min、冷却水量900L/h时,可以连续稳定成形宽25mm、厚5mm且表面光亮、具有连续柱状晶组织的纯铜板材,其抗拉强度为146MPa,屈服强度为33MPa,延伸率为54%,电导率为105.9% IACS,具有优良的力学性能和电学性能.     

高Nb-TiAl合金定向凝固组织的研究EI北大核心

运用区域熔炼定向凝固炉对名义成分为Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y)(原子分数/%)等离子熔炼铸态合金进行了抽拉速率分别为5,8,10,15,20,30μm/s的定向凝固实验。结果发现:定向凝固后的试棒组织形成四个明显的区段,铸态组织区、定向退火区、熔融结晶区与定向生长区;抽拉速率为5μm/s时,沿拉伸方向生长的柱状晶明显,其内部片层方向与柱状晶生长方向近似成0°,45°或90°夹角关系,随着抽拉速率的增加,柱状晶变细窄;典型组织的BSE图显示,定向凝固能消除普通铸锭冶金过程中的α,β偏析,其组织中无B2相产生,当抽拉速率达到或超过8μm/s时,β相枝晶晶界附近形成了拉长的胞状铝偏析,柱状晶晶界附近有富Ti,Nb,W的析出物出现。     

新型真空定向凝固装置的研制

采用双区加热技术，成功地研制了一台新型真空定向凝固装置，其主要性能指标为：温度梯度ＤＬ＝２５０℃／ｃｍ，最高温度１７００℃抽拉速度Ｒ＝０．１￣６０ｍｍ／ｍｉｎ，炉内真空度为０．１ｐａ（热态），定向材料最大尺寸为φ４０×３５０ｍｍ，可满足研制稀土超磁致伸缩Ｔｂ－Ｄｙ－Ｆｅ合金的要求。     

难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固

难熔金属及合金以其优异的性能在航空航天、电子信息、能源、化工、冶金和核工业等国防及民用领域有着不可替代的作用,其发展日益受到高度重视.本文综述了难熔金属及合金的应用和发展,以钼、钨及其合金单晶的发展历程为例,概述了难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固制备技术的发展,简要介绍了难熔金属钼的电子束悬浮区熔定向凝固生长工艺与组织的研究.     

Nb-Si基超高温合金的定向凝固研究进展

主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展。现阶段,基本不用Czochralski定向凝固和电子束定向凝固研究Nb-Si基超高温合金了;到目前为止,光悬浮定向凝固是制备研究Nb-Si基超高温合金的主要手段;整体定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的断裂韧性已达20MPa·m1/2左右;电磁冷坩埚定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的高温拉伸强度已达200MPa(1250℃)。     

新型真空熔化定向凝固装置原理研究

对真空感应熔炼与双区加热结合在一起的定向凝固装置进行了可行性研究，并研制出了一套新型真空熔化定向凝固装置，该装置兼有熔炼和定向凝固的功能，熔炼好的合金液能自动底注到定向炉内的型壳中，定向凝固部分采用了先进了双区加热技术，定向凝固结晶生长速率能在很大范围内调节。     

冶金法制备太阳能级多晶硅的耦合除杂研究

以工业硅为原料,利用介质熔炼、定向凝固和电子束熔炼三种熔体处理技术对工业硅中的B、P和金属杂质进行了去除,制备出了99.9999%级多晶硅材料,其中,杂质B和P的含量分别低于0.20 ppmw（parts per million (weight),百万分之一质量）,金属杂质总含量（TM）低于0.23 ppmw。研究发现,介质熔炼去除杂质B的过程中,熔体中发生氧化还原反应可以有效去除大部分的杂质Al和Ca;电子束熔炼过程中,利用饱和蒸气压原理可以有效去除挥发性杂质P、Al、Ca,同时降束诱导多晶硅定向凝固,可将其他金属杂质进一步去除。本研究通过各技术间的耦合除杂,减少了冶金法提纯多晶硅的工序,为连续化、规模化生产提供了技术支撑。     

定向凝固和单晶铸造技术的新进展（一）

前言 定向凝固和单晶技术进入航空制造工业以来,已有二十年的历史,为提高航空燃气涡轮发动机涡轮叶片的性能和寿命作出过巨大的贡献。现在,这种工艺技术与先进的熔模铸造工艺的发展相结合,已经十分普遍而且大量地用来生产较先进的航空和地面燃气涡轮工作叶片和导向叶片。我国也已开始小批量生产定向叶片。有人称涡轮叶片的80年代是定向叶片的年代,90年代则是单晶叶片的年代。图1为英国R.R公司的单晶叶片(带螺旋引晶器)。据报导,美国P＆W公司的PWA1480单晶叶片在1982年投入航线,服役于波音767和空中公共汽车A310的     

High Strength Conductor by Directional Solidification

The directional solidification of Cu-0.8 wt pct Cr alloy was investigated for high-strength conductors. An in-situ composite material in which the matrix is in cellular morphology and the well-distributed eutectics around the cells is formed in the directional solidification process. In such microstructure, the cellular matrix is as conductor and the coated-around eutectics as reinforcement. The formation mechanism of this microstructure is discussed from the interfacial instability. As a result, the tensile strength of the material along the solidification direction is two times more than that of the conventionally cast one, while the electrical conductivity is reduced a little by comparison with the pure Cu.     

纯镁强流脉冲电子束表面改性及合金化研究

强流脉冲电子束是一门新兴的表面处理技术。本文利用强流脉冲电子束对纯镁进行表面改性,并尝试表面合金化铝处理。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对表面处理层形貌和组织结构进行了分析,同时也进行了摩擦腐蚀性能测试。纯镁强流脉冲电子束表面改性后,显微硬度得到明显提高;纯镁表面合金化铝后,样品抗5％NaCl溶液腐蚀性能得到显著提高,维钝电流密度降低2个数量级以上,同时也对相关改性机理进行了初步分析。     

Microelectrochemical Studies of Pit Initiation on High Purity and Ultra High Purity Aluminum

The onset of pitting on high purity and ultra high purity aluminum has been studied in the micrometer range by using a microelectrochemical cell in order to evaluate influences that induce localized corrosion. Microelectrochemical tests on polished samples of Al 99.999 and Al 99.9999 in 1 M NaCl showed that pitting at large areas occurred at several hundreds mV more negative than at small areas, suggesting that even very pure Al contains weak points. On rough surfaces weak points are more “activated” than on smooth surfaces. Locally measured pitting potentials of polished samples were shifted to more positive values than those measured on ground samples. Larger areas contain always small scratches, even on polished samples. Hence, the surface roughness showed a minor influence on the onset of pitting on larger areas. Microelectrochemical measurements performed on pure Al 99.99 with small amounts of copper showed that a copper content below 30 ppm is too small to have a beneficial or detrimental effect, whereas a copper content above 300 ppm probably leads to the formation of small inclusions or precipitations that acted as preferential corrosion initiation sites. A copper content around 100 ppm showed a beneficial effect on very small areas but not on larger ones.     

超纯氢生产的新方法

简介了当前国内外生产超纯氢的三种方法及优缺点。提出了以高纯氢为原料,采用Pu-8新型吸附剂,高压低气速纯化直接灌充钢瓶下生产超纯氢的新方法。     

超高纯氯气的大规模产业化生产

超纯氯是半导体、光纤生产的重要原材料。近年来我国的半导体、光纤工业已从研究向产业化发展,作为重要电子气体的超纯氯将发挥重要的作用。为确保产品质量稳定、降低成本,对该产品进行产业化生产十分必要。     

高纯磷烷的规模化生产

对磷烷的合成、净化等方法进行了详细的介绍,指出随着IC制造业的发展,传统的磷烷净化工艺已成为历史,新的净化方法在原理上同以往的工艺有着本质的区别。吸附—低温精馏—超纯终端净化联合工艺是当今磷烷生产的发展方向,指出了我国未来几年电子气体净化需要克服的技术“瓶颈”。     

大规模集成电路用高纯铜及铜合金靶材研究与应用现状

随着大规模集成电路制程向高密集度的方向发展,器件的特征尺寸不断缩小,集成度越来越高。在90 nm后随着布线的宽度变窄,高纯铜及铜合金靶材的应用成为一个研究热点。本文通过多个专利及相关文献的检索,总结了高纯铜及铜合金靶材的分类,分析了高纯铜的纯度、合金元素的种类以及分布对高纯铜靶材溅射性能的影响,展望了今后大规模集成电路靶材的发展趋势。     

高温TiAl基合金定向凝固的研究现状

高温TiAl基合金在航空航天领域减重和升高使用温度方面是极具发展潜力的高性能结构材料。介绍了高温TiAl基合金定向凝固的研究现状和发展趋势,阐述了提高定向凝固高温TiAl基合金使用性能的几种方法,主要包括:利用高Nb合金化提高合金的使用温度和高温强度,使用冷坩埚定向凝固来避免氧化物陶瓷坩埚带来的合金污染,采用籽晶法/非籽晶法控制定向凝固片层取向以提高力学性能。