電遷移法提純稀土金屬-基本原理

詳細內容: 分類：稀土知識新聞價格; 發佈於：2013-01-25, 週五 17:24; 作者 HJF; 點擊數：1444

電遷移法也稱電傳輸法、固態電解法，其原理是基於溶解在固體（或液態）導體中的原子在直流電場的作用下能夠有順序地遷移，特別是在金屬熔點附近具有較高的遷移率。將待處理的稀土金屬置於兩個電極之間，施加直流電，使得雜質向一端遷移，而另一端純度相應得到提高，實現雜質濃度的再分配。電遷移法對去除稀土金屬中的O、C、N、H和部分金屬雜質效果明顯。一般地說，金屬雜質朝陽極方向遷移，間隙雜質O、C、N、H等朝陰極方向遷移。一次提純結束後，取其中間段再在兩端施加電壓進行遷移，如此反復直至達到純度要求為止。由此可見，這種提純方法所用設備比較簡單，不足之處是提純週期長，產率低，能耗高，目前僅在某些研究領域中制取少量超前純金屬。

溶解在固體或液體中的原子，由於組分梯度、溫度梯度以及電場梯度的作用而發生遷移，電遷移過程中金屬純度的變化可用下式表示：

ln	c(x,∞)	=	ln	UEL	－	（	UE	）	x	[5]
	co			D			D

式中co——雜質的初始濃度；

c(x,∞)——在處理時間t趨於∞時，沿棒長距試棒端點x處的雜質的深度；

U——電遷移速率，cm2/（V·s）；

E——電場強度，A/cm2；

D——擴散係數，cm2；

L——試棒長度，cm。

式（6-5）稱為電遷移方程，它說明提高電場強度E，延長金屬棒長度L，都對提高純度有利；某元素的電遷移率U和擴散係數D是決定提純效果的基本參數，二者之比U/D值越大，說明該元素的提純效果越好。如從表1中碳、氮、氧在金屬鑥中的U/D值隨溫度的變化可知，元素不同，其變化規律也不同。

表1不同溫度下鑥金屬中雜質的U/D值

電遷移溫度/℃

U/D

C

N

O

1330

1450

1600

18.3

26.3

32.3

23.0

23.8

35.0

20.8

19.5

14.0

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