电迁移法提纯稀土金属-应用实例

(1)金属铈的电迁移提纯  由熔盐电解制取的金属铈纯度最高可达到99.8%,其中主要杂质是铁、氧、碳、钼等。将此金属铈重熔铸成长约160mm,直径约为13mm的棒。然后在有惰性气体保护的密闭装置中,将其两端夹在水冷电极头具上,通以120V和500A的直流电流,使金属铈棒加热至(600±10)℃(约低于铈熔点200℃),经长时间电迁移精炼的结果如表1所示。实践得出,碳杂质的有效迁移约需要100h,而铁则约50h就足够充分了。

表2  电迁移精炼前后金属铈中杂质的含量              单位:μg/g

杂质元素

精炼前组成均匀的棒

精炼后棒的中间段

C

O2

Fe

Cu

Mo

400

50

1300

120

400

140

350

30

40

440

杂质元素

精炼前组成均匀的棒

精炼后棒的中间段

Al

Ca

Mg

Si

500

20

10

250

200

10

40

70

(2)其他稀土金属的电迁移提纯  由于各稀土金属的熔点、导电率以及各杂质在其中的U/D值的差别,电迁移所需的工艺条件也不相同,表2列出了电迁移金属钇、钆、铽、镥、钕的工艺条件及提纯效果。

表2  稀土金属电迁移提纯工艺条件及提纯效果

元素

气氛

温度/℃

时间/h

原试棒杂质含量(μg/g)

提纯后杂质含量(μg/g)

C

N

O

C

N

O

Y

Y

Gd

Gd

Tb

Lu

Nd

氩气

1.3×10-5Pa

氦气

超高真空

超高真空

超高真空

超高真空

1370

1175

1245

1100

1050

1150

860

200

190

150

310

350

168

1237

100

23

1000

70

13

510

10

28

4

30

15

54

3330

25

81

500

380

475

45

120

2

8

60

75

8

0.5

 

15

6

1

340

60

6

11

25

42

16




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