Если ли чистый металл из. Получение металлов высокой чистоты. Металлы и металлургия
ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ
металлы, металлы с низким содержанием примесей. В зависимости от степени чистоты различают металлы повышенной чистоты (99,90-99,99%), металлы высокой чистоты, или химически чистые (99,99-99,999%), металлы особой чистоты, или спектрально-чистые, ультрачистые металлы (свыше 99,999%).
Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012
Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:
- ЧИСТЫЕ
ЧАСТНЫЕ ВНУТРЕННИЕ ИНВЕСТИЦИИ - валовой объем частных внутренних инвестиций за вычетом амортизационных … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
УБЫТКИ - потери экономических субъектов, связанные с созданием монополистом искусственного дефицита, приводящего к установлению цены, не совпадающей с предельными … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
ТРАНСФЕРТНЫЕ ПЛАТЕЖИ-личные и государственные трансфертные платежи жителям других стран за вычетом личных и государственных трансфертных платежей, полученных от жителей других … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
ТЕКУЩИЕ АКТИВЫ - текущие, легко реализуемые активы за вычетом затрат, связанных с их … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
ПОКУПКИ - суммарная величина покупок за определенный период за вычетом скидок, возвратов первоначально купленной продукции и сокращений нормальной цены и … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
НАЛОГИ НА ПРОДУКЦИЮ - разность между налогами на продукцию и субсидиями, выделенными на ее … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
НАЛОГИ НА ИМПОРТ - разность между налогами на импорт и субсидиями по … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
НАЛОГИ - налоги, которые уплачиваются населением государству, за вычетом трансфертных платежей, которые население получает от … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
ЛИКВИДНЫЕ АКТИВЫ - сумма наличных денежных средств, легко реализуемых ценных бумаг, а тж. дебиторской задолженности по … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ - валовые капиталовложения за вычетом … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
ИЗДЕРЖКИ ОБРАЩЕНИЯ - затраты, непосредственно связанные с процессом купли-продажи товара; включают транспортные затраты, затраты по перевалке груза, его обработке, … - ЧИСТЫЕ в Словаре экономических терминов:
АКТИВЫ - расчетная величина, определяемая путем вычитания из суммы активов, в которую включаются денежное и неденежное имущество по балансовой стоимости, … - МЕТАЛЛЫ в Словаре экономических терминов:
ДРАГОЦЕННЫЕ - см ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ … - МЕТАЛЛЫ в Библейской энциклопедии Никифора:
В Свящ. Писании нередко упоминаются из металлов: железо, медь, олово, свинец, цинк, серебро, золото. см. о каждом в своем … - МЕТАЛЛЫ в Большом энциклопедическом словаре:
(греч.) вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры) и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском … - МЕТАЛЛЫ
простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные … - МЕТАЛЛЫ
I (и металлоиды) (хим.) — М. называется группа простых тел (см.), обладающих известными характерными свойствами, которые в типических представителях резко … - МЕТАЛЛЫ в Современном энциклопедическом словаре:
- МЕТАЛЛЫ в Энциклопедическом словарике:
простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами - высокой электропроводностью (106-104 Ом-1?см-1), уменьшающейся с ростом температуры, высокой теплопроводностью, блеском, … - ЧИСТЫЕ
"Ч́ИСТЫЕ БРАТЬЯ" ("Братья чистоты", араб. Ихван ас-сафа), группа философов 10 в., в к-рую входили мыслители Ирака (гл. обр. из г. … - МЕТАЛЛЫ в Большом российском энциклопедическом словаре:
"МЕТ́АЛЛЫ", науч. журнал РАН, с 1959, Москва. Учредитель (1998) - Ин-т металлургии им. А.А. Байкова. 6 номеров в … - МЕТАЛЛЫ в Большом российском энциклопедическом словаре:
МЕТ́АЛЛЫ, вeщества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (10 6 - 10 4 Ом -1 см -1 , уменьшается с … - ЧИСТЫЕ в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
- МЕТАЛЛЫ в Современном толковом словаре, БСЭ:
(греч.), вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры) и теплопроводностью, ковкостью, «металлическим» блеском … - ЧИСТЫЕ в Толковом словаре Ефремовой:
чистые мн. разг. Деньги, остающиеся после вычетов, … - ЧИСТЫЕ в Новом словаре русского языка Ефремовой:
мн. разг. Деньги, остающиеся после вычетов, … - ЧИСТЫЕ в Большом современном толковом словаре русского языка:
мн. разг. Деньги, остающиеся после вычетов, … - ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
металлы, техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых чёрными металлами). Термин "Ц. м." в … - ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
металлы, по технической классификации - металлы, плавящиеся при температуре выше 1650-1700 |С; в число Т. м. (таблица) входят титан … - РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
металлы, условное название группы металлов (свыше 50), перечень которых дан в таблице. Это металлы, относительно новые в технике или ещё … - БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
металлы, золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (иридий, осмий, палладий, родий, рутений), получившие своё название главным образом благодаря высокой … - МЕТАЛЛОВ ЛИТЬЕ: МЕТАЛЛЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ в Словаре Кольера:
К статье МЕТАЛЛОВ ЛИТЬЕ Литью поддаются все металлы. Но не все металлы обладают одинаковыми литейными свойствами, в частности жидкотекучестью - … - ИМПРЕССИОНИЗМ в Лексиконе нонклассики, художественно-эстетической культуры XX века, Бычкова:
(от франц. impression — впечатление) Направление в искусстве, возникшее во Франции в последней трети XIX в. Главные представители И.: Клод … - ТВЁРДОЕ ТЕЛО в Большой советской энциклопедии, БСЭ.
- РЕАКТИВЫ ХИМИЧЕСКИЕ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
химические, реагенты химические, химические препараты (вещества), применяемые в лабораториях для анализа, научных исследований (при изучении способов получения, свойств и превращений … - МЕТАЛЛУРГИЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от греч. metallurgeo - добываю руду, обрабатываю металлы, от metallon - рудник, металл и ergon - работа), в первоначальном, узком … - КЛЕИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
природные или синтетические вещества, применяемые для соединения различных материалов за счёт образования адгезионной связи клеевой плёнки с поверхностями склеиваемых материалов. … - ИЗДЕРЖКИ ОБРАЩЕНИЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
обращения, совокупность затрат, связанных с процессом обращения товаров. По своей экономической природе И. о. подразделяются на чистые и дополнительные. Чистые … - ФТОР
- ТЮРКИ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
(точное значение слова неизвестно) — группа народностей, говорящих на различных диалектах тюркского языка (см. Турецкие языки) и по физическим признакам … - СПЛАВЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
- НАСАЖДЕНИЯ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
участки леса, естественно отличающиеся от соседних по характеру древесной растительности. Различие между Н. может обуславливаться происхождением их, составом, возрастом, степенью … - КРАСКИ ОРГАНИЧЕСКИЕ ИСКУССТВЕННЫЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Развитие производства и применения искусственных органических К. тесно связано с историей научного исследования каменноугольной смолы. Изучая состав последней, Рунге в … - ЗАВОДЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
В разговорном языке не отличают понятий З. и фабрики, и, быть может, до сих пор нет особой в том надобности, … - ГЕРМАНЦЫ ФИЗИЧЕСКИЙ ТИП в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Рим. писатели (Тацит и др.) описывали Г. как народ высокого роста, крепкого сложения, белокурый или рыжеволосый и с светлыми, голубыми … - ВОССТАНОВЛЕНИЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Алхимики принимали, что металлы суть тела сложные, состоящие из духа, души и тела, или ртути, серы и соли; под духом, …
Чистые металлы
металлы с низким содержанием примесей. В зависимости от степени чистоты различают металлы повышенной чистоты (99,90-99,99%), металлы высокой чистоты, или химически чистые (99,99-99,999%), металлы особой чистоты, или спектрально-чистые, Ультрачистые металлы (свыше 99,999%).
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Чистые металлы" в других словарях:
чистые металлы - Металлы с низким содержанием примесей (< 5 мас. %). Выделяют м. повыш. чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999 %). Тематики металлургия в целом EN pure metals … Справочник технического переводчика
Металлы или сплавы с низким содержанием примесей. В зависимости от степени чистоты различают металлы ср. чистоты, или технически чистые (99,0 99.90%). повыш. чистоты (99,90 99,99%), высокой чистоты, или химически чистые (99,99 99,999%). особой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
чистые металлы - металлы с низким содержанием примесей (< 5 мас. %). Выделяют металлы повышенной чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999%); Смотри также: Металлы щелочные металлы ультрачистые металлы тяжелые металлы …
ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ - смотри Степень чистоты металла или сплава … Металлургический словарь
Простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные волны… …
- (от греч. metallon, первоначально шахта, руда, копи), простые в ва, обладающие в обычных условиях характерными св вами: высокими электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэфф. электропроводности, способностью хорошо… … Физическая энциклопедия
ультрачистые металлы - высокочистые, особочистые металлы, в которых массовая доля примесей не превышает 1 10 3%. Основные стадии технологии производства ультрачистых металлы: получение чистых химических соединений, восстановление их до… … Энциклопедический словарь по металлургии
Высокочистые металлы, особо чистые металлы, металлы, суммарное содержание примесей в которых не превышает 1․10 3% (по массе). Основные стадии технологии производства У. м.: получение чистых химических соединений, восстановление их до… … Большая советская энциклопедия
радиоактивные металлы - металлы, занимающие места в Периодической системе элементов с атомный номер больше 83 (Bi), испускающие радиоактивные частицы: нейтроны, протоны, альфа, бетачастицы или гамма кванты. В природе обнаружены: At, Ac, Np, Pa, Ро … Энциклопедический словарь по металлургии
переходные металлы - элементы Iб и VIIIб подгруппы Периодической системы. У атомов переходных металлов внутренние оболочки заполнены только частично. Различают d металлы, у которых происходит постепенное заполнение 3d (от Se до Ni), 4d (от Y до… … Энциклопедический словарь по металлургии
ВАКУУМНАЯ ДИСТИЛЛЯЦИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ 4-ГО ПЕРИОДА (Mn, Cr, Fe,Ni,Co)
Наиболее тугоплавкими и труднолетучими металлами, кото-рые в настоящее время подвергают дистилляции, являются мар-ганец, хром, железо, никель и кобальт. Все указанные металлы входят в состав важнейших технических сплавов.
Механические и физические свойства сплавов на основе же-леза, никеля и других указанных элементов, особенно свойства различных жаропрочных сплавов, в значительной "степени опре-деляются чистотой исходных материалов. Хорошо известно, что неметаллические включения и ряд примесей, образующих легко-плавкие эвтектики, резко ухудшают многие свойства сплавов: пластичность, жаропрочность, коррозионную стойкость и др. Особенно вредными примесями во всех указанных металлах яв-ляются свинец, висмут, кадмий, сера, фосфор, азот и кислород. В связи с этим получение чистых металлов 4-го периода пред-ставляет исключительный интерес как с точки зрения исследова-ния их свойств, так и для изучения влияния легирующих добавок на изменение свойств сплавов. Чистые металлы необходимы в вакуумной технике для изготовления электродов, для анодов рентгеновских трубок и для производства некоторых деталей ионных приборов. Чистое железо почти не взаимодействует с па-рами ртути. Оно может быть использовано в трубках с оксидны-ми катодами, крайне чувствительными к малейшим загрязнени-ям. Чистое железо имеет высокую магнитную проницаемость, что позволяет использовать его для экранирования магнитных полей. Никель высокой чистоты необходим для нанесения покрытий на различные тугоплавкие металлы. Значительное количество чис-тых металлов 4-го периода потребляется химической промышлен-ностью для изготовления различных соединений. Подробные све-дения о влиянии примесей на свойства рассматриваемых метал-лов можно найти в монографиях .
Наиболее распространенный метод очистки тугоплавких ме-таллов 4-го периода заключается в химическом связывании при-месей в результате окислительно-восстановительных процессов (часто путем обработки водородом) с последующей дегазацией и отгонкой примесей при плавке в вакууме. Обработка расплав-ленных металлов в вакууме получила за последние 5—10 лет ши-рокое распространение. Она применяется не только для чистых металлов, но и для сталей и других сплавов. Не имея возможно-сти подробно осветить соответствующие работы, в которых круг рассматриваемых вопросов далеко выходит за рамки настоящей темы, мы ограничимся лишь описанием работ по дистилляции указанных металлов и по отгонке металлических примесей. Под-робные сведения относительно вакуумной плавки металлов и удаления газовых примесей можно найти в ряде сборников ста-тей и монографий .
Из рассматриваемых в настоящем параграфе металлов желе-зо, никель и кобальт входят в подгруппу железа VIII группы пе-риодической системы. В качестве основных примесей в этих ме-таллах, кроме родственных элементов, присутствуют медь, крем-ний, марганец, хром, алюминий, углерод, фосфор, сера й газы (N 2 , 0 2 , Н 2). Вследствие близости свойств родственных элемен-тов степень очистки от них при дистилляции невысока, но неболь-шие добавки этих металлов мало влияют на свойства основного элемента. Все чистые металлы подгруппы железа пластичны при комнатной и даже более низкой температуре, а никель пласти-чен вплоть до температуры жидкого гелия (4,2°К). Однако увеличение содержания газовых и некоторых металлических при-месей может привести к увеличению температуры перехода ме-таллов от пластичного к хрупкому состоянию. Так, железо, со-держащее >0,005% 0 2 , становится хрупким при 20° С. Кобальт обладает более низкой пластичностью, чем железо или никель, что, возможно, является следствием его недостаточной чистоты. Все три рассматриваемых металла имеют близкие значения упру-гости пара. Их дистилляция обычно проводится при температу-рах на 20—50° С выше точки плавления, хотя все они возгоняют-ся в вакууме при температуре > 1100° С.
В отличие от металлов подгруппы железа хром и марганец высокой чистоты являются хрупкими при комнаткой температу-ре. Даже незначительные концентрации таких примесей, как уг-лерод, сера, азот и кислород, резко ухудшают их механические свойства. У чистейшего хрома температура перехода ив хрупко-го в пластичное состояние близка к 50° С. Имеется, однако, воз-можность снижения этой температуры путем дальнейшей очист-ки металла.
В настоящее время считается, что основной причиной хрупко-сти хрома при комнатной температуре является присутствие в нем азота и кислорода в количествах ^0,001%. Температура перехода хрома в пластичное состояние резко возрастает при добавлении алюминия, меди, никеля, марганца и кобальта. Воз-можно, что большой эффект очистки хрома от азота может быть получен при дистилляции его в изолированном объеме.
Марганец хрупок во всем интервале существования α-фазы (до 700° С), тогда как высокотемпературные фазы (β- и γ-Μπ) довольно пластичны. Причины хрупкости α-Μn исследованы не-достаточно.
Хром и марганец имеют значительные упругости пара ниже температур их плавления. Хром сублимирует в вакууме с замет-ной скоростью выше 1200° С. Так как температура плавления хрома находится около 1900° С, то расплавить его в вакууме не-возможно из-за сублимации. Обычно переплавка исходного ме-талла или конденсата проводится в инертном газе при давлении более 700 мм рт. ст. Марганец перегоняется как путем сублима-ции, так и из жидкой фазы.
Обычно при дистилляции всех рассматриваемых металлов можно получить конденсаты чистотой ~ 99,99%. Однако высоко-эффективная очистка возможна лишь при использовании кон-денсаторов с градиентом температуры. Дистилляция хрома и марганца подробно исследована в основном Кроллем и в лабо-ратории авторов .
Дистилляция марганца в вакууме впервые описана Тиде и Бирнбрауэром . Гейлер подробно изучила этот про-цесс и исследовала ряд свойств полученного высокочистого мар-ганца. Дистилляцию осуществляли в кварцевой трубе длиной 600 мм и диаметром 100 мм. Марганец испарялся ив магнезито-вого тигля и конденсировался на другом таком же тигле. Металл нагревали токами высокой частоты. Испарение велось при темпе-ратуре ~ 1250° С в вакууме 1—2 мм рт. ст. В качестве исходного материала использовали алюминотермический металл чистотой ~99% и технический марганец (~96—98%). Результаты одно-кратной дистилляции показаны в табл. 48. Выход чистого метал-ла составлял —50% от веса загрузки. При указанных парамет-рах процесса и загрузке 2,7 кг за 5 ч получалось 0,76 кг чистого металла. В установке Гейлер не была устранена возможность взаимодействия металла с материалом трубы, в связи с чем в ряде опытов дистиллят загрязнялся кремнием.
Чистые металлы и сплавы, применяемые в радиоэлектронике
Лекция 8. Проводниковые материалы и провода
Назначение проводниковых материалов;
Назначение и виды проводов.
Цели лекции:
Изучение проводниковых материалов;
Изучение проводов.
8.1 Нзначение проводниковых материалов
Большинство металлических проводниковых материалов обладает вы-сокой электропроводностью (ρ = 0,015 ÷ 0,028 мкОм·м). Это преимущес-твенно чистые металлы, которые используют для изготовления обмоточных и радиомонтажных проводов и кабелей.
Наряду с этим в радиоэлектронике применяют проводники с большим электрическим сопротивлением – сплавы различных металлов. У металличес- ких (резистивных) ρ = 0,4 ÷ 2,0 мкОм·м. Эти сплавы составляют группу металлических материалов с малым температурным коэффициентом удельного сопротивления (ТК ρ ) и применяются для изготовления проволоч- ных резисторов и других радиокомпонентов.
Медь – главный материал, обладающий высокой пластичностью, доста- точной механической прочностью и высокой электропроводностью. Температура плавления меди 1083°С, коэффициент температурного расширения КТР = 17· 10 -6 1/°С. Для изготовления изделий (обмоточные, ра-диомонтажные провода и кабели) применяют чистую медь марок М00к; МОКу; Мок; М1к и М00б; Моб; М1б. Содержание меди 99,99 – 99,90%. У изделий из мягкой меди (при 20°С) плотность 8900 кг/м 3 ; σ р = 200÷280 МПа; е = 6÷35%; ρ = 0,072÷0,01724 мкОм·м. Температурный коэффициент удельного сопротивления для всех марок меди ТК ρ = 0,0041/°С.
Бронза представляет собой сплавы меди с оловом (оловянная бронза), алюминием (алюминиевая), бериллием (бериллиевая) и другими легирующи-ми элементами. В отношении электропроводности бронза уступает меди, но превосходит ее по механической прочности, упругости, сопротивлению исти- ранию и коррозионной стойкости. Из бронзы изготовляют пружинящие контакты, контактные части разъемов и другие детали.
Латунь – сплав меди с цинком, в котором наибольшее содержание цинка может составлять 45% (по массе). Из листовой латуни изготовляют ра-зличные детали: зажимы, контакты, крепежные детали. Основные харак-теристики бронзы, латуни и меди приведены в таблице 8.1.
Ковар – сплав никеля (около 29% по массе), кобальта (около 18%), же-леза (остальное). Характерной особенностью ковара является близость значе-ний его КТР=(4,3÷5,4) · 10 -6 1/°С к значениям КТР стекла и керамики в интер- вале температур 20 – 200°С. Это позволяет производить согласованные, гер- метичные спаи ковара со стеклом и керамикой. Его применяют для изготовления корпусов ИС и полупроводниковых приборов.
Алюминий является вторым после меди проводниковым материалом благодаря его сравнительно большой электропроводности и стойкости к ат-мосферной коррозии.
Плотность алюминия 2700 кг/м 3 , ᴛ.ᴇ. он в 3,3 раза легче меди, темпе-ратура плавления 658°С. Алюминий отличается малой твердостью и неболь- шой прочностью при растяжении (σ р = 80÷180 МПа) и больший по сравне-нию с медью КТР= 24·10 -6 1/°С. Это является недостатком алюминия.
Из марок алюминия особой чистоты изготовляют обкладки электроли- тических конденсаторов, а также фольгу. Алюминиевую проволоку выпуска- ют Ø0,08 – 8мм трех разновидностей: мягкую (АМ), полутвердую (АПТ), твердую (АТ).
Таблица 8.1
Серебро относится к группе благородных металлов, не окисляющихся в воздухе при комнатной температуре. Окисление начинается при 200°С. Серебро отличается высокой пластичностью, позволяющей получать фольгу и проволоку Ø до 0,01мм, и наивысшей электропроводностью.
Основные характеристики серебра: плотность 1050 кг/м 3 ; температура плавления 960,5 °С; σ р = 150÷180 Мпа (мягкое серебро); σ р = 200÷300 Мпа (твердое серебро); ρ = 0,0158 мкОм·м; ТКρ = 0,003691/°С; КТР= 24·10 -6 1/°С.
Из серебра выполняют защитные слои на медных жилах радиомонтаж- ных проводов, используемых при температуре до 250°С. Серебро наносят на внутреннюю поверхность волноводов для получения слоя с высокой электро-провдностью, а также вводят в припои (ПСр10, ПСр50), применяемые для пайки токопроводящих частой в РЭА.
Золото – в отличие от серебра не окисляется в воздухе даже при высо-ких температурах. Оно обладает весьма высокой пластичностью, из него получают фольгу толщиной до 0,005 мм и проволоку Ø до 0,01мм.
Основные характеристики золота: плотность 1930 кг/м 3 ; температура плавления 1063°С; σ р = 150÷180 Мпа, ρ = 0,0224 мкОм·м; ТКρ = 0,003691/°С;
КТР= 14,2·10 -6 1/°С.
Золото применяют для тонкопленочных контактных покрытий при коммутации малых токов в микросхемах, а также для покрытия стенок
волноводов и резонаторов СВЧ.
Чистые металлы и сплавы, применяемые в радиоэлектронике - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Чистые металлы и сплавы, применяемые в радиоэлектронике" 2017, 2018.
В связи с развитием новых отраслей техники требуются металлы очень высокой чистоты. Например, в металле германии, используемом в качестве полупроводника, допустимо содержание на десять миллионов атомов германия только одного атома фосфора, мышьяка или сурьмы. В жаропрочных сплавах, применяемых в ракетостроении, совершенно недопустима даже ничтожная примесь свинца или серы.
Один из лучших конструкционных материалов для атомных реакторов – цирконий становится совершенно непригодным, если в нем содержится даже незначительная примесь гафния, кадмия или бора, поэтому содержание этих элементов в материалах атомной энергетики не должно превышать 10 -6 . Электрическая проводимость меди снижается на 14 % при наличии примеси мышьяка лишь 0,03 %. Особенно большое значение имеет чистота металлов в электронной и вычислительной технике, а так же ядерной энергетике. Для металлических материалов термоядерных реакторов и полупроводниковых приборов содержание примесей не должно превышать 10 -10 %. Существует несколько методов очистки металлов.
1. Перегонка в вакууме. Этот метод основан на различии летучести металла и имеющихся в нем примесей.
2. Термическое разложение летучих соединений металлов. В основе данного способа лежат химические реакции, в которых металл с тем или иным реагентом образует газообразные продукты, разлагающиеся затем с выделением высокочистого металла. Рассмотрим принцип данного способа на примере карбонильного и йодидного методов.
А) Карбонильный метод. Этот метод применяется для получения высокочистых никеля и железа. Подлежащий очистке технический металл нагревают при данном методе в присутствии оксида углерода (II): Ni + 4CO = Ni(CO) 4 , Fe + 5CO = Fe(CO) 5
Полученные летучие карбонилы Ni(CO) 4 (температура кипения 43 °С) или Fe(CO) 5 (температура кипения 105 °С) перегоняют для очистки от примесей. Затем карбонилы разлагают при температуре выше 180 °С, в результате образуются чистые металлы и газообразный оксид углерода (II): Ni(CO) 4 = Ni + 4CO, Fe(CO) 5 = Fe + 5CO
Б) Йодидный метод. При данном методе очищаемый металл, например титан, нагревают вместе с йодом до температуры 900 °С: Ti + 2I 2 = ТI 4
Образующийся летучий тетрайодид титана поступает в реактор, в котором находится проволока из чистого титана, нагреваемая электрическим током до 1400 °С. При этой температуре тетрайодид титана термически диссоциирует: Til 4 = Ti + 2I 2
Чистый титан осаждается на проволоке, а йод снова возвращается в процесс очистки титана. Этим методом получают также чистый цирконий, хром и другие тугоплавкие металлы.
3. Зонная плавка. Замечательным методом очистки является так называемая зонная плавка. Зонная плавка заключается в медленном протягивании слитка очищаемого металла через кольцевую печь. Зонной плавке подвергаются металлы, прошедшие предварительную очистку до концентрации примесей приблизительно 1 %. Метод основан на различном содержании примесей в твердом и расплавленном металле . Процесс проводят путем медленного перемещения вдоль твердого удлиненного образца (слитка) узкой расплавленной зоны, создаваемой специальным нагревателем (кольцевая печь).
Участок (зона) слитка металла, который в данный момент находится в печи, переходит в расплавленное состояние.
Возникает две подвижные межфазные границы: на одной (вхождение металла в печь) происходит плавление, на другой (выход металла из печи) происходит кристаллизация.
В зависимости от растворимости примесей одни концентрируются в расплавленной зоне и перемещаются вместе с ней к концу слитка, примеси других металлов концентрируются в образующихся кристаллах и остаются за движущейся зоной, при неоднократном повторении процесса они перемещаются к началу слитка. Вследствие этого состав образующихся кристаллов отличается от состава расплава.
Для достижения высокой степени очистки обычно производят несколько проходов расплавленной зоны вдоль слитка металла. В результате средняя часть слитка получается наиболее чистой, ее вырезают и используют.
Метод зонной плавки позволяет получить особо чистые металлы с содержанием примесей 10 -7 -10 -9 %. Данный метод применяется для получения сверхчистых германия, висмута, теллура и др.
Основное достоинство данного метода - высокая эффективность. Недостатки метода - низкая производительность, высокая стоимость, большая продолжительность процесса.
4. электрохимический метод очистки металлов (рафинирование металлов).
