李浩 中国有色金属报 2023-09-16 11:49 发表于北京
《高纯金属材料》是一本系统介绍各种有色金属、黑色金属和半金属高纯材料的专业书籍。该书共10章内容,从介绍高纯金属材料的定义、基本物理化学性质和常用提纯制备方法出发,全面详尽地阐述了高纯重有色金属、高纯轻有色金属、高纯稀有金属、高纯贵金属、高纯黑色金属和高纯半金属的性质、应用和制备工艺,涵盖了常见的数十种金属材料。《高纯金属材料》还集中介绍了高纯水和高纯试剂的制备方法及高纯金属材料的分析方法。
古人云:勤学如春起之苗,不见其增日有所长;辍学如磨刀之石,不见其损日有所亏。要成长必须要学习,尤其作为新时代的科研技术人员,在认真工作之余一定不能放弃对知识的追求。
高纯金属以其特异的性能展示了广阔的应用前景,成为材料科学与工程领域发展最为活跃的的重要分支之一,它为传统材料的提质升级提供了新的机遇。在这种形势下,人们迫切需要系统地了解和掌握高纯金属材料的科学知识。该书由郭学益教授等完成。
郭学益教授在有色金属提取及高纯金属材料制备领域开展的一系列前沿性工作,取得了卓有价值的成果,对高纯金属材料国内外进展有比较全面的了解和深入的认识。
读书是学习最好的方式,在高纯金属实验室即将建成之际,为了更好地配合高纯金属实验的进行,我一直坚持学习各类高纯金属制备方面的书籍,高纯金属的制备方法众多,有电解法、真空蒸馏法、区域熔炼法等,因此,我开始主动学习《高纯金属材料》。
读完《高纯金属材料》之后,我感觉受益匪浅。这本书中写了许多理论知识,但又不仅仅停留在理论层面,还有很多金属在不同环境下的提纯案例以及提纯方法等。该书首先介绍了高纯金属材料的定义、性质以及应用发展状况等,之后系统讲解了高纯金属材料的主要提纯制备方法,比如物理法中的偏析提纯法、区域熔炼提纯法、真空蒸馏提纯法、固相电解法等,以及化学提纯法中的电解精炼法、离子交换膜电解法、离子交换法、溶剂萃取法等。该书全篇分类介绍了多种元素的制备方法,如高纯半金属中的高纯硅、高纯砷、高纯磷、高纯硒、高纯碲等,高纯重有色金属中的高纯铜、高纯锌、高纯镍、高纯钴等,高纯轻有色金属中的高纯铝、高纯氧化铝高纯镁等,高纯贵金属中的高纯金、高纯银、高纯铂族金属,高纯稀有金属等皆做了一一介绍。
通过学习高纯金属材料概述这个章节,使我在理论方面对高纯金属有了新的认识,在以后试验的过程中,对于问题的分析在理论方面有了坚实的基础。
在高纯半金属的制备中,例如高纯碲提纯主要采用物理法,包括蒸馏法、区域熔炼法、直拉提纯法等,其实质是利用金属相变时杂质与主金属在两相中分配的差异达到纯化金属的目的。目前,国外大多采用多次真空蒸馏与区域熔炼相结合的物理提纯工艺。
真空蒸馏制备高纯碲工艺主要阐述了真空蒸馏原理,以及需要严格控制的参数等,粗碲的真空蒸馏法是依据碲具有高的蒸汽压,并且与其他杂质金属的蒸汽压有较大差别的原理,在高于碲熔点的温度下进行蒸馏,严格控制冷凝温度实现分段冷凝,获得高纯碲。碲在400℃就开始挥发,工业上一般控制在600℃,在真空蒸馏温度下碲先于砷、铋、纳、铅从粗碲中挥发进入气相,而这些杂质大部分以液体形式留在熔体中,从而达到碲与这些杂质元素分离的目的。但是,粗碲中的硫和硒较容易挥发,大部分进入气相中,严重影响碲的纯度。因此,必须采取一定的措施来避免硫和硒对碲产品的污染。一般实行分段冷凝,让碲与硫、硒分别在不同的温度区域中冷凝下来,从而达到分离的目的。
通过本小节的阅读,我对高纯碲的提纯生产有了全面的认识,并且有了一定的理论知识储备量以及疑难问题的处理方法,使我对高纯碲以及高纯金属的生产有了莫大的信心和决心。
随着国内电子信息、光伏、红外设备等产业快速发展,我国市场对高纯金属需求快速上升,高纯金属市场呈现快速增长态势。高纯金属是制造半导体材料以及其他重要材料的关键原料,为避免供应受限,不利于下游行业发展,高纯金属自主生产势在必行。在此背景下,我国高纯金属行业规模开始逐步扩大。受到历史发展和技术限制的影响,高纯金属行业在我国起步较晚,目前仍然属于一个较新的行业。高纯金属市场竞争日趋激烈,创新是一个企业乃至国家立于不败之地的又一法宝,是实现可持续发展的有力保证。《高纯金属材料》作为对高纯金属生产的系统性讲解的书籍,值得每一个相关工作者认真阅读学习。(作者单位:河南豫光金铅集团)