高純鋁
發布時間:2016-11-30 來源:未知     分享到:
  高純鋁具有良好的延展性,通常可以碾壓成極薄的鋁箔或極細的鋁絲,目前使用機械碾壓可以制作達到厚度為0.4微米的獨立鋁箔,而電沉積則可制作厚度達到7.5納米的鋁膜,但該鋁膜必須依附在塑料基膜上。

  基本信息

  通常把純度(鋁含量)大于99.8%的純鋁叫做高純鋁(highpurity aluminium).它是以優質精鋁為原料,采用定向凝固提煉法生產的。高純鋁又可細分為次超高純鋁(鋁含量99.5%~99.95%)、超高純度鋁(鋁含量99.996%~99.999%)和極高純度鋁(鋁含量99.999%以上)。高純鋁呈銀白色,表面光潔,具有清晰結晶紋,不含有夾雜物。高純鋁具有低的變形抗力、高的電導率及良好的塑性等性能,主要被應用于科學研究、電子工業、化學工業及制造高純合金、激光材料及一些其他特殊用途。產品一般以半圓錠或長板錠供貨,每個半圓錠質量不小于45kg.每個長板錠質量不大于25kg,長板錠斷面尺寸一般為200mm*65mm,長度不大于600mm.

  簡述

  鋁工業出現了新一輪的投資熱潮,其投資的速度和力度前所未有。但與此同時,制約中國鋁工業發展的問題越來越突出。其主要問題如下:

  1.產量逐年增加,預計2005年的產量為700萬噸,2010年將達到1000萬噸。隨著產量的增加,原鋁的供求狀況將由供求平衡逐漸轉變為供大于求,這勢必造成競爭加劇,主要表現在價格的競爭,企業利潤下降,甚至無利可圖。

  2.資源短缺,主要表現在氧化鋁和電力上,氧化鋁及電價的提價,造成企業生產成本的上升。

  3.單一鋁廠產量小,不成規模,不能發揮規模效應,成本較高,缺乏競爭力。

  4.產業結構建設不合理,重復建設嚴重,資源大量浪費。原鋁生產紛紛上馬,而附加值高的鋁合金、高純鋁卻倍受冷落。

  5.存在嚴重的環保問題,部分企業采用落后的自锫槽技術,不符合環保型鋁廠發展的要求,面臨停業整改。

  6.中國鋁工業缺乏國際競爭力,成本高,競爭力小。

  綜上所述,在目前市場競爭日益激烈的情況下,鋁工業必須尋找新的發展思路,規避風險,才能長久發展。而作為具有高科技、高附加值的純鋁正符合此要求,很多鋁廠已把上馬高純鋁項目提上日程。

  相對于傳統的初級加工鋁錠而言,高純鋁的生產有著較高的產品附加值及利潤空間。高純鋁指的是Al含量≥99.999%(5N)的鋁。高純鋁具有許多優良性能,用途廣泛。它具有比原鋁更好的導電性、延展性、反射性和抗腐蝕性,在電子工業及航空航天等領域有著廣泛的用途。在電子工業中,用于制作高壓電容器鋁箔、高性能導線、集成電路用鍵合線;航空航天工業中,高純鋁用來開發制作等離子帆(推動航天器的最新動力);高速軌道交通中,高速軌道交通車輛除了需要用高純鋁配制高性能合金外,還由于高純鋁具有導磁率低、比重輕的特點,在磁懸浮體材料中得到大量應用;光學應用方面,汽車工業中的車燈反射罩,天文望遠鏡等大量使用鋁反射器,國外也在研究用高純鋁作為大型天文望遠鏡的反光面。隨著對高純鋁性能的進一步認識和開發,高純鋁的應用前景越來越廣闊。

  提純方法

  國際上成熟的提純技術有三層液電解法和偏析法兩種。三層液法現在應用比較廣泛,但與偏析法比較起來,后者有著省電、低能耗、環保的優勢,平均每噸能省電6000度。而且偏析法利用物理的方法,整個過程中不涉及其他的任何添加物質,不需要特別額外施加能源促進凝固和偏析過程,除了鋁熔煉本身產生的氣體和粉塵外,在生產過程中不產生任何有毒有害物質,符合環保生產的要求。

  [1]

  目前中國產量

  目前中國高純鋁年產量不足10萬噸,產品供不應求。根據有關資料統計,國內每年高純鋁的缺口在十幾萬噸左右。國際上成熟的提純技術有兩種:三層液電解法和偏析法。

  三層液法現在應用比較廣泛,但與偏析法比較起來,后者有著省電、低能耗、環保的優勢,平均每噸能省電6000度。而且偏析法利用物理的方法,整個過程中不涉及其他的任何添加物質,不需要特別額外施加能源促進凝固和偏析過程,除了鋁熔煉本身產生的氣體和粉塵外,在生產過程中不會產生任何有毒有害物質,符合當前環保生產的要求。新疆眾河鋁廠以及貴州鋁廠已經運用偏析法生產,有消息稱,國內其他鋁廠也已開始考慮投產,并與相關科研機構展開了合作。相信隨著國內生產工藝的發展,產品質量的提高,高純鋁將是鋁工業發展的新方向。

  電化拋光

  電化學拋光是金屬陽極溶解的獨特電解過程,它受眾多可

  變因素的影響。根據陽極金屬的性質、電解液組成、濃度及工藝條件的不同,在陽極表面上可能發生下列一種或幾種反應:

  1)金屬氧化成金屬離子溶入到電解液中,M = M2+ + 2e; 2)陽極表面生成鈍化膜,M +H2O =MO +2H+ + 2e;

  3)氣態氧的析出, 2H2O=O2+4H+ +4e;

  4)電解液中各組分在陽極表面的氧化。電化學拋光后的陽極表面狀態主要取決于上述4種反應的強弱程度。然而,由于電化學拋光過程的復雜性,至今提出的各種電化學拋光機制均存在一定的局限性。

  粘性膜理論

  由JacguetP A提出的粘膜理論[4]認為:當電流通過電解液

  時,在陽極表面生成一層由陽極溶解產物組成的粘性液膜,它有較高的黏度和較大的電阻,而其厚度在粗糙表面的各個部分是不相等的,在凹陷部位的厚度大于凸起部位的厚度。由于陽極表面的“絕緣”程度不同,因而陽極表面上的電流分布不均勻,凸起部位的電流較凹陷部位的電流大。所以,凸起部位的溶解相對較快,結果便導致粗糙表面被宏觀拋光。該理論的局限性在于不能回答電化學拋光過程中是否發生陽極金屬的鈍化氧化問題,也不能解釋電化學拋光過程中所特有的陽極極化問題。

  鈍化膜理論

  該理論認為,在電化學拋光過程中,陽極極化其表面生成鈍

  化膜,只有致密的鈍化膜才能抑制表面的結晶學腐蝕。由于陽極表面上凸起和凹陷部位的鈍化程度不同,其中凸起部位的化學活性較大,且開始形成的鈍化膜往往不完整呈多孔性,而凹陷部位處于更為穩定的鈍化狀態。因此,凸起部位鈍化膜的溶解破壞程度比凹處的大,其結果是凸起部位被腐蝕。如此反復,直至獲得穩定致密的鈍化膜層,這使電化學拋光效果可達極值。

  該理論雖在微觀拋光上獲得了較完善的解釋,但又不能較好地說明電化學拋光的全過程。

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