高纯铜真空精炼规律的研究

5 N高纯铜具有优异的导电、导热等性能,广泛应用于电子、通讯、国防等工业,研究真空条件下去除微量杂质元素的规律具有重要意义。本文通过真空电子束精炼、真空感应精炼4 N原料铜,研究制备5 N高纯铜过程的真空精炼规律。高纯铜成分检测采用单聚焦辉光放电质谱仪GDMS-VG9000(glow discharge mass spectrometry)。经过研究元素Ag与基体铜的损耗量关系,温度与基体铜蒸发速率的关系,真空度与Ag、As、P和Zn四种杂质元素的杂质浓度关系,杂质总浓度和精炼时间的关系,得出以下研究结果:电子束精炼条件下,根据元素Ag的初始含量(x)和提纯后的含量(y),得到了计算基体铜损耗量的回归方程y Cu=2.9945Ln(x/y)+0.4819,可方便计算基体铜的损耗量(y Cu)。真空感应精炼条件下,得到了温度(T)与基体铜蒸发速率(w)之间的回归方程w=2×10-88×T26.243;随着真空度的提高,铜熔体中饱和蒸气压较高的杂质元素Ag、As、P和Zn的去除率越高,但是幅度逐渐降低;根据实测数据回归了杂质总浓度(Ci)和精炼时间(t)的方程Ci=1.8671t+3.1138。以上研究结果为快速设计真空精炼参数创造了条件。