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高純鋁
發(fā)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??梢阅雺撼蓸O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(yōu)質(zhì)精鋁為原料,采用定向凝固提煉法生產(chǎn)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(jié)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(yè)、化學工業(yè)及制造高純合金、激光材料及一些其他特殊用途。產(chǎn)品一般以半圓錠或長板錠供貨,每個半圓錠質(zhì)量不小于45kg.每個長板錠質(zhì)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(yè)出現(xiàn)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(yè)發(fā)展的問題越來越突出。其主要問題如下:

  1.產(chǎn)量逐年增加,預計2005年的產(chǎn)量為700萬噸,2010年將達到1000萬噸。隨著產(chǎn)量的增加,原鋁的供求狀況將由供求平衡逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣┐笥谇?,這勢必造成競爭加劇,主要表現(xiàn)在價格的競爭,企業(yè)利潤下降,甚至無利可圖。

  2.資源短缺,主要表現(xiàn)在氧化鋁和電力上,氧化鋁及電價的提價,造成企業(yè)生產(chǎn)成本的上升。

  3.單一鋁廠產(chǎn)量小,不成規(guī)模,不能發(fā)揮規(guī)模效應,成本較高,缺乏競爭力。

  4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)建設(shè)不合理,重復建設(shè)嚴重,資源大量浪費。原鋁生產(chǎn)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(huán)保問題,部分企業(yè)采用落后的自锫槽技術(shù),不符合環(huán)保型鋁廠發(fā)展的要求,面臨停業(yè)整改。

  6.中國鋁工業(yè)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(yè)必須尋找新的發(fā)展思路,規(guī)避風險,才能長久發(fā)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(tǒng)的初級加工鋁錠而言,高純鋁的生產(chǎn)有著較高的產(chǎn)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(yōu)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(yè)及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的用途。在電子工業(yè)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(yè)中,高純鋁用來開發(fā)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(yè)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(fā),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(shù)有三層液電解法和偏析法兩種。三層液法現(xiàn)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(huán)保的優(yōu)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(zhì),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(chǎn)生的氣體和粉塵外,在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì),符合環(huán)保生產(chǎn)的要求。

  [1]

  目前中國產(chǎn)量

  目前中國高純鋁年產(chǎn)量不足10萬噸,產(chǎn)品供不應求。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,國內(nèi)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(shù)有兩種:三層液電解法和偏析法。

  三層液法現(xiàn)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(huán)保的優(yōu)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(zhì),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(chǎn)生的氣體和粉塵外,在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì),符合當前環(huán)保生產(chǎn)的要求。新疆眾河鋁廠以及貴州鋁廠已經(jīng)運用偏析法生產(chǎn),有消息稱,國內(nèi)其他鋁廠也已開始考慮投產(chǎn),并與相關(guān)科研機構(gòu)展開了合作。相信隨著國內(nèi)生產(chǎn)工藝的發(fā)展,產(chǎn)品質(zhì)量的提高,高純鋁將是鋁工業(yè)發(fā)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(jù)陽極金屬的性質(zhì)、電解液組成、濃度及工藝條件的不同,在陽極表面上可能發(fā)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(tài)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(tài)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(chǎn)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(jié)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(fā)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(jié)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(wěn)定的鈍化狀態(tài)。因此,凸起部位鈍化膜的溶解破壞程度比凹處的大,其結(jié)果是凸起部位被腐蝕。如此反復,直至獲得穩(wěn)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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