Mae gan zirconiwm, metel prin gyda phwynt toddi uchel, ymwrthedd cyrydiad, a biocompatibility rhagorol, safle anadferadwy yn y diwydiant niwclear, awyrofod, dyfeisiau meddygol a meysydd eraill. Mae ei brosesu i ddeunydd gwifren yn integreiddio technoleg blaengar a chrefftwaith manwl gywirdeb. Bydd yr erthygl hon, gan ganolbwyntio ar gynhyrchu gwifren zirconium purdeb uchel, yn darparu dadansoddiad manwl o'r broses gyfan o fwyn i gynnyrch gorffenedig, gan ddad-dynnu technoleg prosesu zirconium.
I. Puro Deunydd Crai: Y trawsnewidiad o fwyn i "Zirconium Sponge"
1. Crynodiad mwyn a pretreatment
Ffynhonnell Deunydd Crai: Ar ôl archwilio a mwyngloddio daearegol, mae mwyn zirconium (fel zircon) yn cael sawl proses, gan gynnwys malu, gwahanu magnetig, a arnofio, i gael gwared ar amhureddau fel silicon, haearn, a titaniwm, gan arwain at ddwysfwyd zirconium (cynnwys zro₂ sy'n fwy na chyfwerth â 65%). Clorineiddio tymheredd uchel: Mae dwysfwyd zirconium yn gymysg â golosg a chyflwynir nwy clorin i mewn i ffwrnais clorineiddio tymheredd uchel i gynhyrchu nwy tetrachlorid zirconium (ZRCL₄). Yna cesglir hylif zrcl₄ trwy anwedd ar gyfer puro cychwynnol.
2. Gostyngiad i baratoi zirconium sbwng
Gostyngiad magnesothermol: Mae hylif Zrcl₄ yn adweithio â magnesiwm tawdd o dan awyrgylch nwy anadweithiol (tymheredd 900-1000 gradd) i gynhyrchu metel zirconium tebyg i sbwng (purdeb sy'n fwy na neu'n hafal i 99.6%).
Distylliad Gwactod: Mae mgcl₂ gweddilliol a magnesiwm heb ymateb yn cael eu tynnu trwy ddistylliad gwactod tymheredd uchel (gwasgedd gwactod llai na neu'n hafal i 10⁻³Pa), gan gynhyrchu zirconiwm sbwng purdeb uchel yn y pen draw (cynnwys ocsigen sy'n llai na neu'n hafal i 500ppm, caledwch llai na neu neu 100HB. II. Toddi a Castio: O "Sbwng" i "zirconium ingots"
1. Toddi Arc Gwactod (VAR)
Offer a Thechnoleg: Gan ddefnyddio ffwrnais arc gwactod (gwactod llai na neu'n hafal i 5 × 10⁻²Pa), mae sbwng zirconium yn cael ei wasgu i electrodau. Yna caiff y metel ei doddi gan arc ar dymheredd uchel (gradd 3000-4000). Mae'r metel hylif yn solidoli haen fesul haen mewn crucible copr, gan ffurfio ingot zirconium homogenaidd.
Manteision: Yn cael gwared ar amhureddau nwyol yn effeithiol (fel H₂ ac O₂), yn dileu gwahanu cydrannau, ac yn cynyddu dwysedd yr ingot zirconium (yn fwy na neu'n hafal i 98%).
2. Trawst Electron Hearth Cold Toddi (EBCHM)
Cymwysiadau pen uchel: Defnyddir targedu deunyddiau zirconium gradd niwclear, technoleg toddi trawst electron (pŵer sy'n fwy na neu'n hafal i 2MW). Mae trawstiau electronau ynni uchel yn beledu’r deunydd crai, gan gyflawni mireinio tymheredd uwch-uchel (cyrraedd 5000 gradd yn lleol).
Canlyniadau: Mae elfennau amhuredd (fel Fe a CR) yn cael eu gostwng i lefelau PPM, mae maint grawn yn cael ei fireinio i lai na 50μm, ac mae ymwrthedd ymgripiol y deunydd zirconiwm yn cael ei wella'n sylweddol . 3. Peiriannu manwl: y trawsnewidiad o "zirconium ingot" i "wifren zirconium"
1. Ffug poeth: Ail -lunio enaid metel
Paramedrau Proses: Mae'r ingot zirconium yn cael ei gynhesu i'r cyfnod (gradd 800-950) ac yna'n cael ei ffugio i sawl cyfeiriad gan ddefnyddio gwasg hydrolig (pwysau sy'n fwy na neu'n hafal i 2000 tunnell). Mae hyn yn torri i lawr strwythur y cast bras ac yn creu strwythur unffurf, mân (maint grawn sy'n llai na neu'n hafal i 100μm).
Rheoli Ansawdd: Mae amrywiadau tymheredd (± 10 gradd) yn cael eu monitro mewn amser real yn ystod y broses ffugio i atal twf grawn annormal oherwydd gorboethi.
2. Llunio aml-bas: Celf dyfnder cain
Llunio Cynradd: Gan ddefnyddio marw dur twngsten (cywirdeb agorfa ± 0.05mm) ac iraid wedi'i seilio ar graffit, mae'r gwialen zirconium yn cael ei thynnu'n raddol i ddiamedr o lai na 5mm.
Annealing Canolradd: Ar ôl pob tocyn lluniadu, perfformir anelio awyrgylch amddiffynnol (awyrgylch argon, tymheredd 600-750 gradd) i ddileu caledu gwaith ac adfer plastigrwydd. Ffilamentau Ultra-Fine: Defnyddir diemwnt yn marw (agorfa sy'n llai na neu'n hafal i 0.1mm) i gynhyrchu ffilamentau uwch-ddirwy (diamedr 0.01-0.5mm) ar beiriant lluniadu gwifren manwl, gan gyflawni garwedd arwyneb RA sy'n llai na neu'n hafal i 0.4μm.
3. Triniaeth ac Archwiliad Arwyneb
Sgleinio electrolytig: Defnyddir cymysgedd asid asid-nitrig hydrofluorig fel yr electrolyt i gael gwared ar ficrocraciau arwyneb a haenau ocsid, gan gyflawni gorffeniad tebyg i ddrych.
Profion Anghyfyngedig: Defnyddir synwyryddion namau cerrynt eddy (sensitifrwydd 0.1mm) a diffractomedrau pelydr-X (ystumiad dellt sy'n llai na 0.5%neu'n hafal i 0.5%) i sicrhau bod y wifren yn rhydd o ddiffygion a bod ei chysondeb cyfeiriadedd grisial yn cwrdd â safonau.
Iv. Arloesi a datblygiadau arloesol: uwchraddio prosesau a meincnodau diwydiant
Uwchraddio Deallus: Cyflwynir system gweledigaeth AI i fonitro'r broses lunio mewn amser real, gan gyfuno dadansoddiad data mawr i wneud y gorau o baramedrau prosesau, gan gynyddu'r gyfradd cynnyrch i 99.8%.
Gweithgynhyrchu Gwyrdd: Datblygir system oeri dŵr dolen gaeedig i gyflawni gollyngiad dŵr gwastraff sy'n mwyndoddi sero; Mae'r gyfradd adfer asid gwastraff yn cyrraedd 95%, gan leihau effaith amgylcheddol. Ehangu Cais: Mae cynhyrchu màs cynhyrchion pen uchel fel gwifren zirconium ar gyfer tiwbiau cladin adweithydd niwclear (gyda chynnydd o 30% mewn ymwrthedd ymbelydredd) a chymysgeddau aloi zirconium bioddiraddadwy ar gyfer cymwysiadau meddygol (ardystiad biocompatibility dosbarth A) wedi cychwyn.
Trwy arloesi prosesau cynhwysfawr a rheoli ansawdd trwyadl, mae technoleg prosesu gwifren zirconium modern wedi rhagori ar rwystrau manwl gywirdeb ar lefel micron, gan ddod yn "hyrwyddwr cudd" mewn gweithgynhyrchu pen uchel. Gyda'r ymchwydd yn y galw am wifren zirconium ultra-mân ar gyfer argraffu 3D ac dargludyddion ar gyfer dyfeisiau electronig hyblyg, bydd y "gelf fetel" hon yn parhau i arwain y don o arloesi mewn gwyddoniaeth deunyddiau.
Mae gan y cwmni linellau cynhyrchu prosesu titaniwm domestig blaenllaw, gan gynnwys:
Llinell gynhyrchu tiwb titaniwm manwl yr Almaen (capasiti cynhyrchu blynyddol: 30,000 tunnell);
Llinell rolio ffoil titaniwm Japaneaidd (teneuaf i 6μm);
Llinell allwthio parhaus gwialen titaniwm cwbl awtomataidd;
Plât titaniwm deallus a melin gorffen stribedi;
Mae'r system MES yn galluogi rheoli a rheoli'r broses gynhyrchu gyfan yn ddigidol, gan sicrhau cywirdeb dimensiwn cynnyrch o ± 0.01μm.
Ebostia
