高純金屬材料

前言

人類進入21世紀后，科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度突飛猛進地發(fā)展，在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了對高純金屬材料制備和應(yīng)用技術(shù)的研究熱潮，我國科技工作者和產(chǎn)業(yè)界也對這一領(lǐng)域給予了足夠的關(guān)注和積極的響應(yīng)。現(xiàn)在，高純金屬材料以其特異的性能展示了廣闊的應(yīng)用前景，成為材料科學(xué)與工程領(lǐng)域發(fā)展最為活躍的重要分支之一，它為傳統(tǒng)材料的提質(zhì)升級提供了新的機遇。在這種形勢下，人們迫切需要系統(tǒng)了解和掌握高純金屬材料的科學(xué)知識。由郭學(xué)益教授等完成的《高純金屬材料》正是適應(yīng)這種需要而編著出版的。該書作為一部系統(tǒng)介紹高純金屬材料的學(xué)術(shù)專著，詳盡闡述了各種有色金屬、黑色金屬和典型半金屬高純材料的特異性能、制備技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，對高純材料制備過程中所必需的潔凈環(huán)境、高純水及高純試劑進行了論述，并介紹了高純材料各種分析檢測手段及先進設(shè)備儀器。該書集中反映了國內(nèi)外高純金屬材料的最新科技成果，并展望了高純金屬材料未來的發(fā)展。郭學(xué)益教授一直致力于有色金屬材料，臺金方面的科學(xué)研究及技術(shù)開發(fā)應(yīng)用工作。近年來，他帶領(lǐng)他的研究團隊積極探索，不斷實踐，在有色金屬提取及高純金屬材料制備領(lǐng)域開展了一系列的前沿性工作，取得了卓有價值的成果。并且結(jié)合所取得的研究成果，他為冶金材料及相關(guān)專業(yè)的研究生講授了“高純金屬專論”課程，對高純金屬材料國內(nèi)外進展有比較全面的了解和深入的認識，這些為該書的成稿及出版奠定了堅實的基礎(chǔ)。該書層次分明，內(nèi)容翔實，不但具有很高的學(xué)術(shù)價值，而且對高純金屬材料產(chǎn)業(yè)實踐具有實際意義。我相信，該書的出版對促進我國高純金屬材料研究開展、提升新材料產(chǎn)業(yè)水平和推動有色金屬行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有積極的作用。

內(nèi)容概要

　　《高純金屬材料》是一本系統(tǒng)介紹各種有色金屬、黑色金屬和半金屬高純材料的專業(yè)書籍。全書共十章，從介紹高純金屬材料的定義、基本物理化學(xué)性質(zhì)和常用提純制備方法出發(fā)，全面詳盡地闡述了高純重有色金屬、高純輕有色金屬、高純稀有金屬、高純貴金屬、高純黑色金屬和高純半金屬的性質(zhì)、應(yīng)用和制備工藝，涵蓋了常見的數(shù)十種金屬材料。《高純金屬材料》還集中介紹了高純水和高純試劑的制備方法及高純金屬材料的分析方法?！陡呒兘饘俨牧稀分荚谕怀隹茖W(xué)性、系統(tǒng)性、新穎性和實用性，內(nèi)容豐富、層次合理。　　《高純金屬材料》適用于冶金、材料、化工等專業(yè)的研究人員及相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員參考使用。也可作為高等院校冶金、材料類專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)課教材。

作者簡介

郭學(xué)益，湖南長沙人，工學(xué)博士，現(xiàn)任中南大學(xué)教授；博士生導(dǎo)師，日本東京大學(xué)客座教授。美國TMS學(xué)會、日本金屬學(xué)會、日本資源與素材學(xué)會會員，中國有色金屬學(xué)會重金屬學(xué)術(shù)委員會理事，中國材料研究學(xué)會環(huán)境材料分會理事。研究方向為有色金屬資源循環(huán)利用與環(huán)境材料制備。主持完成包括國家“863”計劃、國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程、國家自然科學(xué)基金等課題研究，在有色金屬資源循環(huán)及先進電池材料、環(huán)境材料等方面擁有系列原創(chuàng)性成果。已出版專譯著3部，獲省部級科技進步獎6項、湖南十大杰出青年科技創(chuàng)新獎、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃。田慶華，四川宜賓人，工學(xué)博士，中南大學(xué)優(yōu)秀青年教師；美國TMS學(xué)會會員，中國材料研究學(xué)會會員，中國青少年科技創(chuàng)新獎獲得者，曾任湖南省學(xué)聯(lián)副主席。研究方向為有色金屬資源循環(huán)、金屬泡沫材料及功能粉體材料制備與應(yīng)用研究。編著出版學(xué)術(shù)專著2部，參編內(nèi)部刊物3部，申請專利7項，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文34篇，主持或參與科研產(chǎn)業(yè)化項目13項，獲中國有色金屬科技進步獎等省部級以上獎勵10余項。

書籍目錄

1 高純金屬材料概述1.1 高純金屬材料的定義及性質(zhì)1.1.1 高純金屬材料的定義1.1.2 高純金屬材料的性質(zhì)1.2 高純金屬材料的應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r1.2.1 高純金屬材料的應(yīng)用1.2.2 高純金屬材料的發(fā)展?fàn)顩r參考文獻2 高純金屬材料提純制備方法2.1 物理提純制備方法2.1.1 偏析提純法2.1.2 區(qū)域熔煉提純法2.1.3 真空熔煉提純法2.1.4 真空蒸餾提純法2.1.5 固相電解法2.1.6 懸浮區(qū)熔提純法2.1.7 氫等離子弧熔煉法2.1.8 其他物理提純法2.2 化學(xué)提純制備方法2.2.1 電解精煉法2.2.2 離子交換膜電解法2.2.3 離子交換法2.2.4 溶劑萃取法2.2.5 萃取色層法2.2.6 其他化學(xué)提純法參考文獻3 高純半金屬的制備3.1 高純硅3.1.1 高純硅概述3.1.2 高純硅原料的制備3.1.3 高純硅原料的提純3.1.4 高純硅的制備3.1.5 多晶硅的制備3.1.6 單晶硅的制備3.2 高純砷3.2.1 高純砷的概述3.2.2 高純砷的制備3.2.3 高純砷烷的制備3.3 高純磷3.3.1 高純磷的概述3.3.2 高純磷的制備3.4 高純硒3.4.1 高純硒的概述3.4.2 高純硒的制備3.5 高純碲3.5.1 高純碲的概述3.5.2 高純碲的制備參考文獻4 高純重有色金屬4.1 高純銅4.1.1 高純銅的性質(zhì)4.1.2 高純銅的用途4.1.3 高純銅的制備4.2 高純鋅4.2.1 高’純鋅的性質(zhì)4.2.2 高純鋅的用途4.2.3 高純鋅的制備4.3 高純鎳4.3.1 高純鎳的性質(zhì)4.3.2 高純鎳的用途4.3.3 高純鎳的制備4.4 高純鈷4.4.1 高純鈷的性質(zhì)4.4.2 高純鈷的用途4.4.3 高純鈷的制備4.5 高純銻4.5.1 高純銻的性質(zhì)4.5.2 高純銻的用途4.5.3 高純銻的制備4.5.4 高純銻化物的制備4.6 高純鉍4.6.1 高純鉍的性質(zhì)4.6.2 高純鉍的用途4.6.3 高純鉍的制備4.6.4 高純氧化鉍的制備4.7 高純錫4.7.1 高純錫的性質(zhì)4.7.2 高純錫的用途4.7.3 高純錫的制備參考文獻5 高純輕有色金屬5.1 高純鋁5.1.1 高純鋁的性質(zhì)5.1.2 高純鋁的用途5.1.3 高純鋁的制備5.2 高純氧化鋁5.2.1 高純氧化鋁的性質(zhì)5.2.2 高純氧化鋁的用途5.2.3 高純超細氧化鋁的制備5.3 高純鎂5.3.1 高純鎂的性質(zhì)5.3.2 高純鎂的用途5.3.3 高純鎂的制備5.4 高純氧化鎂5.4.1 高純氧化鎂的性質(zhì)5.4.2 高純氧化鎂的用途5.4.3 高純氧化鎂的制備參考文獻6 高純貴金屬6.1 高純金6.1.1 金屬金概述6.1.2 高純金的制備6.2 高純銀6.2.1 金屬銀概述6.2.2 高純銀的制備6.3 高純鉑族金屬6.3.1 鉑族金屬概述6.3.2 高純鉑族金屬的制備參考文獻7 高純稀有金屬7.1 高純鎵7.1.1 高純鎵概述7.1.2 高純金屬鎵的制備7.2 高純銦7.2.1 金屬銦概述7.2.2 高純銦的制備7.2.3 高純銦化合物制備7.3 高純鍺7.3.1 金屬鍺概述7.3.2 高純鍺的制備7.4 高純鈦7.4.1 金屬鈦的概述7.4.2 高純鈦的制備7.5 高純鎢7.5.1 金屬鎢概述7.5.2 高純仲鎢酸銨的制備7.5.3 高純鎢的制備7.6 高純鉬7.6.1 金屬鉬概述7.6.2 高純鉬的制備7.7 高純釩7.7.1 金屬釩概述7.7.2 高純釩的制備7.8 高純鈮7.8.1 金屬鈮概述7.8.2 高純鈮的制備7.9 高純稀土材料7.9.1 稀土金屬概述7.9.2 稀土材料應(yīng)用現(xiàn)狀7.9.3 稀土元素的分離和提純參考文獻8 高純黑色金屬8.1 高純鐵8.1.1 金屬鐵概述8.1.2 高純鐵概述8.1.3 高純鐵的制備8.2 高純錳8.2.1 金屬錳概述8.2.2 高純錳及錳氧化物的應(yīng)用8.2.3 高純電解錳的生產(chǎn)8.2.4 錳氧化物的制備8.3 高純鉻8.3.1 金屬鉻概述8.3.2 高純鉻概述8.3.3 金屬鉻的制備參考文獻9 高純水及試劑9.1 高純水9.1.1 高純水的概述9.1.2 高純水的傳統(tǒng)制備方法9.1.3 高純水的制備新方法9.2 超凈高純試劑9.2.1 超凈高純試劑概述9.2.2 超凈高純試劑的制備方法參考文獻10 高純金屬材料分析方法10.1 高純金屬材料分析概述10.1.1 高純金屬材料的純度分析原則10.1.2 高純金屬材料純度的玷污控制10.2 高純金屬的分析方法10.2.1 高純金屬材料純度的化學(xué)分析方法10.2.2 超純金屬材料純度的物理測定方法參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2 高純金屬材料提純制備方法高純金屬是金屬材料發(fā)展的重要方向之一，其提純制備技術(shù)一直是新材料領(lǐng)域的研究熱點。高純金屬材料提純制備技術(shù)分為純化（初步提純）和超純化（最終提純）兩個步驟，制備方法可分為物理提純法和化學(xué)提純法兩大類。2.1 物理提純制備方法物理提純法是利用主體金屬與雜質(zhì)元素物理性質(zhì)的差異，采用蒸發(fā)、凝固、結(jié)晶、擴散、電遷移等物理過程去除雜質(zhì)，從而實現(xiàn)主體金屬材料的高純化。物理提純法制備高純金屬材料的方法很多，包括區(qū)域熔煉法、真空蒸餾法、單晶法、電遷移法等技術(shù)，可以制備出滿足不同行業(yè)需要的不同純度的高純材料。物理提純法一般在真空條件下進行，特別是一些吸氣性很強的稀有金屬，其提純制備需要高真空或超高真空的環(huán)境。下面將介紹高純金屬材料典型的物理提純制備方法。2.1.1 偏析提純法偏析提純法制備高純金屬材料的原理是利用金屬熔體在凝固過程中，雜質(zhì)含量最低的部分最先凝固，雜質(zhì)含量高的部分后凝固的這種偏析物理現(xiàn)象（見圖2-1），從而達到去除雜質(zhì)提純金屬的目的。該技術(shù)是將先凝固的含雜質(zhì)少的那部分金屬（高純的）與未凝固的含雜質(zhì)多的那部分金屬分離開來，取出前者，得到的就是高純金屬。

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《高純金屬材料》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

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