什么是高纯材料     DATE: 2019-01-04 10:09

一、高纯材料是指化学纯度高、杂质含量少、与常规材料相比具有优异物理化学性能的新型材料;是在超净环境下,利用现代冶金技术获取的高纯净化的材料。高纯材料是现代高新技术发展的综合产物,是衡量一个国家或地区高新技术发展水平的重要标志。近年来,随着电子、光学和光电子等尖端科学技术的发展,提高材料的纯度以获得新的性质已经成为现代材料行业发展的重要方向,从某种程度上来说,高纯材料可以认为是现代高新技术发展的产品。
二、纯度对材料有着三方面的意义:
1. 材料的性质与纯度关系密切。
2. 纯度的研究有助于阐明材料的结构敏感性、杂质对缺陷的应相等因素,并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。
3. 随着材料纯度的不断提高,将进一步揭示出材料的潜在性能。   
三、高纯材料的定义 
      高纯金属材料的定义是动态发展的,人们对金属纯度的概念在不同的年代、对于各种不同的金属和使用目的以及材料高纯化制备技术水平和分析检测精确度的不同有着不同的认识,随着金属材料提纯技术和检测水平的提高,金属的纯度不断提高,如过去高纯金属的杂质含量为百万分之几(ppm级),而目前超纯半导体材料的杂质含量仅为十亿分之几(ppb级),甚至发展到万亿分之几(ppt级)。同时,各个金属提纯难度不尽相同,如半导体材料中硅、锗99.9999999%以上为高纯,而难熔金属达99.9999%已属超高纯。总的说来,金属材料的纯度是相对于其杂质含有量而言的。
      金属材料中的杂质在广义上包括两大类。第一类是化学杂质,比如高纯铜材料中的微量PB,Ni,Co,Fe等就属于此类;另一类就是物理杂质,这主要是指金属材料的缺陷。按几何形式可将这类物理杂质晶体中的缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷包括空位、错位原子、变价原子和包心等。最重要的线缺陷是错位。面缺陷反映在堆积层错、晶粒和双晶的界面、晶畴的界面上。体缺陷反应为晶体中出现的空洞、包裹物、沉积物等。物理杂质对高纯金属材料的力学性能以及电、磁、光等性能均有很大的影响,但只有在金属材料的化学杂质含量极低时,物理杂质才有真正意义。因此,在实际应用中,通常用金属材料的化学杂质含量作为其纯度的标准,即用质量分数表示,常用nine的第一个字母N来表示,如99.9999%写成6N,99.99999%写成7N。
四、目前高纯金属材料产品的标准纯度

标准纯度 元  素
7N Ga、Hg、In
6N Ag、Al、As、Bi、Cd、Ge、P、Sb、Se、Si、Sn、Pb、Tc、Zn
5N Au、B、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pd、Pt、Rh、W
4N Be、La、Mn、Mo、Nb、Re、Se、Ta、Zr
3N Ce、Cs、Dy、Er、Eu、Gd、Hf、Ho、Ir、K、Li、Lu、Mg、Na、Nd、Os、Pr、Rb、Ru、Sm、Tb、Ti、V、Y、Yb