Ультрачистые металлы

Ультрачи́стые металлы

Высокочистые металлы, особо чистые металлы, металлы, суммарное содержание примесей в которых не превышает 1․10-3% (по массе). Основные стадии технологии производства У. м.: получение чистых химических соединений, восстановление их до элементарного состояния и дополнительная очистка. Чистые соединения получают сорбцией (См. Сорбция), экстракцией (См. Экстракция), дистилляцией (См. Дистилляция), ректификацией (См. Ректификация), ионным обменом (См. Ионный обмен), перекристаллизацией (См. Перекристаллизация) из водных растворов. Восстановление соединений осуществляется химическими методами, термическим разложением или электроосаждением. Дополнительная очистка металлов обеспечивается электролитическим рафинированием (Cu, Ni, Pb, Al, Ga), дистилляцией или ректификацией (Zn, Cd, Hg), вакуумной плавкой (Cu, Sn, Al, Ga), электроннолучевой или плазменной плавкой (V, Nb, Ta, W, Mo, Ti). Значительное повышение чистоты металлов и получение монокристаллов достигаются методами направленной кристаллизации, вытягиванием кристаллов из расплава, зонной перекристаллизацией. У. м. обладают повышенной пластичностью, коррозионной стойкостью, электропроводностью, пониженной температурой рекристаллизации. Для анализа примесей в У. м. применяют высокочувствительные методы (спектральный с обогащением, полярографический, люминесцентный, масс-спектральный, радиоактивационный и др.). Для оценки общей чистоты металлов используют соотношение удельных электросопротивлений при 293 К и 4,2 К (S293/ S4,2); это соотношение возрастает с повышением чистоты металлов.

У. м. (например, W, Mo) применяются в качестве конструкционных материалов в приборах и устройствах авиационной и ядерной техники. Из высокочистого ниобия изготовляют сверхпроводящие СВЧ резонаторы. У. м. 2-й (Zn, Cd, Hg), 3-й (Al, Ga, In), 4-й (Pb, Sn) и 5-й (Bi) групп таблицы Менделеева используются для синтеза простых и сложных полупроводниковых соединений и твёрдых растворов на их основе.

У. м. имеют важное значение для исследований в области физики твёрдого тела (в качестве эталонов), для развития энергетики, космической и полупроводниковой техники.