Эрбий в слитках ТУ 48-4-212-72: характеристики, марки и применение
Эрбий в слитках по ТУ 48-4-212-72 — редкоземельный металл иттриевой подгруппы, поставляемый в виде компактных слитков, полученных вакуумной дистилляцией или металлотермическим восстановлением. Технические условия регламентируют химический состав, массу слитка и нормы примесей для металлургического передела и производства функциональных материалов. Слитки отличаются высокой чистотой по газообразующим примесям, что критично для последующего вакуумного переплава и легирования.
Технические параметры слитков
Металл относится к лантаноидам с атомным номером 68. Температура плавления — 1529 C, температура кипения — 2868 C, плотность — 9,066 г/см. Кристаллическая решётка — гексагональная плотноупакованная с параметрами a = 0,3559 нм, c = 0,5585 нм. Модуль упругости — около 70 ГПа. Металл парамагнитен, обладает высокой химической активностью: на воздухе покрывается оксидной плёнкой, при нагреве выше 300 C интенсивно окисляется, реагирует с водой и минеральными кислотами.
Слитки по ТУ 48-4-212-72 выпускают массой от 0,5 до 5 кг. Поверхность очищена от шлаковых включений и оксидных корок; допускаются следы механической зачистки. Поставка — в герметичной таре с инертной средой или под слоем вазелинового масла для предотвращения окисления при транспортировке и хранении.
Химический состав и нормируемые примеси
Содержание основного элемента — не менее 99,0 % (марка Эр-1). Лимитируются примеси редкоземельных и нередкоземельных металлов, а также газообразующие элементы, влияющие на служебные свойства готовых изделий.
| Примесь | Массовая доля, % | Примесь | Массовая доля, % | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Железо (Fe) | 0,05 | Кислород (O) | 0,10 | Атомно-эмиссионный |
| Кальций (Ca) | 0,03 | Азот (N) | 0,02 | Масс-спектрометрия |
| Кремний (Si) | 0,02 | Водород (H) | 0,01 | Восстановительное плавление |
| Тантал (Ta) | 0,05 | Углерод (C) | 0,02 | Кулонометрический |
Области применения
Слитковый эрбий служит шихтой для вакуумно-дугового и электронно-лучевого переплава, а также исходным материалом для получения эрбиевой лигатуры и мишеней магнетронного распыления.
- Легирование алюминиевых и магниевых сплавов для повышения жаропрочности и коррозионной стойкости в авиационных конструкциях.
- Производство эрбий-алюминиевых лигатур (Er–Al) для модифицирования литейных сплавов на линиях непрерывного литья.
- Изготовление мишеней для магнетронных установок нанесения оптических покрытий в микроэлектронике.
- Сырьё для синтеза эрбийсодержащих люминофоров и лазерных сред (Er:YAG) в квантовой электронике.
- Ввод в шихту при выплавке специальных сталей и сплавов в вакуумных индукционных печах.
- Получение оксида эрбия для стекловарения и производства оптических волокон.
Условия хранения и подготовки к переплаву
Слитки хранят в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не выше 60 % в герметичной таре. Перед загрузкой в вакуумную печь поверхность подвергают механической зачистке от оксидной плёнки; при длительном хранении проводят дробеструйную обработку или травление в органических кислотах с последующей промывкой. Температура эксплуатации готовых изделий определяется конкретной матрицей, но для эрбийсодержащих сплавов рабочий диапазон обычно составляет –50…+400 C.
Вопросы и ответы
Какая минимальная чистота эрбия обеспечивается по ТУ 48-4-212-72?
Содержание основного элемента — не менее 99,0 % при нормировании примесей железа, кальция, кремния, тантала и газообразующих элементов (кислород, азот, водород, углерод).
Какова масса одного слитка и допускается ли резка?
Стандартная масса слитка — от 0,5 до 5 кг. По согласованию с потребителем допускается поставка мерных заготовок, полученных механической резкой в инертной среде.
Для каких печей пригоден слитковый эрбий?
Материал предназначен для вакуумно-дугового, электронно-лучевого и вакуумно-индукционного переплава, а также для ввода в расплав через лигатуру.
Как предотвратить окисление слитков при хранении?
Слитки содержат в герметичной таре с инертной средой или под слоем вазелинового масла при влажности не выше 60 %; перед плавкой поверхность зачищают от оксидной плёнки.
